Перенос в пламенах и при горении

Среди поверхностей равных концентраций существует поверхность, соответствующая составу стехиометрической смеси. Устойчивый фронт пламени возможен только на этой поверхности. В зоне смешения, где имеется избыток воздуха ( > 1), пламя не может занять устойчивого положения, так как избыток окислителя будет диффундировать из фронта пламени во внутрь факела, что приведет к переносу реакции горения, а [c.111]

Величина определяется кинетикой реакции горения и теплопроводностью смеси (если природа распространения пламени тепловая) или диффузией активных центров (холодное пламя), В различных моделях (теориях) распространения пламени устанавливается связь между и и скоростью реакции в зоне пламени и процессами переноса теплоты или веихества на основании уравнения теплопроводности или диффузии. [c.267]

Пламена, стабилизированные газовыми струями, дают возможность проводить интенсивные исследования пламен предварительно перемешанных смесей. Поскольку механизм стабилизации определяется свойствами основного потока и свойствами стабилизирующей струи, в исследованиях возможны самые разнообразные комбинации переменных 1) возможен более надежный контроль характеристик пламени и его различных зон путем изменения физических и химических параметров 2) путем разумного подбора различных параметров можно глубже анализировать процессы переноса, принимающие участие в общем процессе стабилизации пламени 3) стабилизация струями может дать интересные результаты при изучении технологических процессов и процессов получения различных химических соединений 4) этот метод можно использовать при изучении загрязнения атмосферы продуктами сгорания кроме того, им можно воспользоваться для уменьшения количества продуктов неполного горения, выбрасываемых в атмосферу различными двигателями 5) в турбореактивных или прямоточных воздушно-реактивных двигателях этот метод можно использовать в качестве нестационарного (съемного) стабилизатора пламени. Таким образом, при использовании этого метода в реактивной авиации, очевидно, потребуется небольшое количество воздуха от компрессора в тех случаях, когда необходимо пользоваться дожиганием в форсажных камерах. Но в тех случаях, когда такого дожигания не требуется, подачу воздуха можно прекратить, и одновременно с этим исчезнет сопротивление, неизменно возникающее при использовании плохообтекаемых стабилизаторов. Очевидно также, что для стабилизации пламени можно использовать конкретные системы различных видов и получить лучшие [c.330]

Как известно, особенность протекания экзотермических реакций горения заключается в том, что реакция самоускоряется и завершается воспламенением, т. е. образованием пламени. Первично образованное пламя, установившееся в процессе переноса от горящих молей на соседние или возникшее в результате самовоспламенения тех объемов, где произошло быстрое смешение свежей смеси с продуктами горения, распространяется на соседние слои. Поэтому предполагается, что турбулентное горение происходит как путем распространения пламени, так и объемных реакций, развивающихся в тех местах, где турбулентное смешение опережает распространение пламени. [c.144]

Пламя тухнет, если будет снижена скорость отвода пара от поверхности жидкости. Скорость отвода пара снижается, если поверхность горючей жидкости покрыть тонким слоем негорючей жидкости. Так как коэффициент диффузии пара через жидкость очень мал, то даже тонкая жидкая пленка сильно затормозит перенос паров от поверхности жидкости в пламя и может прекратить горение. Пена, как мы увидим ниже, играет роль такой пленки, являющейся, к сожалению, довольно несовершенной. [c.156]

По окончании горения, т. е. когда уже не видно синего дыма, увеличивают пламя горелки (при этом внутренний восстановительный конус пламени горелки не должен касаться дна тигля) и накаливают дно и нижнюю часть тигля до красного каления. После прокаливания тигля в течение 7 мин горелку удаляют и через 3 мин снимают колпак и крышку наружного тигля, а затем через 15 мин переносят фарфоровый тигель в эксикатор, охлаждают 30—40 мин и взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г. [c.119]

Это означает, что увеличение нормальной скорости распространения пламени при воздействии на пламя мелкомасштабной турбулентности, т. е. вследствие увеличения коэффициента переноса [согласно (15)], должно привести к увеличению ширины зоны горения, если только при этом скорость или время реакции тр остается неизменным. [c.50]

Постепенное распространение огня переносится на конструкции, материалы и оборудование, находящиеся в помещении. Определяющую роль в этом процессе играют возгораемость и распространение пламени по поверхности. Пламя распространяется по поверхности сгораемого материала со скоростью нагрева еще не горящих участков поверхности. Теплообмен между фронтом горения и этими участками объединяет вышеназванные механизмы. На скорость распространения пламени в этом случае заметное влияние оказывают ориентация поверхности в пространстве, толщина и теплопроводность сгораемого материала или сгораемой облицовки конструкции, а при их малой толщине — теплопроводность нижележащего материала или подстилающего слоя. [c.73]

При появлении дыма над верхним цилиндром колпака его поджигают горящей лучиной. Теперь пламя горелки уменьшают так, чтобы горение паров было равномерным и не выше 50 мм над колпаком. Когда горение прекратится и не будет видно выделения дыма над колпаком (период горения должен быть 15—20 мин), сильно увеличивают пламя горелки и накаливают дно и нижнюю часть тигля до красного каления, но только на верхнем конусе пламени (окислительном). Прокаливание ведут 7 мин. Затем горелку удаляют, через 3 мин снимают колпак и крышку наружного тигля и через 15 мин фарфоровый тигель переносят в эксикатор, охлаждают в течение 30— 40 мин и взвешивают на аналитических весах. Кокс в маслах без присадок должен быть чешуйчатым и блестящим, в противном случае определение повторяют, но если опять кокс получается не чешуйчатым и блестящим, определение считается правильным. [c.57]

Также как и в случае горения в газовой фазе, исследования капель в пламенах с противотоком позволяют понять различные взаимодействия капля-пламя. Уже отмечавшаяся выше простота одномерной конфигурации позволяет включить в модель детальную химическую кинетику и процессы переноса. На рис. 15.7 показаны результаты численного моделирования процесса, при котором за счет импульса капля переносится через фронт пламени и через плоскость стагнации, после чего тормозится за счет скорости встречного потока, и, наконец, изменяет направление движения, и поток вновь возвращает каплю обратно через фронт пламени (см. задачи по экстраполяции торможения капли). [c.261]

Сажа используется во многих технологических процессах (часто при этом ее называют техническим углеродом), таких как изготовление краски для полиграфической печати или как наполнитель при производстве автомобильных покрышек (60% массы резиновой покрышки приходится на технический углерод). В процессах горения сажа является нежелательным конечным продуктом. Повышенные температуры и давления (например, в дизельных двигателях) приводят к повышенному образованию частиц сажи, которые могут обладать канцерогенными свойствами сами по себе или адсорбировать другие канцерогенные полициклические ароматические углеводороды. Однако сажа — весьма желанный промежуточный продукт в печах и топочных камерах, поскольку она вносит очень большой вклад в перенос тепла за счет излучения. В этом случае стратегия заключается в том, чтобы сажа в пламени образовалась как можно раньше, успела бы излучить энергию и затем окислиться до того, как покинуть печь или топку. Если саже дать возможность излучать слишком долго, ее частицы станут слишком холодными (Г < 1500 К) для того чтобы быстро окислиться, и появятся в отработанных газах. (Именно это переохлаждение частиц сажи ответственно за коптящее пламя керосиновых ламп, если фитиль выдвинут слишком высоко). [c.314]

Тигель устанавливают на электроплитку, а рядом с ним помещают второй тигель с безводным маслом, в который погружен термометр. для контроля за нагревом масла и испытуемого нефтепродукта. Нагревание ведут постепенно и при 100—120 °С выдерживают некоторое время до исчезновения пены, которая может образоваться при наличии воды в испытуемом продукте. Когда бумажный фильтр пропитается испытуемым нефтепродуктом, его поджигают и наблюдают за горением, регулируя нагрев плитки так, чтобы нефтепродукт не перетекал за края тигля и пламя не гасло. Сжигание ведут до образования углистого остатка. Затем тигель переносят в муфель и прокаливают при 650 С 1,5—2 ч, а затем до постоянной массы. [c.98]

Волна распространения взрывных химических реакций - процесс последовательного воспламенения соседних слоев реагирующей смеси за счет переноса активных частиц или тепла. В зависимости от скорости распространения волны взрывных реакций различаются волны горения (дефлаграции) или пламена и волны детонации. [c.195]

Ниже сначала кратко обсуждаются эксперименты и основные физические особенности явления. Затем формулируются основные дифференциальные уравнения, описывающие структуру волн горения. Далее, на примере детального исследования пламени с моноыолекулярной реакцией Я Р Н — реагент, Р — продукт реакции) выясняются основные особенности математической задачи о расчете скорости распространения одномерной волны лалшнарного пламени. Такой выбор реакции можно оправдать тем, что рассмотрение более сложных ила-мен обычно проводится путем обобщения результатов, полученных для мономолекулярных реакций. В последнем параграфе обсуждаются особенности проблемы в случае ценных реакций, в частности, устанавливается критерий возможности использования стационарного приближения для промежуточных реакций. Из изложения (см., например, пункт 2 3 пункт и, 4 пункт а, 2 5) станет очевидным, что до сих нор не разработаны удовлетворяющие всем требованиям математические методы, позволяющие проводить исследование плам н с учетом сложных явлений переноса и сложной химической кинетики. [c.136]

Наиболее серьезные трудности возникают при исследовании третьего режима горения (К > 1), когда неустойчивость пламени несущественна, а колмогоровский масштаб меньше толщины нормального пламени. В этом случае пламя оттесняется в глубь турбулентной жидкости и задача не сводится к описанию поля инертной примеси. Найден, однако, ряд полезных упрощений. В частности, установлено, что фронт пламени остается непрерывной поверхностью и-что он не проникает в сильно турбулизиро-ванные области, возникающие из-за внутренней перемежаемости. В слабо турбулизированных областях следует рассмотреть внутреннюю структуру зоны реакций и ее крупномасштабные колебания. Ири этом химическая кинетика и характеристики молекулярного переноса, существенно влияющие на процесс горения и в этом режиме, войдут только в решение внутренней задачи. Конкретные пути реализации эгой программы в настоящее время неясны. [c.256]

В настоящее время пламена получены для широчайшего класса химических систем в самых разнообразных физических условиях. В последующих разделах мы ограничимся конкретными пламенами, в которых топливо, окислитель, разбавитель и всевозможные добавки перемешиваются до поступления в горелку. В основном это быстрогорящие пламена при атмосферном давлении, типичными представителями которых являются водородно-кислородные. Кроме того, мы рассмотрим горение смесей ацетилена с кислородом и окиси углерода с кислородом. Все рассмотрение проводится в предположении ламинарного, а не турбулентного режима горения, причем пламя нас интересует как удобный способ создания высоких температур, при которых могут быть изучены химические реакции. В ходе изложения могут встретиться вопросы, связанные с влиянием различных добавок на газовые пламена. Как правило, такие добавки не изменяют деталей химического механизма и не оказывают влияни5 ца перенос вещества в пламени. [c.210]

То, что К в предыдущем примере считается равным единице, следует из экспериментальных данных и интуитивных предпосылок, о которых упомянуто выше. Дальнейшие уточнения были бы возможны, если бы был найден метод определения отношения в числе Карловитца независимым способом. Нам кажется, что для этого потребуется определить относительную ширину зоны подогрева и зоны реакции в волне, характеризуемой отношением Ть — Т—Ти). Это позволило бы с более общих позиций подойти к теории расстояния гашения (в том числе для различных геометрических конфигураций, таких, как плоскопараллельные пластинки и цилиндрические трубки) и глубины проникновения при гашении одной поверхностью, измеряемых при помощи отношения SugF, где gp — критический градиент скорости при проскоке пламени [2]. Этот вопрос подробно рассмотрен в нашей книге Горение, пламя и взрывы в газах , 1951 г. Как нам кажется, из изложенного выше следует, что уточненная концепция растяжения пламени могла бы заменить идеальную, но очень сложную теорию, основанную на детальном описании переноса тепла и процессов химической кинетики. [c.598]

Турбулентный перенос тепла и частиц протекает тем быстрей, чем выше пульсационная скорость (интенсивность турбулентности) и чем больше смешивающиеся объемы газа. А величина последних очень часто в сотни раз превышает протяженность зоны реакции в нормальном пламени. В отличие от него в турбулентном нламенп нет непрерывного нарастания температуры и, соответственно, скорости реакции. Турбулентное горение можно представить как прерывистое воспламенение объемов свежего газа нри перемешивании с горящим газом, как это показано на рис. 10. В каждом воспламенившемся объеме температура делает скачок от начальной температуры холодного газа до конечной температуры сгорания (около 2000°). На рис. 11 показано скачкообразное изменение температуры в турбулентном пламени, которое представляет собой как бы последовательные отдельные взрывы.Вот почему турбулентное пламя всегда производит шум (подобный шуму автогенной ацетиленовой горелки) шум тем сильнее, чем выше интенсивность турбулентности. Для уве.личення интенсивности турбулентного [c.147]

Сначала нагревание ведут очень осторожно, над небольшим пламенем горелки, чтобы фильтр совершенно высох, а затем медленно обуглился. При сильном горении фильтра возможно распыление тонких частиц осадка. Бели случайно фильтр воспламенится, то и в коем случае нельзя дуть на него, а нужно немедленно отставить горелку и выждать, пока плам я торящего фильтра не по-га снет. Когда весь фильтр обуглится и прекратится выделение газов из тигля, уголь сжигают, усиливая нагревание путем постепенного увеличения пламени горелки. В этот момент работы для ускорения прокаливания тигель рекомендуется положить в треугольник на.клонно и время от времени поворачивать тигельными щипцами, чтобы выгорел налет угля на стенках тигля. Когда весь уголь сгорит, тиглю вновь придают вертикальное положение и продолжают накаливать на газовой горелке при необходимой температуре в течение 20—30 минут. Когда прокаливание будет закончено, тигель слегкя ллаждают на воздухе, а затем еще в горячем состоянии переносят при помощи щипцов в эксикатор. [c.44]

Пламя всегда сопровождается механическим возмущением — местным сжатием вследствие расширения газа, распространяющимся по свежему газу со скоростью звука. Если начальная температура газа приближается к его температуре воспламенения (соответствующей, конечно, временному фактору Тр), для воспламенения газа становится достаточным то небольшое повышение температуры и давления, которое создается в газе даже очень малым механическим возмущением. В этом случае распространение пламени будет определяться уже не переносом тепла теплопроводностью от зоны горения, а распространением механического возмущения. Соответственно предельной скоростью пламени при Тв—Т -> О будет скорость звука при данной температуре газа. Мы приходим, таким образом, к выводу, что тот факт, что скорость пламени не обращается в бесконечность при Тв—То-> О, указывает лишь на изменение в этих условиях самого механизма распространения пламени, а не на ошибочность положенных в основу формулы (2) представлений. Поскольку в этом случае мы имеем совместное распространение реакции и механического возмущения, этот тин распространения пламени можно назвать детонационноподобным . [c.40]

Механизм распространения и структура ламинарного нламеня в однородной смеси экспериментально и теоретически хорошо изучены. Ламинарное пламя представляет собой узкую область ( фронт ), отделяюш ую продукты сгорания от свежей горючей смеси и распространяющуюся по горючей смеси вследствие совместного действия процессов молекулярного переноса и химических реакций. Толщина ламинарного фронта пламени, как правило, значительно меньше характерного размера всей области, где происходит горение. [c.167]

В отличие от ламинарных пламеи, на фотографиях турбулентных пламен отсутствует резкая граница зоны свечения. Несмотря на это, Дам-кёлер, а впоследствии большое число исследователей применили при экспериментальном определении турбулентной скорости горения принципы метода Гуи —Михельсона, измеряя объем сгорающего в единицу времени газа на единице поверхности воображаемой поверхности воспламенения. В качестве такой новерхности Дамкёлер выбрал внутренний край размытого конуса пламени (см. рис. 188), как ...геометрическое место наиболее быстрого сгорания . Соответственно внешняя, столь же неопределенная граница турбулентного конуса, рассматривается как геометрическое место наиболее медленной, ламинарной скорости горения, причем это замедление горения в пределах турбулентного пламени приписывается прогрессирующему разбавлению свежего газа продуктами сгорания [29, стр. 606]. Заметим по этому поводу, что нри любой трактовке механизма турбулентного горения перемешивание свежей смеси с продуктами сгорания следует рассматривать, как способ переноса тепла и активных центров реакции, способствующего распространению пламени, а не тормозящего его. [c.256]

При появлении дыма над верхним цилиндром колпака его поджигают горящей лучиной. Теперь п.чамя горелки уменьшают так, чтобы горение паров было равномерным и не выше 50 мм над колпаком. Когда горение прекратится и не будет видно выделения дыма над колпаком (период горения должен быть 15—20 мин), сильно увеличивают пламя горелки и накаливают дно и нижнюю часть наружного тигля до красного каления, по только на верхнем (окислительном) конусе пламени. Прокаливание ведут 7 мин, затем горелку удаляют. Через 3 мин снимают колпак и крышку наружного тигля и через 15 мин фарфоровый тигель переносят в эксикатор, охлаждают 30—40 мин и взвешивают на аналитических весах с точностью до [c.158]

Температура и положение зоны реакции Установлено, что при смешении струи тошива С в озду-лом химическая реакция (если она вообще идет) протекает в юнкой зоне (во фронте пламени), которая становится видимой благодаря голубому свечению. Общеизвестным примером является наружное пламя горелки Бунзена. Вне фронта пламени реакция практически отсутствует. Это объясняется тем, что выделяющееся при горении тепло приводит к повышению температуры и ускорению реакции П1) тому реакция, инициированная в горючей смеси, быстро распространяется, расходуя имеющиеся в нали чии реа-J HTbi, до тех пор, пока ее скорость ие будет ограничена шиосительно более. медленным процессом переноса массы. Такие пламена называются диффузионными. [c.113]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология