Высота турбулентного диффузионного пламени

Наиболее типичное диффузионное пламя образуется при воспламенении струи горючего газа, вытекающего из длинной трубки малого диаметра в атмосферу воздуха. Влияние турбулентности в этом случае иллюстрирует рис. 8.1 [1]. Когда скорость струи невелика, течение, естественно, является ламинарным, граница пламени устойчива пламя на вид гладкое горение протекает спокойно. По мере увеличения скорости струи высота пламени возрастает. Однако такая картина наблюдается лишь до некоторой предельной скорости струи. При дальнейшем увеличении скорости струи граница пламени становится неустойчивой, причем, неустойчивость вначале возникает лишь у [c.169]

Рис, 1.6. Турбулентное диффузионное пламя (высоту пламени можно рассчитать по содержанию кислорода в воздухе, количеству кислорода для полного сжигания топлива, диа метру сопла, данным теории струй) [c.24]

Опубликованы [44] высокоскоростные снимки турбулентных диффузионных пламен, из которых видно, что в любой момент пламя, по-видимому, имеет прозрачную область, захватываюш ую лишь часть зоны сгорания. Вероятно, результаты киносъемки и позволили вывести уравнение, выра-жаюш ее высоту факела как функцию диффузии реагирующих компонентов через цилиндрическую оболочку, толщина которой пропорциональна длине пути смешения. Полученное уравнение для высоты факела сравнительно сложно. Эти авторы отмечают хорошее совпадение с результатами экспериментальных измерений, которые показали, что концентрация топлива у вершины факела составляла всего 3% от его содержания в поступающей через сопло струе. Предложено также видоизмененное уравнение для струи пылевидного угля. Однако в литературе опубликованы некоторые вполне обоснованные возражения по поводу общего вида этого уравнения [57]. [c.331]

Другое интересное исследование было предпринято Пауэллом [30, стр. 154]. Несмешиваемость, имеюш ая место в турбулентных диффузионных пламенах (о ней упоминалось выше при рассмотрении структуры турбулентных диффузионных пламен), приводит к рассеиванию перемешанных между собой молей топлива и окислителя, однако не в достаточной для протекания реакции степени. Конечная стадия зависит от молекулярного смешения. Величина масштаба несмешиваемости часто, по-видимому, имеет тот же по])я-док, что и толщина зоны реакции (для диффузионных пламен с кислородом — около 2 мм, см. рис. 95 и [33]). Эти обстоятельства требуют знания скоростей процессов диффузии и химической реакции. Рассмотренная Пауэллом проблема имеет также важное практическое значение нри сжигании жидких топлив, так как капли с диаметром 100 жк попадают в зоны смешения с такими же по порядку значений размерами. С физической точки зрения изученный Пауэллом случай представлял собой ламинарное диффузионное пламя над слоистой горелкой , т, е. горелкой, состоящей из длинных и узких располо- .квнпых поочередно отверстий, через которые подавались горючий газ и воздух. Размеры каждого из отверстий были подобраны так, что при равных скоростях струй горючего газа и воздуха обеспечивалось стехиометрическое отношение расходов топлива и воздуха. Масштаб несмешиваемости характеризовался шириной одной пары отверстий для топлива и воздуха. Эта ширина выбиралась из условия, чтобы по величине она была того >ке порядка, что и ширина зоны реакции. Рассматриваемая задача представляет собой задачу В двух измерениях, причем определяющими для нее размерами являются высота над отверстиями и расстояние в направлении, перпендикулярном к плоскости слоев. В цитируемой работе представлено и математическое решение проблемы. Основной результат состоит в том, что значение высоты, на которой сгорает 90% топлива, равняется произведению начальных скоростей струй на сумму двух членов, которые пропорциональны соответственно характеристическому времени реакции tr и характеристическому времени смептения [c.338]

Особенности турбулентных диффузионных пламен. Измерение высоты пламени не является простым, так как вследствие турбулентности течения пламя нестационарно, а его мгновенная форма имеет рваный вид. Куски горящего газа отделяются от основного пламени и летят вверх, уменьшаясь в размерах. Большинство измерений высоты нламени, известных из литературы, выполнялось на глаз , и их точность невелика. [c.134]

Ограничивающее влияние скорости реакции на стационарное пламя. В газотурбинном двигателе между выходом компрессора и входом турбины расположена камера сгорания, где в стацио-нарнам турбулентном диффузионном пламени сж1игаются топливо и воздух. Камера сгорания авиационного газотурбинного двигателя работает на больших высотах полета при низких давлениях. Установлено, что в этих условиях полнота сгорания топлива понижается, а если давление падает до очень низкого (уровня, то пламя может даже погаснуть. Даже в условиях работы на земле пФлнота сгорания топлива может по1низиться и может произойти срыв пламени, если с целью снижения размера или массы.двигателя камеру сгорания делают очень малой. Как будет видно дальше, эти явления есть следствие ограниченных скоростей протекания химических реакций. Погасание наступает тогда, когда химическая кинетика не успевает за подачей реагентов . [c.170]

Коэффициент к является безразмерным коэффициентом отношения концентраций воздуха и газа вне пламени к их стехиометрической концентрации в пламени [Е(етин-ков, 1965]. В турбулентной области отношение Ь В почти постоянно, зависит только от стехиометрического соотношения и термодинамических параметров системы и не зависит от скорости и диаметра. Длина ламинарного диффузионного пламени зависит от расхода газа. При одинаковых газовых потоках короткое пламя указывает на большую скорость горения в единице объема, чем более высокое пламя. Поэтому скорость горения диффузионного пламени часто определяют по его высоте. [c.56]

Раснространсние волн вверх обусловлено, вероятнее всего, перемещением самой среды, в которой опи возникают, так что относительпо этой среды волновое движение происходит только в радиальном направлении. Скорости вертикального двил<ения газов, образующих фронт диффузионного пламени, до сих пор пе установлены. При относительпо высоких скоростях (при которых пламена турбулентны) в нижней части оболочки пламеии волны не образуются. На несколько больших высотах возникают, по-видимому, волны с небольшой амплитудой, но так как сама высота, на которой н оболочке пламони начинают появляться нерегулярные воз.мущения, уменьшается с увеличением скорости, во многих случаях волны вообще пе наблюдаются. Граничный случай представлен на фотографиях 16 и 17 турбулентного пламени, заимствованных из [3]. При высоких скоростях, когда количество сгорающего топлива, отнесенное к единице высоты пламени, незначительно, описанный выше механизм возникновения резонанса, по-видимому, не имеет места. [c.317]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология