Горение одиночной капли

Рис. 12. Типичные осциллограммы горения одиночной капли в спокойном холодном воздухе прн ее воспламенении искровым разрядом

Это явление изучено достаточно глубоко, так как служит отправной точкой для понимания горения распыленного топлива, характерного для камер сгорания жидкостных ракетных двигателей (а также топок паровых и водогрейных котлов). Процесс горения одиночной капли теоретически обоснован, накоплен также богатый экспериментальный материал. Существуют два типа горения капель [c.144]

Рис. 5. Принципиальная схема установки для исследования процессов воспламенения и горения одиночной капли в неподвижной среде

Рис. 10. Схема горения одиночной капли.

Рис. 20. Осциллограмма горения одиночной капли в потоке воздуха

Сравнение средних за весь период сгорания капли топлива значений температуры с данными, приводимыми в [17], показывает, что здесь уже нет существенного расхождения. Так, например, средняя по всему факелу и за все время горения температура пламени капли дизельного топлива составляет около 1900 К, а для капли мазута со 1850° К, тогда как по данным [17] эта температура равна около 1800° К- Таким образом, результаты исследований позволяют в первом приближении описать процесс горения одиночной капли следующим образом. [c.47]

Рис. 23. Зависи-мость времени пол- ного сгорания и длительность отдельных стадий процесса горения одиночной капли мазута М80 при температуре потока I O = 850° С

Таким образом, рассмотрение структуры теплового баланса зоны горения одиночной капли, горящей в неограниченном пространстве, а также результатов экспериментального исследования [c.61]

Другая, в сущности противоположная точка зрения на развитие процесса горения распыленного топлива основывается на перенесении закономерностей горения одиночной капли на горение всего факела, а некоторый средний размер капель принимается за определяющий [34, 35, 36]. Сопоставляя эти две точки зрения, легко видеть, что они исходят из двух крайних случаев процесс горения факела распыленного топлива либо сводится к горению гомогенной газо-воздушной смеси и пренебрегается собственно горение каждой частички топлива, либо факел рассматривается как простая совокупность капель, каждая из которых не оказывает никакого влияния на развитие процесса горения соседних, и возможность горения паров топлива в пространстве между каплями вовсе не учитывается. Очевидно, вопрос о том, какая из этих точек зрения наиболее применима к случаю факельного сжигания тяжелых топлив, может быть решен в результате рассмотрения данных о структуре горящего факела. [c.66]

Исследование структуры пламени двухфазных топливо-воздушных смесей началось лишь в самое последнее время и основные закономерности процесса горения распыленного топлива выяснены еще недостаточно полно. Основная задача исследований — выяснить вопрос о том, в какой мере закономерности, выявленные при исследованиях горения одиночной капли, справедливы для условий ее горения в факеле. Необходимость решения этой задачи определяется тем, что основные предпосылки, сделанные при аналитическом описании процесса горения одиночной капли, справедливы либо для очень мелких, либо для крупных капель. Так, например, предположение о сферической симметрии зоны горения оправдывается лишь для мелких капель, когда конвективные потоки, возникающие вокруг горящей капли, не играют существенной роли. С другой стороны, предположение о стационарности процесса горения капли справедливо лишь для капель большого диаметра. Кроме того, выявленная зависимость константы горения от внешних условий, таких, как температура среды и содержание кислорода, указывает на то, что условия сгорания капли в факеле должны в какой-то мере отличаться от условий ее горения в неограниченном пространстве. [c.66]

Таким образом, результаты исследования структуры горящего факела двухфазной топливо-воздушной смеси (главным образом легких топлив) позволяют заключить, что горение распыленного топлива может протекать в виде как горения отдельных капель и их совокупностей, так и горения газо-воздушных смесей. Непосредственных данных о структуре факела тяжелых остаточных топлив типа мазутов и крекинг-остатков нет. Однако основываясь на данных, приведенных в гл. 1, можно предположить с достаточной степенью достоверности, что процесс сгорания факела тяжелого топлива будет развиваться в условиях более четко выраженного дискретного строения факела. Это, естественно, не означает, что при сжигании тяжелого топлива исключается горение его иаров в пространстве между каплями. Но, как следует из материалов гл. 1, их количество определяется не столько свойствами топлива, сколько внешними условиями горения, если понимать под этим температуру, скорость, состав среды, а также размеры капель в факеле. В зависимости от этих условий количество иаров топлива, вышедших за пределы индивидуальной зоны горения капли тяжелого топлива, будет изменяться в ту или иную сторону, оставаясь, однако, всегда значительно меньшим, чем для капли легкого топлива, находящейся в идентичных условиях. Из этого непосредственно следует, что при сжигании тяжелых топлив в основном должна сохраняться вся последовательность элементарных стадий, наблюдаемых ири развитии процесса горения одиночной капли, хотя на длительности каждой из них будет сказываться влияние других капель, расположенных в непосредственной близости. [c.70]

Исследование горящего факела жидкого (распыленного) топлива находится на начальной стадии. Некоторые авторы (Кумагаи, М. А. Глинков) рассматривают горящий факел как сплошное физическое тело, характеристики которого непрерывно изменяются во времени в результате происходящих в нем процессов выделения тепла и взаимодействия молекул. Такая постановка задачи позволяет все процессы горения жидкого топлива отождествить с процессами горения газового топлива (см. 1-3). Другие авторы (Д. Б. Сполдинг и др.) переносят закономерности горения одиночной капли на горение всего факела, принимая некоторый средний размер капель за определяющий. [c.43]

В этой главе рассматривается устойчивое горение двух жидких компонентов топлива — окислителя и горючего — в камере сгорания ракетного двигателя, завершающееся образованием горячих газообразных продуктов истечения. После феноменологического описания процесса уделено внимание горению одиночной капли, на котором базируется теория горения распыленного топлива в камере сгорания, и, наконец, дается анализ всего процесса с представлением соответствующих вычислительных моделей. [c.142]

ГОРЕНИЕ одиночной КАПЛИ [c.144]

Параметры т /исп и можно рассматривать совместно например в рамках квазистационарного испарения, как это делалось при анализе горения одиночной капли [131]. В этом случае ( у = 0, а т /исп определяется уравнением (7.6). В последнее время также рассматривают и неустановившийся процесс что больше соответствует реальным условиям [65]. Для расчета силы лобового сопротивления требуется выбрать значение коэффициента лобового сопротивления, что зачастую делается по эмпирическим зависимостям, полученным при динамических исследованиях одиночных капель. Анализ влияния рассмотренных параметров процесса сделан Саттоном [163]. [c.152]

Влияние смесительной головки на аблирующую стенку камеры сгорания изучалось на объемной модели цилиндрической камеры сгорания для условий устойчивого горения и распыления, происходящего при столкновении струй жидкостей. Использование уравнений, полученных при анализе горения одиночной капли, ограничивает анализ процесса горения условиями, в которых жидкая фаза может рассматриваться в виде поля невзаимодействующих сферических капель. Таким образом, указанная модель горения применима лишь за зоной впрыска и распыления, для которой разработан свой метод анализа. Трехмерная модель установившегося процесса разработана для зоны горения, а одномерная — для расположенной следом за ней зоной догорания в трубках тока (см. рис. 80). [c.152]

ГОРЕНИЕ ОДИНОЧНОЙ КАПЛИ [c.144]

Для изучения горения одиночной капли использовались, как показано на рис. 79, три различных метода. Первый основан на применении пористой сферы, в которую по трубке поступает горючее, выходящее по капиллярам на поверхность сферы и образующее там тонкий слой жидкости, которая вступает в реакцию горения. При этом непосредственно измеряется массовый расход и легко определяется константа испарения К (для обычных топлив при комнатной температуре она составляет 10 2 см с ). Метод допускает применение сфер различных диаметров. Возможно также исследование оптическими методами периода прекращения горения (погасания) и структуры пламени и измерение силы лобового сопротивления капли. [c.147]

На рис. 8.33 изображена падающая капсула обтекаемой формы, Б которую помещена камера сгорания и кинокамера (16 мм). Это была первая установка, описанная в литературе [24], которая позволила исследовать процесс горения одиночной капли в услО [c.223]

В первых работах, как правило, изучали технологические методы сжигания реальных распыленных топлив либо искали ключи к объяснению процесса на основе анализа простых модельных явлений. Среди последних особенно многочисленны исследования по горению одиночных капель жидкого горючего. Механизм горения одиночной капли был достаточно подробно рассмотрен в гл. 8. Следующим этапом, очевидно, является исследование горения совокупности жидких капель, однако таких работ пока крайне мало. Были предприняты попытки распространить представления о горении одиночной жидкой капли на упорядоченные совокупности жидких капель, однако такой подход к объяснению горения распыленного топлива оказался не очень продуктивным. [c.235]

Предполагается постоянной температура кипения жидкости массовая концентрация дисперсной фазы считается невысокой. Эти допущения часто встречаются на практике. Скорость горения одиночной капли в диффузионном режиме дается соотношением [5.56] [c.439]

Хотя этот подход является довольно подробным, создание обширных библиотек очагов ламинарного пламени требует очень больших вычислений. Кроме того, подход осложняется следующим фактом при горении аэрозолей идентифицируются несколько областей, в которых концентрация капель столь высока, что из-за отсутствия окислителя горение одиночной капли невозможно (рис. 15.6). [c.260]

Рис. 21. Зависимость суммарного времени сгорания и длительности протекания отдельных стадий горения одиночной капли в потоке нагретого воздуха от квадрата начального диаметра (ш = 1,18 м1сек /ср= 700° С)

Суммарная длительность процесса горения одиночной капли тяжелого топлива практически остается постоянной при изменении в известных пределах как температуры, так и относительной скорости потока, тогда как длительность сгорания коксового остатка заметно сокращается. Исследование процесса горения отдельных компонентов флотского мазута Ново-Уфимского нефтеперерабатывающего завода с целью выявления их роли в процессе образования коксового остатка показало, что лишь смолы и поли-цнклические ароматические соединения сгорают с образованием этого остатка. [c.52]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология