Скорость нормального распространения фронта пламени

На поверхности нелетучего нефтепродукта (с температурой вспышки и воспламенения выше начальной рабочей температуры) механизм распространения пламени сходен с механизмом распространения диффузионного пламени по поверхности твёрдого горючего материала, когда в нормальных температурных условиях горючая газовая фаза на поверхности топлива отсутствуёт, а взоникает постепенно вследствие подогрева топлива непосредственно перед движущимся фронтом пламени (рис. 2,1). Основному пламени предшествует небольшое горизонтальное пульсирующее пламя. Очевидно, ведущий край пульсирующего пламени соответствует температуре вспышки, а фронт установившегося основного пламени—температуре воспламенения нефтепродукта. Начальное кратковременное продвижение пламени совпадает с нагревом поверхности жидкости до температуры вспышки, но скорость поступления паров оказывается недостаточной для поддержания непрерывного горения, и фронт пламени возвращается в область устойчивого горения. Когда концентрация пара в зоне подогрева перед пламенем достигает уровня, соответствующего температуре воспламенения, фронт пламени продвигается. Скорости распространения пламени по поверхности нелетучих нефтепродуктов малы. [c.13]

Эта предпламенная стадия характеризуется заметным выделением энергии, вызывающим настолько интенсивное расширение несгоревшей смеси, что оно приводит к приостановке дальнейшего продвижения основного фронта пламени, распространяющегося от искры, и даже к его оттеснению назад, что видно из сопоставления рис. 4 и 3. На рис. 4 приведен типичный пример нормального сгорания без всяких признаков детонации, чему соответствует приблизительно равномерная скорость распространения пламени, с плавным замедлением в конце. На рис. 5, примерно за 4—5° поворота коленчатого вала до возникновения детонации, наблюдается резкое замедление распространения фронта, особенно в некоторых направлениях, а перед самым появлением детонации пламя даже начинает двигаться назад в щелях 4 и 5. [c.222]

Нормальная скорость горения — это перпендикулярная фронту пламени составляюш,ая скорости, с которой фронт движется по отношению к несгоревшему газу. Эта величина является характеристикой смесп. Ее не следует путать со скоростью распространения пламени, т. е. скоростью, с которой пламя движется относительно неподвижного наблюдателя и которая зависит от условий горения. Результаты определений нормальной скорости горения различными методами [1] противоречивы. Некоторые недавно полученные данные [2] для 25° С приведены в табл. VII.5. На рис. VII.6 эти данные сопоставлены с резулъ- [c.513]

При горении в потоке распространение пламени сопровождается движением газа, если же пламя распространяется в покоящемся газе, то и в этом случае имеет место движение, вызванное тепловым расширением. Движение газа искривляет и увеличивает фронт пламени. Так как зона горения очень тонка, то при искривлении фронта пламени структура зоны горения не будет нарушаться, а только будет увеличиваться его поверхность. Вследствие этого скорость нормального распространения пламени, а также и количество газа, сгорающего на единице поверхности, не будут меняться, общее же количество газа, сгорающего за единицу временн, будет увеличиваться пропорционально увеличению поверхности фронта пламени. Следовательно, нормальная скорость распространения пламени не зависит от гидродинамических условий, а зависит только от физико-химических свойств горючей смеси, т. е. является физико-химической константой. [c.123]

После воспламенения рабочей смеси от искры цепные реакции предпламенного окисления резко ускоряются в связи с повышением температуры и давления. Концентрация перекисей в рабочей смеси перед фронтом пламени возрастает, и появляется так называемое холодное пламя. Холодным пламенем называется своеобразное свечение реакционной смеси в результате возбуждения реагирующих молекул от тепла, выделяющегося при реакции окисления, и взрывного разложения накопившихся перекисей. В результате распространения холодного пламени в рабочей смеси продолжает возраст,ать количество перекисей, альдегидов, свободных радикалов. Такая активизация с.меси приводит к образованию вторичного холодного пламени. Температура повышается еще выше. В несгоревшей части смеси возрастает концентрация окиси углерода и различных активных частиц. В реакции окисления вовлекаются больше половины молекул не сгоревшей смеси. В результате последняя часть топливного заряда вместе с образовав-шейся окисью углерода мгновенно самовоспламеняются. Холодное пламя превращается в горячее, что и приводит к образованию детонационной волны и скачкообразному подъему давления. Следовательно, короче говоря, детонационное сгорание последней части топливного заряда происходит вследствие накопления до определенной предельной концентрации высокоактивных частиц, которые реагируют со скоростью взрыва, в результате вся несгоревшая часть горючей смеси мгновенно самовоспламеняется (теория Соколика). Очевидно, чем выше скорость образования перекисей в данной рабочей смеси, тем скорее возникает взрывное сгорание, тем раньше нормальное распространение фронта пламени перейдет в детонационное и последствия детонации скажутся сильнее. Отсюда следует, что основным фактором, от которого зависит возникновение и интенсивность детонации, является химический состав топлива, так как известно, что склонность к окисле нию у углеводородов различного строения при сравнимых условиях резко различна. Если в топливе преобладают углеводороды, не образующие в условиях предпламенного окисления значительного количества перекисей, то взрывного распада не произойдет, смесь не перенасытится активными частицами, и сгорание будет проходить с обычными скоростями, без детонации, [c.89]

Нормальная скорость горения. Пламя, возникшее в горючей смеси, способно распространяться в сторону несгоревшего газа. В практических условиях встречаются пламена, распространяющиеся в замкнутом объеме первоначально неподвижного газа, и пламена, горящие в струе газа, поступающего с определенной скоростью в зону горения. Примером пламени, распространяющегося в замкнутом объеме, является пламя, возникающее в трубе или сферической колбе при поджигании содержащейся в них горючей смеси нагретой проволокой или электрической искрой. Примером пламени, распространяющегося в струе газа, служит любое стационарное пламя, горящее в трубе при пропускании через нее горючей смеси, (с определенной постоянной скоростью), или пламя бунзеновской горелки. Как при распространении в замкнутом сосуде, так и при горении в струе газа пламя характеризуется некоторой скоростью распространения, которая всегда является относительной скоростью, т. е. скоростью распространения фронта пламени по отношению к несгоревшему газу, находящемуся в непосредственной близости от фронта. [c.585]

Для исследования, проведенного в лаборатории Института им. П. И. Баранова, был выбран открытый стационарный факел с центральным источником поджигания. Так как размеры источника были малы, то можно было принять, что образование фронта пламени происходит от точечного источника поджигания в потоке. Пламя от точечного источника распространяется с некоторой скоростью, определяемой механизмом турбулентной диффузии и нормальной скоростью распространения пламени. Поверхность пламени при распространении его в неподвижном газе представляла бы собой поверхность сферы, но при горении в потоке пламя сносится набегающим потоком горючей смеси и осредненный фронт пламени представляет собой (приближенно) поверхность конуса, ось которого совпадает с ОСЬЮ потока. [c.230]

Пусть в трубе с поперечным сечением S находится горючая смесь, по которой распространяется пламя (рис. 36). Поверхность искривленного фронта пламени составляет величину Р. Объем горючей смеси, сгорающей в единицу времени, можно выразить двояко через нормальную скорость распространения пламени и через наблюдаемую скорость движения [c.92]

Таким образом, пламя движется по отношению к свежей смеси со скоростью Уп, а по отношению к продуктам сгорания — со скоростью С/г. Осуществляя процесс горения в потоке горючей смеси, можно получить стационарное пламя, для этого смесь должна поступать к фронту пламени со скоростью, равной нормальной скорости распространения пламени Ип- Продукты сгорания будут отходить от фронта пламени со скоростью [c.123]

Динамическим методом нормальная скорость распространения пламени определяется по размеру поверхности конусного фронта пламени газовой горелки типа Бунзена. Регулируя состав газовоздушной смеси, вытекающей из горелки при ламинарном режиме движения, добиваются появления устойчивого и резко очерченного внутреннего конуса горения. Поверхность этого конуса, или фронт пламени (неподвижный относительно верхнего обреза горелки), будет двигаться по направлению к газовоздушной смеси, вытекающей из горелки. Пламя в этом случае распространяется перпендикулярно к поверхности воспламенения в каждой данной точке. При этом на поверхности конуса вьшолняется равенство проекции скорости потока И, , на нормаль к образующей конуса и нормальной скорости распространения пламени и (рис. 4.23) [c.281]

Динамическим методом нормальная скорость распространения пламени определяется по размеру поверхности конусного фронта пламени газовой горелки типа Бунзена. Регулируя состав газовоздушной смеси, вытекающей из горелки при ламинарном режиме движения, добиваются появления устойчивого и резко очерченного внутреннего конуса горения. Поверхность этого конуса, или, что то же, фронт пламени (неподвижный относительно верхнего обреза горелки), будет двигаться по направлению к газовоздушной смеси, вытекающей из горелки. Пламя в этом случае распространяется перпендикулярно к поверхности воспламенения каждой данной [c.356]

Рассмотрим основные факторы, определяющие устойчивость пламени, на примере простейшей горелки в виде трубки, из устья которой в атмосферу выходит с небольшой скоростью газовоздушная смесь. Если бы скорость выходящего потока смеси была одинаковой по всему сечению устья и близкой к скорости распространения пламени, то при поджигании в потоке образовался бы на некотором расстоянии от устья плоский горящий фронт пламени. На самом деле выходящий из устья поток смеси всегда имеет неравномерное поле скоростей чем ближе к стенкам, оказывающим тормозящее воздействие, тем меньше скорость. Самая большая скорость в центре потока может значительно превышать нормальную скорость распространения пламени (составляющую общей скорости распространения пламени, перпендикулярную к фронту горения). В результате плоская форма фронта пламени не может сохраниться и при круглом устье горелки приобретает вид конуса (рис. 6.3). Вторая составляющая скорости распространения пламени (перпендикулярная к направлена вдоль наклонной поверхности конуса и стремится снести пламя к его вершине, следовательно, погасить его. Для устойчивого существования конусного пламени необходимо постоянно поджигать газовоздушную смесь. [c.263]

Пламенем называется зона, в которой протекают реакции горения. При горении пламя распространяется в свежую горючую смесь с определенной скоростью, называемой скоростью распространения пламени. Существуют два типичных случая распространения пламени нормальное при медленном горении и детонационное при скоростном взрывном горении. Нормальной скоростью распространения пламени называется линейная скорость движения фронта пламени навстречу свежей, еще несгоревшей смеси, в направлении, нормальном к его поверхности, [c.44]

Принимается следующий механизм распространения пламени в турбулентном потоке. Турбулентные пульсации выносят отдельные участки фронта пламени вперед, в сторону свежей смеси.По прошествии характеристического для турбулентности времени (времени существования пульсации, времени смешения) направление пульсации будет меняться в любую сторону независимо от предыдущего ее движения. Однако, благодаря нормальной скорости, пламя может перекинуться на одну из соседних пульсаций и вместе с ней продолжать движение вперед,в сторону свежей смеси. Распространение пламени, таким образом, обеспечивается как бы эстафетным движением быстрейших точек.(Ярость распространения пламени, подсчитанная по увеличению поверх- [c.143]

Нормальной скоростью распространения фронта пламени называется скорость, отнесенная к холодному и еще невосплйменившемуся газу, с которой пламя перемещается по нормали к его поверхности и которая своим происхождением обязана процессу передачи тепла посредством молекулярной теплопроводности. [c.218]

Все рассмотренные выше теории нормального распространения пламени так же как и некоторые их модификации, не вошедшие в это рассмотрение, относятся к тому случаю, когда турбулизация газового потока не играет заметной роли. Турбулентное горение теоретически вцервые было рассмотрено Дамкелером [686], которому принадлежат также обстоятельные экспериментальные исследования влияния турбулентности на бунзенов-ское пламя при числах Рейнольдса до 17 ООО. Не останавливаясь на подробном рассмотрении турбулентного горения, исследованию которого посвящено большое число работ, отметим только, что согласно Дам-келеру [686], наблюдаемое при турбулизации газа ускорение пламени обусловлено двумя факторами увеличением скорости передачи тепла и подачи газа во фронт пламени при микротурбулентности, т. е. тогда, когда размеры вызванных турбулизацией газа неоднородностей малы по сравнению с шириной фронта, и изменением формы фронта пламени при макротурбулентности, когда размеры неоднородностей больше ширины фронта. Из теоретического рассмотрения турбулентного горения следует, что скорость пламени при турбулентном горении связана определенным соотношением со скоростью пламени в ламинарном потоке для этого соотношения различными авторами в соответствии с принятыми ими допущениями были получены различные аналитические выражения. [c.500]

Нормальная скорость распространения пламени есть скорость движения пламени внутрь невоспламененной смеси. Название нормальная связано с тем, что пламя распространяется перпендикулярно к фронту воспламенения, т. е. переднему краю пламени. Нормальная скорость измеряется в единицах линейной скорости м1сек или см сек), так как представляет собой количество смеси (см ), сгорающей в единицу времени (се/с) на определенной поверхности пламени (см ). (Поверхность пламени — поверхность внутреннего резко очерченного конуса пламени.) [c.40]

В первый момент после поджигания смеси пламя медленно распространяется по трубе, затем его скорость возрастает до очень большого значения, которое в дальнейшем не изменяется. Максимальная скорость, с которой распространялось пламя, была постоянной для каждой смеси газов и достигала 1500—3500 м1сек. Явление распространения пламени с такой высокой скоростью получило название детонации или детонационного распространения пламени. Дальнейшие исследования дали возможность установить ряд специфических особенностей этого явления. Так, детонационное распространение пламени наблюдалось только в смесях, характеризув щихся высокой нормальной скоростью распространения пламени. Скорость детонации изменялась с изменением состава смеси. Отмечались предельные значения состава смеси, выше и ниже которых смесь не детонировала (табл. 19). При этом концентрационное пределы детонации или детонационные границы были более узкими, чем границы зажигания. Скорость детонации практически не изменялась при изменении диаметра труб (если он больше некоторого малого значе-вия), кривизны труб, начального давления, температуры смеси и условий позади фронта. [c.118]

По динамическому методу скорость распространения пламени определяется с помощью лабораторной горелки типа Бунзена. Регулируя скорость и состав газо-воздушной смеси, вытекающей из горелки, добиваются появления устойчивого и резкоочерченного внутреннего конуса горения. Пламя в этом случае распространяется в направлении, перпендикулярном к поверхности воспламенения, и нормальная скорость его распространения определяется как скорость движения фронта пламени в направлении, перпендикулярном к этой поверхности. [c.10]

Одно пз обстоятельств, связанных с приведенными выше рассуждениями, требует более подробного объяснения. Отклонение частиц под действием турбулентной диффузии происходит с одинаковой вероятностью как в положительном, так и в отрицательном напрапле-пиях. В противоположность этому стационарное турбулентное пламя движется с постоянной скоростью относительно газа, благодаря чему средняя ширина факела пламени такн е остается постоянной. Причина этого объясняется на рис. 76. На этом рисунке для последовательных непродолжительных интервалов времени (в течение которых турбулентное движение преднолагается отсутствующим) показаны положения, которые занимал бы фронт пламени при нормальном распространении, начиная от произвольного волнистого фронта пламени, возмущенного, по предположению, турбулентными пульсациями. В тех зонах пламени, которые сдвигаются назад, к сгоревшему газу, фронт пламени наклоняется к среднему направлению распространения пламени, а отдельные участки этого фронта вскоре пересекаются друг с другом, что приводит к появлению острых краев на задней стороне пламени. В зонах пламени, которые сносятся вперед под действием турбулентного движения, пламя становится приблизительно перпендикулярным к среднему направлению раснространения, а затем образуется гладкая, слабо искривленная поверхность. Этот процесс объясняет характерную форму турбулентных пламен, наблюдаемую на всех мгновенных фотографиях пламени. Причина постоянства толщины факела пламени и равномерности скорости расиространения также очевидна. Наклонно ориентированные элементы движутся вперед с увеличенной скоростью и тем самым не только компенсируют иффузию в обратном направлении, но и достигают в средпем той же скорости. [c.288]

Под нормальным распространением пламени следует понимать скорость распространения зоны горения по отношению к горючей смеси, направленную по нормали к поверхности фронта пламе(ни. Эта скорость непосредственно зависит от физико-химических свойств смеси и имеет определенный смысл только для гомогенной газовой смеси, а не смеси распыленного топлива и воздуха неопределенного состава, как это рассмат- >нвэет гртор. (Прим, ред.) [c.48]

Условиями осутцествления вынужденного воспламенения являются наличие эффективного источника зажигания и способность образовавшегося фронта пламени самопроизвольно перемещаться (распространяться) в объеме газовозд> шной смеси. Этот процесс носит название распространения пламени. Данное понятие введено для сравнительной оценки горючих свойств различных газов и их смесей [4]. Нормальной скоростью распространения пламени называется скорость, отнесенная к холодной, еще не воспламенившейся смеси, в которой пламя перемещается по нормали к поверхности горения. Определение нормальных скоростей распространения пламен проводится методом трубки (статический метод), методом горелки (динамический метод) и др. При статическом методе прозрачная трубка диаметром 25,4 мм наполняется однородной газовоздушной смесью, которая поджигается с помощью электрической искры. При этом возникает фронт пламени, двигающийся от источника поджигания в сторону несгоревшей смеси. Линейная скорость, с которой перемещается фронт пламерш вдоль трубки, называется равномерной скоростью распространения пламени. Эта скорость при прочих равных условиях зависит от диаметра трубки, возрастая с увеличением последнего. Объясняется это тем, что с увеличением диаметра трубки увеличивается поверхность пламени за счет большего наклона фронта и за счет его местных искривлений. Последнее связано с наличием в зоне горения конвективных потоков, вызванных как внешними причинами, так и самим процессом горения. Таким образом, скорость, с которой пламя проходит через смесь газа с воздухом, имеет весьма сущест-веяное значение, и ее следует учитывать как при [c.280]

При сжигании неподвижной газовоздушной смеси, например, в трубке небольшого диаметра, фронт пламени представляет собой слой весьма малой величины (толщины). Рассматриваемая в этом случае нормальная скорость распространения пламени определяется скоростью, с которой пламя перемещается по нормали относительно невоснла-мененной смеси. Скорость распространения пламени в трубках (каналах) в значительной мере зависит от диаметра последних. Увеличение диаметра трубки способствует появлению возмущений и искривлений фронта пламени, что приводит к повышению скорости распространения пламени. [c.8]

Полученные в иастояиюм исследонанпн экспериментальные данные со всей очевидностью показывают, что причиной появления в цилиндре двигателя ударных волн, переходящих при благоприятных условиях в детонацию, является высокая скорость распространения самовоспламенения в несгоревшей во фронте нормального пламени смеси. Вследствие температурной неоднородности заряда такое воспламенение возникает всегда в отдельных очагах, от которых затем распространяется особого типа пламя со скоростями, превосходящими на отдельных участках скорость звука, чем и вызвано рождение ударных волн. [c.231]

Следует заметить, что данные рис. 56 относятся к пламепи плоской горелки, рассматриваемому с узкой стороны. Такн1 [ образом, пламя состоит, собственно, из двух наклонных слабо изогнутых поверхностей. В осесимметричном пламени кривизна фронта увеличивается от основания к вершине, что может дать заметную добавку к величине нормальной скорости распространения пламени. Если в примере, показапном па рис. 56, нормальная скорость распространения пламени оказалась в значительном дианазоне постоянной, то при измерениях на осесимлгетрнчных пламенах, произведенных другими исследователями [3, стр. 80 57, 37, стр. 470—471], были получены непрерывно возрастающие нормальные скорости раснространения вдоль конической поверхности. Современное состояние вопроса об определении нормальных скоростей распространения пламепи изложено в [38]. [c.260]

Согласно теории пределов распространения пламени, гашение в узких каналах обусловлено тепловыми потерями из зоны реакции пламени к стенкам канала [4.14]. В трубах диаметром более 50 мм теплоотдача от пламени к стенкам незначительна. Если передача тепла из фронта пламени в исходную горючую смесь является основным процессом, с помощью которого пламя распространяется по холодной смеси, то отдача тепла непосредственно из зоны реакции к стенкам канала и отвод тепла в охлаждающиеся продукты сгорания являются для процесса гор.ения теплопотеря-ми. Потери тепла в узких как. лах понижают температуру горения в зоне реакции, увеличивают время реакции, сужают концентрационные пределы поджигания расширяют зону реакции и уменьшают скорость распространения пламени. Уменьшение диаметра, канала приводит к увеличению теплопотерь стенки на едийицу объема горючей смеси, так как при этом возрастает отношение поверхности канала к объему находящегося в нем газа. Когда потери из зоны реакции достигают некоторой критической величины, скорость реакции в пламени настолько уменьшается, что дальнейшее его распространение в узком канале становится невозможным. Действие сухих огнепреградителей основано на явлении гашения пламени в узких каналах, по которым горючая газовая смесь свободно проходит при нормальных условиях эксплуатации. [c.209]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология