Измерение скорости горения в турбулентных потоках

ИЗМЕРЕНИЕ СКОРОСТИ ГОРЕНИЯ В ТУРБУЛЕНТНЫХ ПОТОКАХ [c.125]

Измерений скорости горения в турбулентных потоках крайне мало, однако среди них есть и измерения в бомбах. Одна из работ выполнена авторами [22] в бомбе, как показано на рис. 6.11. Размер бом- [c.126]

Один из способов определения нормальной скорости распространения пламени заключается в измерении поверхности S внутреннего конуса ламинарного буизеновского пламени и объемной скорости v потока горючей смеси. Нормальная скорость распространения пламени равна Ин — -j Однако при горении топлива в воздушно-реактивных двигателях имеет место так называемое турбулентное горение и перемешивание горючей смеси. Фронт пламени искажается, в результате чего поверхность его увеличивается, а продукты горения при высокой температуре перемешиваются с паро-воздушной смесью, поджигая ее в различных точках. [c.149]

В большинстве исследований турбулентных пламен рассматривались пламена, развивающиеся вдоль вертикальных или наклонных поверхностей, и осесимметричные пламена, причем всегда в условиях неподвижной среды. Проведено много экспериментальных исследований, в ходе которых измерялись скорости горения, средние скорости и температуры. В качестве примеров можно привести работы [8, 23, 91]. Результаты расчетов, проведенных в этих работах интегральным методом, удовлетворительно согласовались с данными измерения скорости горения и плотности теплового потока на стенке в области факела. В работах [49, 90] применялась (й — е — g-)-модель турбулентности (см. гл. 11). Решение, полученное в первой из них, позволяет довольно точно определить структуру пламени и скорости горения. Однако остаются неопределенности при расчете как характеристик турбулентности, так и теплового излучения. [c.414]

На рис. 6-2, 6-3 приведены данные о распределении средней скорости, динамического давления и температуры в прямоструйном и обращенном гомогенном факелах. Здесь же представлены результаты расчета <и> по данным измерений <ри > и <Г>. Из графика видно, что в зоне горения турбулентного гомогенного факела наблюдается значительное увеличение скорости по сравнению со скоростью набегающего потока. Как было отмечено ранее, это связано с неоднородностью поля давления в зоне интенсивного тепловыделения. Приведенные данные свидетельствуют о качественном соответствии расчетных и экспериментальных профилей < > в прямоструйном и обращенном факеле. Последнее подтверждает сделанные выше оценки влияния пульсационных величин на <и>. [c.126]

Очевидно, эти требования невыполнимы в условиях турбулентных пламен в потоке, и для решения этих задач был разработан новый метод измерения скорости турбулентного горения в свободных сферических пламенах, в условиях горения заранее приготовленной смеси в замкнутом объеме. [c.143]

Рассмотренные выше методы являются методами измерения скорости горения в ламинарных потоках при измерениях скорости горения в турбулентных потоках применяются аналогичные методы. При наличии турбулентности в газовой смеси фронт пламени искривляется и, кроме того, непрерывно беспорядочно колеблется. Следовательно, понятие скорости горения в этом случае относится к усредненному фронту пламени. В лабораторных условиях горение в турбулентных потоках трудно наблюдать, если горение происходит не в горелке. Именно поэтому горелку и применяют в этом случае. На правом снимке рис. 6.10 показана одна из мгновенных фотографий пламени в турбулентном потоке горедки. При использовании методов измерений скорости горения по углу наклона пламени и по площади фронта пламени необходимо определить усредненную по времени и пространству поверхность фронта пламени, имеющего неоднородность, аналогично показанной на рисунке. При фотографировании пламени горелки в турбулентном потоке с большой выдержкой получаем снимок усредненного фронта пламени, как показано на левом снимке рис. 6.10, неоднородности которого размыты из-за многократного наложения мгновенных изображений фронта пламени. В одном из методов [20] используется для расчетов поверхность, средняя между внешней и внутренней границами размытого изображения пламени. Однако вопрос о том, является ли правильным выбор этой поверхности в качестве усредненной — остается невыяснен. Такой метод приводит к большим индивидуальным ошибкам при измерении, и повторяемость результатов крайне низка. Взамен этого метода [c.125]

Рассмотрим теперь горение в турбулентном потоке. Основная информация об этом процессе получена при измерениях аналогов величин и S , соответственно скорости распространения турбулентного яламени и, и протяженности зоны горения 6г. Эти понятия определены, однако, не столь четко, как в теории ламинарного горения. Напомним, что величина 4 характеризует удельную скорость переработки свежей смеси на поверхности фронта пламени и равна отношению объемного расхода смеси к площади его поверхности. Такую поверхность можно определить равенством с = = Со = onst. Как свидетельствуют проведенные выше оценки, толщина фронта пламени мала по сравнению с характерными размерами задачи. Следовательно, площади разных изотерм с = Со слабо отличаются друг от друга. В турбулентном потоке величина 6, всегда порядка характерного размера задачи, и поэтому площади осредненных изотерм (с) = Со = = onst значительно различаются. [c.217]

Вторая, основная, задача эксперимента состояла в проведении измерений проводимости в реальном потоке (по оси свободной турбулентной струи продуктов сгорания). Результаты этих опытов и сопоставление данных, относящихся к одинаковой средней температуре газа и разным уровням турбулентности, позволили выявить влияние пульсаций температуры, оценить их уровень и по аналогии сде-ла 1ь заключение о влиянии их на среднюю скорость реакций при турбулентном горении. [c.178]

Все это говорит о том, что в исследуемом случае явления протекают в области крупномасштабной турбулентности, при которой отдельные моли горящего газа могут двигаться навстречу набегающему потоку, искривляя фронт пламени и расширяя границы зоны горения. Местные скорости потока в зоне горения определялись, как ранее указывалось, обычным методом, принятым в гидродинамике, т. е. по значениям температур и скоростных напоров, измеренных в данной точке. Этот метод для нашего случая является несколько условным, так как измерения производились в зоне, где происходит непрерывное выделение тепла за счет химических реакций и, таким образом, процесс протекает не адиабатно, 17 247 [c.247]

Таким образом, для определения скорости турбулентного горения в сферическом пламени, эквивалентной измерениям в потоке, необходимо обеспечить [c.144]

При экспериментальном исследовании основных особенностей и механизма распространения турбулентного пламени могут быть применены почти все методы, которые используются при изучении ламинарного пламени. К этим классическим методам при изучении турбулентного горения необходимо присовокупить методы, позволяюш ие вскрыть роль статистических флуктуаций в турбулентном потоке. В следующ,ем параграфе содержится обзор классических методов измерения скоростей и других ос-редненных характеристик турбулентных пламен. В 3 обсуждаются новые экспериментальные методы и результаты, причем основное внимание уделяется вопросу о флуктуациях. [c.227]

В зависимости от способа обработки опытных данных при определении этих параметров цолучаются различные зависимости от пульсационной и нормальной скоростей. Как справедливо указывает К. И. Щелкин [Л. 23], при измерении скорости распространения пламени в турбулентном потоке следует принимать во внимание поверхность, ограничивающую передний край зоны горения, положение которой определяется величиной максимальных выбросов пламени, т. е. максимальными значениями пульсаций скорости газа. Однако некоторые авторы при исследовании скорости турбулентного распространения пламени подходят иначе, по-разному определяют границу зоны горения. Так, например, Б. Карловиц и др. [Л. 7] измеряли скорость пламени не по поверхности, огибающей передний край зоны горения, а по [c.252]

Серия состоит из двенадцати томов, в которых последовательно описываются свойства газов, жидкостей и твердых тел, процессы горения, даются сведения по основам газовой динамики, о ламинарных и турбулентных течениях, о теплопередаче в турбулентных потоках, по теоретическим методам аэродинамики больших скоростей, по аэродинамике частей самолета и самолета в целом, об экспериментальных методах исследования и физических измерениях, по аэродинамике турбин и компрессоров и по проектированию газовых турбип и реактивных двигателей. Так как в дайной книге встречаются многочисленные ссылки на различные тома этой серии, mej приводим здесь их названия. [c.10]