Скорость горения ЖВВ за пределом устойчивости

Вопрос о расширении пределов устойчивого горения рабочей смеси, в частности о повышении скорости сгорания, особенно бедных смесей, и обеспечении их надежного воспламенения, имеет важное практическое значение так как решение его может позволить повысить экономичность бензинового двигателя. При работе двигателя на бедных смесях достигаются более высокие значения индикаторного к, п. д. вследствие снижения температуры продуктов сгорания и степени их диссоциации, уменьшения теплоотдачи в стенки и т. д. В совокупности это приводит к существенной экономии топлива на частичных нагрузках [181. [c.59]

Кинетическое горение готовой горючей смеси в турбулентном потоке при стационарных процессах обычно связано с потерей устойчивости очага горения. В тех пределах, в которых устойчивость процесса все же оказывается осуществимой, горение начинает зависеть от факторов диффузионного порядка и может перейти в чисто диффузионную область, где скорость горения окажется зависящей только от скорости смещения горючих газов и продуктов сгорания, иначе говоря,— от характера турбулентности потока. [c.93]

На этом участке массовая скорость испарения зависит от скорости и температуры набегающего потока. Исследования по определению пределов устойчивого горения капель в потоке нагретого воз- [c.56]

Схема протекания процесса смесеобразования [30] имеет следующий вид поток капель топлива из форсунки движется относительно окружающей среды. При этом начальная скорость движения капель топлива различного диаметра обычно принимается одинаковой и равной скорости истечения топлива или топливовоздушной смеси (в случае воздушного распыливания) из сопла форсунки. Траектория и скорость дальнейшего движения капель будут изменяться в зависимости от условий подачи топлива и параметров среды. В результате прогрева капель и их испарения, а также диффузии паров топлива в окружающую среду образуется топливо-воздушная смесь, которая непрерывно обогащается по мере испарения топлива и достигает концентрации, при которой скорость распространения пламени становится равной скорости потока, что обусловливает положение фронта пламени. Если учесть, что для углеводородных топлив относительно легкого состава (бензины, керосин, дизельное топливо) нижний предел устойчивого горения определяется значением избытка воздуха [c.64]

Диффузионное горение достаточно устойчиво, если скорость истечения струи газа не превышает определенного предела и если отсутствуют потоки воздуха, способные сорвать горение струи газа. [c.19]

Свободные диффузионные пламена обладают очень высоким концентрационным пределом устойчивости горения. Устойчивость может нарушиться только при больших скоростях истечения сжигаемого газа. На рис. 2-1 это положение иллюстрируется следующим образом. Состав газа характеризуется точкой А, так как первичный воздух к нему не подмешивается. Горение газа происходит начиная от внешней кромки сопла горелки (присопловое горение), если скорость истечения газа т меньше критического значения, характеризуемого точкой В. При т>ь )в горение начинается на некотором расстоянии от выходного сечения сопла. Для того чтобы ликвидировать частичный отрыв пламени, скорость истечения необходимо снизить до йУс, которое всегда меньше Юв. Полный отрыв пламени произойдет только в том случае, если скорость возрастет настолько, что прямая АВ пересечет (за пределами графика) кривую ОЕ. [c.45]

Условие (44) означает, что если величина произведения массовой скорости горения ри на гидравлический диаметр пор меньше некоторой константы, то нормальное горение устойчиво, если же указанное произведение превосходит критическую величину ф, горение проникает в поры заряда. Поскольку отношение теплоемкости с к коэффициенту теплопроводности X ВВ изменяется в относительно узких пределах, критерий (44) приближенно сводится к условию [c.91]

Примем, что скорость горения за пределом устойчивости превышает нормальную вследствие прироста А 5 поверхности горения 5о за счет поджигания пор на некоторую глубину, т. е. N = пв/по = 1 А 8/8о- После соответствующих подстановок и введения переменной п. = ф/ф (ф = р и ), показывающей, насколько далеко от предела идет горение (см. 16), получаем, что N — га (1 а п). При больших п, т. е. вдали от предела, отношение скорости конвективного горения к скорости нормального горения при том же давлении растет, как п . [c.139]

Как и в задаче Ландау, при скоростях горения, меньших критической, равновесие достигается через колебания поверхности, а за пределом устойчивого горения амплитуда возмущения возрастает по мере увеличения скорости горения. [c.210]

Согласно выводам из теории Ландау, за пределом устойчивости происходит рост амплитуды наиболее опасного возмущения Х . С ростом п размер быстро убывает, так же как и время его развития. Если величина возмущения велика по сравнению с шириной зоны горения (а только этот случай рассматривается теорией пределов устойчивого горения Ландау — Левича), то вместе с поверхностью жидкости изгибается поверхность химической реакции в газовой фазе (имеется в виду ближайшая к поверхности жидкости зона реакции в парах, которая наиболее сильна влияет на скорость горения летучих систем). Действительно, сравнение времен развития возмущений I и релаксации процесса горения показывает, что всегда I > Ясно, что увеличение поверхности горения должно повлечь за собой увеличение массовой скорости горения. Влияние искривления поверхности горящей жидкости на скорость горения отмечалось рядом авторов [37, 191]. [c.219]

Рис. 100. Зависимость скорости горения аа пределом устойчивости от п = J/J пля нитрогликоля

Другой прием обеспечения невозмущенного характера поджигания заключается в использовании манометрической бомбы воспламенение заряда при низком давлении, вдали от предела устойчивого горения, при достаточно малой скорости нарастания давления в бомбе позволяет добиться затухания внешних возмущений, связанных с поджиганием ВВ, к моменту достижения исследуемого диапазона давлений. [c.226]

Горение ЖВВ за пределом устойчивости характеризуется прежде всего высокими скоростями распространения процесса, сильной зависимостью скорости горения от давления как правило, существенно влияет на скорость горения диаметр сосуда, в котором проводится сжигание. [c.242]

Влияние вязкости на величину скорости горения за пределом устойчивости практически не исследовано. Было найдено, что скорость турбулентного горения загущенного коллоксилином нитрогликоля зависит от давления слабее, чем незагущенного вещества, а величина скорости меньше, причем отличие возрастает по мере ухода от предела. Скорость турбулентного горения смеси ТНМ—бензол (см. рис. 110, а) в общем уменьшается при возрастании вязкости системы, однако вид зависимости от давления практически сохраняется. Она может быть аппроксимирована уравнением и = Вр, где коэффициент В уменьшается с ростом вязкости. [c.254]

Богатый и бедный пределы устойчивого горения определяли при заранее установленных скоростях в камере сгорания. Сначала устанавливали скорость воздуха при одном из контрольных значений скорости распыла, равных 120, 150 и 187,5 ж/се/с, затем подавали и поджигали топливо и скорость его небольшими скачками изменяли до тех пор, пока не исчезало пламя. Этот процесс повторяли при достаточно малых изменениях скорости топлива с тем, чтобы установить равновесное значение соотношения топливо/воздух в момент срыва. Если при самых высоких скоростях распыла не удавалось получить устойчивого горения, как это наблюдалось в случае дизельного топлива или топлива С, то зажигание осуществлялось при несколько меньшей скорости и фиксированной скорости топлива. Постепенно увеличивая скорость воздуха при данном расходе топлива, приближались к пределу срыва. Это повторялось при других скоро- [c.294]

Таким образом, нижний предел устойчивости горения по скорости, после которого происходит проскок, определяется условием [c.151]

Следовательно, чем больше диаметр горелки, тем больше должна быть скорость для предотвращения проскока. Во-вторых, при смесях с большей величиной нижний предел устойчивости горения по скорости выше. [c.152]

Из критического условия по проскоку пламени было получено, что скорость потока на нижнем пределе устойчивости согласно уравнению-(9-10) пропорциональна скорости нормального распространения пламени в рассматриваемой смеси. Поэтому кривая нижнего предела устойчивости горения (рис. 9-7, кривая 1) по своему виду аналогична кривой концентрационных пределов горения и по составу смеси ограничивается теми же пределами и имеет максимум при небольшом избытке горючего и минимум на краях. [c.164]

Стабилизирующую способность горелок различных конструкций по пределам устойчивого горения, нарушаемым проскоком ил-н отрывом пламени, выявляют экспериментально. Эту характеристику обычно представляют в виде графика зависимости нижней и верхней предельной скорости истечения смеси от коэффициента избытка воздуха (рис. 9-7). [c.165]

При работе газогорелочных устройств в результате радиационно-конвективного теплообмена происходит нагрев корпуса и соответственно подогрев горючей смеси, который оказывает влияние на пределы устойчивости горения. Влияние разогрева газо-горелочного устройства и связанного с ним подогрева горючей смеси может оказаться особенно сильным, когда снижается расход смеси, близкой по составу к стехиометрической, и теплота интенсивно передается стенкам огневых каналов, а материал стенок характеризуется низкой теплопроводностью. При значительном подогреве смеси и снижении скорости истечения горючей смеси может произойти проскок пламени. [c.495]

Отрыв пламени в туннельных горелках происходит лишь тогда, когда к корню струи поступает теплоты меньше, чем требуется для ее зажигания. Это может иметь место при чрезмерно больших скоростях истечения смеси из горелки, когда она выходит за пределы устойчивости горения. [c.499]

Результаты указанных работ, посвященных определению пределов устойчивости горения (зажигания) смеси городского газа (московского) с возду.Х ом в туннельной горелке [Л, 15], показаны на рис, 2-7, На графике по оси абсцисс отложены значения коэффициента избытка воздуха, а по оси ординат — скорости истечения газовоздушной смеси из кратера диаметром 18 мм, в туннель диаметром 48 мм. Кривые / и 2 характеризуют режимы, при которых наблюдались нарушения устойчивости горения. Кривая / представляет собой нижний предел устойчивости и показывает, при каких избытках В оздуха и скоростях истечения смеси наблюдаются предсрывные пульсации, обусловленные чрезмерной подачей-воздуха в смеситель. Кривая 2 характеризует. верхний предел устойчивости, т. е. моменты выноса пламени из туннеля вследствие недостаточного содержания воздухг в смеси Между линиями 1 и 2 находится область устойчивых режимов. [c.49]

Экспериметальные данные, характеризующие пределы устойчивого горения смесей в конкретных га-зогорелочных устройствах, имеют особое значение для рещения вопросов о возможности устойчивого (без срыва пламени) сжигания так называемых бедных газов, содержащих высокий процент балласта. Эти вопросы можно решать только на базе комплексного анализа следующих факторов физико-химических (горючие свойства газа), режимных (начальная температура газа и воздуха, требуемый диапазон изменения избытков воздуха и скоростей истечения смеси) и конструктивноаппаратурных (стабилизирующая способность газовой горелки). Следовательно, для суждения о том, будет ли гореть смесь интересующего нас бедного газа с воздухом, необходимо определить экспериментально пределы устойчивости горения данной смеси в конкретном га-зогорелочном устройстве. [c.50]

Увеличение содержания балласта в сжигаемом газе, естественно, приводит к сужению пределов воспламенения, а соответственно и пределов устойчивости горения. Проведенные в ЭНИН (В. А. Спейшер) опыты по сжиганию воздушных смесей городского газа (московского), разбавленного охлажденными продуктами сгорания, показали, что увеличение балластирования сжигаемого газа приводит к значительному снижению устойчивости горения. Например, при четырехкратном разбавлении городского газа инертным газом устойчивое сжигание газовоздушной смеси, поступающей в туннель небольшого калибра со скоростью 0)0 выше 140—150 м/с, вообще неосуществимо. При меньшей скорости истечения такой смеси из кратера (70—80 м/с) устойчивое горение возможно, но в весьма узком диапазоне изменения коэффициента избытка воздуха (примерно до 1,2). [c.50]

Л. 67]. По оси абсцисс отложены значения коэффициента избытка воздуха, а по оси ординат — скорость истечения газовоздушной смеси из насадка. Кривые 1 и 2 характеризуют режимы, при которых нарушалась устойчивость горения. Кривая 1 характеризует нижний предел устойчивости и появление предсрывной пульсации, вследствие чрезмерной подачи воздуха в горелку, а кривая 2 — момент выноса пламени из туннеля из-за недостатка воздуха. [c.44]

ЧТО теория в первом приближении правильно отражает. закономерности явления, а величину ср можно рассматривать как достаточно представительную характеристику устойчивости горения пористых зарядов. В то же время введение критической величины ф создает основу для дальнейшего уточнения роли различных факторов, не вошедших прямо в условие (43 ). В табл. 6 представлены средние значения критической величины ф для ряда индивидуальных веш еств и гомогенных смесей. Сюда вошли вторичные взрывчатые веш,ества, инициируюш,ее ВВ, два баллиститных пороха, Таблица построена по опубликованным результатам экспериментов. В целом она охватывает данные опытов на зарядах с относительной плотностью от 0,25 до 0,7 при относительно крупных размерах частиц, составляющих заряд от 50 до 730 мк (в том числе полидиснерсные заряды [62]). Критические значения скоростей горения лежат в пределах от 0,33 до 8 г см -сек, а давления от единиц до 750 атм [c.92]

Чем выше скорость горения по сравнению с критической, тем более мелкие возмущения способны развиваться на поверхности горящей жидкости. Одновременно растет скорость потока. Фактически возмущения не успевают разрастаться, а процесс испарения в основном заменяется срывом и увлечением в газовое пламя микрокапель жидкости. Прогретый слой в жидкой фазе практически исчезает. Действительно, при щ — 10 см сек, что реализуется на опыте [38, 193], толщина прогретого слоя жидкости составила бы 1 мк, а время пребывания в нем —10 сек, что слишком мало, чтобы считать, что любое вещество способно гореть в таких условиях обычным теплопроводностным механизмом, тогда как эксперимент утверждает способность к возмущенному высокоскоростному горению от химической природы жидкого ВВ практически не зависит. С точки зрения исходного жидкого вещества при горении за пределом устойчивости происходит термомеханическая эрозия с последующей переработкой ВВ в вихревом пламени. [c.221]

Теория дает критерий устойчивости, но не может предсказать детали процесса вблизи критического давления. Опыты показали, что если при нормальном горении поверхность жидкости в пределах разрешения фотозаписи гладкая, то в околокритическОй области картина горения существенно иная. При достижении некоторой скорости горения поверхность ЖВВ начинает искажаться. Она воспроизводится на фоторегистрациях размытой волнистой линией пламя временами с большой скоростью приближается и вновь отбрасывается, или приходит во вращение скорость горения резко возрастает, горение Становится неравномерным. При повышении давления размытие поверхности уменьшается, уменьшается размер неровностей. Скоростная киносъемка показывает, что процесс возникновения пульсаций пла.менй начинается именно с возмущения поверхности жидкости. На ое новании наблюдений за каплями ЖВВ, движущимися с поверхности в зону пламени, в работе [177] был сделан вывод о том, что турбулизация газового потока начинается с поверхности. На рис. 103 показаны кадры скоростной киносъемки неустойчивого горения нитрогликоля в сосуде с прямоугольным сечением 10 X X 2 мм . Жидкость как бы перекачивается из стороны в сторону, а по ее поверхности пробегает волна возмущения меньших размеров. Период основной формы колебания —0,2 сек. Вскоре после воспламенения наблюдались первая и вторая гармоники так1р колебаний. Ширина полосы, соответствующей поверхности жидкости, меняется, что указывает на колебания поверхности в раправ-лении меньшего размера сосуда. На рис. 104, а видны три полуволны, образовавшиеся при горении нитрогликоля в сосуде прямоугольного сечения, а на рис. 104, б приведен кинокадр, покат-зывающий форму поверхности, характерную для горения жидкой [c.229]

Характеристики горения разнообразны. Их можно подразделить на следующие группы 1) форма, размер и стр уктур1а пламен 2) излучение, температура пламени и ионизация продуктов горения 3) тепловыделение и полнота сгорания 4) скорость горения и пределы устойчивого горения. Характеристики горения могут изменяться в широких пределах в зависимости от свойств горючей системы и условий горения. [c.9]

Условия (пределы) устойчивого горения неперемешанных газов впервые теоретически рассмотрены Зельдовичем [6]. При горении неперемешанных газов в зону реакции (на поверхность пламени) направлен поток реагентов с одной стороны — окислителя, а с другой горючего. Хорение возможно лишь в определенном интервале скоростей потока реагентов. При уменьшении потока реагентов ниже некоторого [минимального значения /Ппр. мин горение становится невозможным вследствие увеличения относительных потерь тепла в окружающую среду я происходит лишь перемешивание холодных газов (няжний предел горения). [c.80]

Рассматривая третий путь — обратный поток энергии вдоль оси пламени в направлении стабилизатора, начинающийся в светящейся зоне и проходящий через вершину пламеии элементарного объема зажигания, — следует предполагать целый ряд возможных путей переноса энергии, например излучением, с помощью электронов, протонов, свободных радикалов, атомов и заряженных радикалов. Электроны и протоны присутствуют в чрезвычайно малых концентрациях, радикалы обладают сравнительно малой подвижностью, а столкновения радикалов, приводящие к обрыву цепи, ограничивают длину цепи, поэтому они не играют существенной роли в изучаемом процессе. Поглощение лучистой энергии маловероятно, но имеются надежные экспериментальные доказательства легкой рекомбинации атомов водорода, которые обладают большой подвижностью и по сравнению с другими радикалами могут мигрировать относительно далеко, пока в результате тройного столкновения не высвободится энергия рекомбинации. В результате рекомбинации атомов водорода Н—Н выделяется 103 ккал/моль. Атомы водорода, выделяя тепло, инициируют также цепные реакции горения в предварительно перемешанной смеси прп непламенных температурах. Диффузия и рекомбинация атомов водорода рассматривались в качестве одного из звеньев механизма, определяющего скорость распространения пламени в свежую смесь. Здесь эта схема также принимается в качестве механизма, посредством которого тепло подводится в элементарный объем зажигания и тем самым оказывает влияние на пределы устойчивости. Эта точка зрения подтверждается результатами работы Лапидуса, Розена и Уилхелма [6], которые экспериментально установили, что скорость зажигания и распространения пламени от одного конца щели горелки до другого существенно изменяется (причем сохраняется воспроизводимость) в зависимости от каталитического характера стенок устья горелки. Предполагая, что различные скорости распространения пламени обусловлены изменением концентрации свободных радикалов во фронте пламени вследствие их рекомбинации на поверхности, авторы предложили теоретическую модель, с помощью которой удалось количественно определить значения коэффициентов рекомбинации на поверхности по отношению к платиновой поверхности. В случае сухих поверхностей относительные коэффициенты имели следующие значения платина Ю" , латунь 10 , окись магния 10 ". Все поверхности, покрытые влагой, дают значения коэффициента рекомбинации меньше 10" . Таким образом, если радикалы могут достигать поверхности стабилизатора, как это указы- [c.239]

Стабилизацию пламени в струе дизельного топлива изучали Хоттель, Мэй, Уильямс и Маддокс [11]. Хоттель и Мэй предложили механизм стабилизации пламени, основанный в случае горения газообразных смесей на образовании вспомогательного пламени в первичной вихревой зоне. Эта теория согласуется с данными по влиянию размера капли, скорости потока, диаметра стержня и независимо контролируемой температуры стержня, а также с данными, полученными на стабилизирующих стержнях с внещними ребрами или с внутренней керамической изоляцией. Мэй [12] изучал также влияние летучести топлива, используя смеси пропана и дизельного топлива для создания аналогов топлив с различным давлением паров. В результате добавления пропана достигается увеличение максимальной скорости устойчивого горения и значительно расширяются пределы устойчивости в области богатых смесей. [c.287]

В случае горения нефти устойчивые пламена возникали в довольно широких областях как при влажном, так и при полусухом стержне. Для иллюстрации поведения стабилизатора при горении этого топлива на фиг. 5 приводятся экспериментальные пределы устойчивости для скорости распыла 120 м1сек и времени подготовки 24,4 мсек. (На линии КСН, вдоль которой стержень становится сухим при уменьшении соотношения [c.296]

Экснериментальные исследования показывают, что наиболее устойчивыми в широком диапазоне скоростей пстечепия являются диффузионные факелы и факелы с частичным иредварительным смешением горючего газа с окислителем. С повышением избытка воздуха пределы устойчивого горения сокращаются. Для стехиометрической смеси эти пределы [c.122]

Между кривыми 1 и 2 находится об-Рис. 9-7. Пределы устойчиво- ласть устойчивого горения. Наиболееустой-сти горения в горелках атмо- чивыми В сравнительно широком диапазоне-сферного типа. скоростей являются диффузионные факелы [c.164]

Считается, что пламя стабилизировано, когда фронт пламени остается неподвижным в пространстве. Это достигается в том случае, если линейная скорость потока исходного газа равна нормальной скорости горения. Этот критерий, казалось бы, задает очень строгую зависимость между скоростью потока газа и составом смеси. Однако на практике наблюдаются очень ши-)0кие пределы устойчивости пламен на газовой горелке (рис. 3.4), 1ри очень малых скоростях потока газа пламя может проскочить внутрь трубки газовой горелки, в то время как в случае сильных потоков пламя срывается, отделяясь от среза горелки. Поскольку пламя устойчиво в широкой области промежуточных скоростей потока, нет необходимости точно знать механизм его стабилизации. [c.203]

Дав-тение в форсажной камере зависит от высоты и скорости гюлета. При дозвуковых скоростях на больших высотах давление в (форсажной камере мало и пределы устойчивого горения узки. [c.120]

Размеры запальных отверстий должны обеспечивать устойчивость запального пламени в отношении проскока. Конструктивно запалы выполняются в виде щелей, каналов различной формы, латунных сеток, разбивающих поток на отдельные мелкие струи с целью создания равномерного и устойчивого запального пламени. Для газов с большой теплотой сгорания и низкой скоростью распространения пламени иногда применяют двухступенчатые запалы. В этом случае пламя первой ступени поджигает струю горючей смеси, выходящей из второй ступени, расположенной ближе к основному отверстию. Теплота, вьвделяемая пламенем первой ступени, идет на подогрев горючей смеси, вытекающей из второй ступени. Тем самым скорость распространения пламени смеси, вытекающей из второй ступени запала, повышается. Это способствует увеличению предела устойчивого горения в горелке в отношении отрыва пламени и расширения диапазона регулирования ее тепловой мощности. [c.219]

В результате часть газо-воздушной смеси выходит по периметру устья горелки с малой скоростью и поддерживает устойчивое кольцо горяш,его газа, поджигаюш,его основной поток газа. Горение газа в горелке с кольцевым стабилизатором горения протекает с видимым факелом. Нижний предел устойчивой работы горелок 300 —500 мм вод. ст. [c.50]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология