Прямоструйный факел

Для газовых струй, отличающихся не только скоростью и, но и плотностью р, установить, какой из параметров (отношение скоростей газа и воздуха или величин ры , ри и т. д.) является определяющим, можно только опытным путем Л. 9]. Проведенные экспери менты показали, что наиболее короткий и напряженный факел получается при наибольшей разности начальных значений ри в струе и окружающем потоке. С другой стороны, наибольшая дальнобойность прямоструйного факела связана с выравниванием поля ри2, а не скорости и или параметра ри. [c.17]

Рис. 6-6. Профили и дг в начальном участке прямоструйного факела

На рис. 6-7 приведены данные о распределении плотности потока импульса и температуры вдоль оси прямоструйного факела при различных значениях коэффициента избытка воздуха и скорости истечения. При обеднении смеси длина факела резко сокращается, а максимум температуры смещается к устью горелки. Изменение местоположения фронта пламени заметно сказывается на распределении плотности потока импульса. При уменьшении длины факела интенсивность затухания ры вдоль [c.129]

Одной из важнейших интегральных характеристик газового факела является его длина. Некоторые данные о влиянии режимных параметров на длину прямоструйного факела приведены на рис. 6-9. Из графика видно, что в исследованном диапазоне изменения скоростей истечения (7 < < 35 м/с) зависимость /ф( о) близка к линейной. [c.131]

Рис. 6-10. Изменение скорости, температуры и давления (вдоль трубок тока) в прямоструйном факеле I, 2, 3, 4 —порядковые, номера трубок

Данные по распределении скорости и температуры вдоль трубок тока представлены на рис. 6-13. На графике показано также изменение площади трубок тока и давления в них. В обращенном факеле как и в прямоструйном кривые и 8) и АР з) з — координата вдоль трубки тока) имеют характерный экстремум. К моменту, когда скорость достигает максимального значения, кривая давления проходит через минимум. Отметим также, что из-за более резкого по сравнению с прямоструйным факелом [c.135]

Рис. 6-21. Схема факела однородной смеси а — прямоструйный факел, б — обращенный факел

Стабилизация прямоструйного факела осуществлялась кольцевым стабилизатором (толщиной 1,5 и диаметром 39,5 и 19,5 мм соответственно для сопел диаметром 40 и 20 мм), расположенным на расстоянии 1 мм от среза сопла. Обращенный факел стабилизировался с помощью плохообтекаемого тела (диск диаметром 3 и толщиной 1 мм), установленного на оси потока в плоскости среза сопла. Измерения средних и пульсационных скоростей показали, что возмущения, вносимые стабилизатором, невелики и затухают на сравнительно малых (примерно один калибр) расстояниях. [c.191]

Подробные данные о распределении плотности потока импульса и температуры в поле течения прямоструйного, факела [c.192]

Распределение тепловых потоков вдоль выделенных трубок тока показано на рис. 8-17. Там же приведены кривые плотности тепловыделения, рассчитанные из уравнений баланса теплоты для соответствующих элементарных отрезков трубок тока. Как видно из графика, кондуктивный поток теплоты в начале кривых всегда отрицателен (это соответствует подводу теплоты к данному участку трубки), а затем положителен (отвод теплоты) и практически отсутствует в области интенсивного подъема температуры и завершения горения. В свою очередь, удельное тепловыделение за счет химической реакции на начальном участке каждой из трубок тока весьма мало. Разогрев потока смеси в этой области осуществляется преимущественно за счет переноса теплоты эффективной теплопроводностью из периферийной зоны в прямоструйном факеле и из осевой в обращенном, а в конечном счете — от горящего за стабилизатором газа. Повышение температуры вдоль трубки сопровождается резким ростом скорости реакции и тепловыделения, а затем снижением их вследствие выгорания смеси. В этой области роль эффективной кондукции пренебрежимо мала и тепловыделение обеспечивает прирост конвективного потока тепла вдоль трубки. [c.201]

При истечении обоих потоков без закрутки или при закручивании только центрального потока наблюдается прямоструйный факел с максимальными скоростями в центре форкамеры и с развитой периферийной зоной обратных тою>в. Границы факела при этом прямолинейны и угол раскрытия составляет около 24° (рис. 9.50, а). При увеличении крутки периферийного потока воздуха факел значительно расширяется, угол раскрытия его достигает 100° и появляется внутренняя зона рециркуляции, величина которой определяется степенью крутки центрального потока (рис. 9.50, б и в). [c.272]

Принято различать две формы прямоструйного факела — затопленный факел и спутный. В первом случае речь идет об истечении, струи топлива в пространство, заполненное неподвижным окислителем (например, воздухом), во втором — об истечении струи топлива в движущийся параллельно спутный поток окислителя. Второй случай, очевидно, является общим и содержит в себе в качестве [c.34]

Приведенные результаты указывают на практические пути управления прямоструйным факелом. В частности достижение наибольшей дальнобойности факела связано с выравниванием поля ри , а не скорости (или ри), как это могло показаться на основании опытов со струями несжимаемой жидкости. [c.91]

Обратная задача — создание наиболее короткого и напряженного прямоструйного факела — должна решаться путем обеспечения возможно большей разности ри (при конечном соотношении диаметров). [c.91]

Подведем основные итоги и укажем в связи с этим некоторые результаты более поздних работ, а также задачи дальнейших исследований. Последовательное рассмотрение задач теории прямоструйного факела (от горения неперемешанных газов при бесконечно большой скорости реакций до теплового режима гомогенной смеси) позволило создать достаточно стройную, хотя во многом еще не завершенную теорию этого простейшего вида факела. Остановимся кратко на развитии рассмотренных выше вопросов. [c.185]

Наряду с подробно рассмотренной в тексте схемой прямоструйного факела (затопленного, спутного, коаксиального и др.) значительный практический интерес представляют другие, более сложные и менее изученные схемы. В их числе прежде всего следует упомянуть закрученный факел. Теория закрученных струй удовлетворительно описывает такое движение только для случая слабой крутки потока, которому отвечает практическое отсутствие влияния вращательного течения на поступательное (и радиальное). При этом из анализа выпадает наиболее характерное явление — образование рециркуляционных зон обратных токов. Между тем, как известно, именно эти зоны в закрученном факеле, также в следе за стабилизатором в виде плохо обтекаемого тела или в углах камеры ограниченного размера определяют условия зажигания и стабилизации факела. Однако распространение теории и методов расчета струй на течение с сильной круткой отнюдь не бесперспективно. Наоборот, и об этом свидетельствуют отдельные попытки приближенного расчета, в результате обобщения опытных данных можно будет, по-видимому, построить и для этого типа течения схему инженерного расчета струй и факела. В качестве интересного примера исследования закрученного диффузионного факела сошлемся на работу по изучению огненного вихря [c.187]

Наиболее простым типом свободного прямоструйного факела является факел, образующийся в зоне смешения двух полубес-конечных потоков топлива и окислителя или однородной горючей смеси и инертного газа (рис. 1—6, а). Для него характерно наличие незамкнутого фронта пламени, разграничивающего поле течения на две области, заполненные соответственно топливом и окислителем. В каждой из них присутствуют также продукты сгорания, диффундирующие от фронта пламени. Несмотря на то что такой (безграничный) факел не может быть практически осуществлен, он представляет интерес как аналог горения в начальном участке затопленной или спутной струи. В реальных условиях при истечении топлива из сопла конечного [c.12]

Скорость истечения газов будем считать достаточно высокой, чтобы не учитывать влияние свободной конвекции (подъемной силы), но достаточной малой сравнительно со скоростью звука (М<1). Зону воспламенения в факеле будем полагать предельно короткой — локализованной непосредственно возле устья горелки (кольцевого стабилизатора). Заметим, что противоречивость многих опытных данных вызывается чаще всего различием, иногда весьма существенным, в длинах участка факела до вйспламенения. Как и большинство интегральных характеристик, длина факела отражает суммарное влияние различных параметров на аэродинамику факела. Использование длины факела в качестве характерного линейного масштаба позволяет значительно упростить аэродинамический расчет и, что весьма существенно, получить универсальные выражения для определения профилей температуры, концентраций и конфигурации факела. В настоящее время разработан ряд методов, позволяющих определить длину ламинарных- и турбулентных пламен неперемешанных газов для простейших в газодинамическом отношении типов прямоструйного факела [1, 15, 16, 27, 49 и др.]. Этим, однако, не исчерпывается задача. Для различной организации топочного процесса в целом и его аэродинамики, в частности, необходимо исследование горения газа в более сложных, чем изученные к настоящему моменту, видах струйных течений. Многообразие последних определяет целесообразность единообразного подхода к расчету аэродинамики различных типов газовых, пламен. Рассмотрим в связи с этим обобщенную схему расчета длины факела неперемешанных газов, позволяющую на основе данных по аэродинамике свободных струй определить зависимость длины факела /ф от основных параметров [90]. Имея в виду качественное сопоставление результатов, относящихся к плоским и осесимметричным пламенам (ламинарным и турбулентным, свободным и иолуограни-ченным), не будем вначале учитывать изменение,плотности газа в поле течения факела. В дальнейшем (гл. 3, 4) при расчете конкретных типов газовых пламен это ограничение будет снято [c.24]

Наиболее общим типом свободного прямоструйного факела является спутный газовый факел. Ему присущи как характерные свойства затопленных газовых пламен, так и некоторые специфические особенности, обусловленные аэродинамикой спутиого движения. В частности, в спутном факеле распределение скорости, температуры, концентраций и т. д. зависит не только от начальных значений щ, Го, Со, но и от соотношения между значениями скорости струи и снутного потока. Это отношение— так называемый параметр спутности т = — опре- [c.48]

Существенный интерес представляют данные измерений пульсационной скорости. Из графика видно, что распределение Ув поперечных сечениях прямоструйного и обращенного факелов носит весьма сложный характер. Во внутренней области обращенного факела, заполненной продуктами сгорания, распределение практически равномерное. При приближении к фронту пламени интенсивность пульсаций увеличивается и достигает значений порядка 4—8%. Во внешней области факела интенсивность пульсаций вначале (при удалении от фронта) убывает, а затем (в области внешнего пограничного слоя) увеличивается. Аналогичный характер имеет распределение пульсаций и в прямоструйном факеле. [c.126]

На рис. 6-5 приведены экспериментальные данные о распределении скорости, плотности потока импульса и температуры в поле течения турбулентного прямоструйного факела однородной смеси (а=1,25). Они дают наглядное представление об аэродинамике гомогенного факела и изменении профилей характерных величин на различных участках течения. Из графиков видно, что температура на оси факела монотонно изменяется от начального значения на срезе сопла до максимального (в вершине факела), отвечающего температуре горения. Распределение температуры в поперечных сечениях имеет характерный для факельного горения вид с экстремумом на фронте пламени. Наиболее резкое изменение температуры наблюдается во внут- У ренней части факела (в пределах начального уча- Распределение полного напора, [c.127]

Рис. 9.50. Аэродинамические границы факела мазутной горелки (рис. 9.48) а — наружные границы прямоструйного факела (/ — при истечении обоих потоиав без закрутки 2 — при максимальной футке центрального потока 3 — закрученный поток, вытекающий только из центрального канала) б—влияние степени крутки обоих потоков I — без крутки 2 — крутка 50 % 3 — крутка 100 %) в — влияние крутки цен1рального потока на фаницы внутренней зоны циркуляции при крутке периферийного потока 100 % (7 — крутка 100 % 2 — крутка 50 % 5 — без крутки)

Исследование аэродинамики этих схем в значительной мере способствовало бы более полному и физически ясному пониманию процессов, происходящих в топочных устройствах, и могло бы служить основой для создания инженерных методов расчета. Во всех случаях задачи исследования таких течений близки к принятым при изучении прямоструйного факела. Они сводятся вкратце к определению местоположения зоны горения (факела пламени), областей интенсивного струйного смешения и критических с точки зрения теплового режима горения участков, для которых роизмеримо влияние факторов кинетической и диффузионной природы. [c.188]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология