Ламинарное и турбулентное горение струй

Необходимым условием для устойчивого режима горения при отсутствии посторонних импульсов является равенство скоростей истечения со и горения и. При ламинарном горении это условие соблюдается в нижней периферийной части конуса, так как при истечении смеси у края отверстия образуется область медленных скоростей потока, в которую проникает горячий газ из основной струи. При наличии такого устойчивого участка воспламеняется основная масса газа. В обычных условиях (турбулентное горение) пламя не может существовать самостоятельно, поэтому в реакторе всегда предусматриваются соответствующие поджигающие устройства. [c.166]

ЛАМИНАРНОЕ И ТУРБУЛЕНТНОЕ ГОРЕНИЕ СТРУЙ [c.48]

Б. И. Китаев и его сотрудники [96, 97] пришли к выводу о существовании наряду с турбулентным ламинарного режима горения факела, образованного турбулентной струей газа, вытекающей из сопла. [c.151]

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]

В технических устройствах происходит горение струй газовоздушной смеси и пламя называют факелом. На интенсивность и устойчивость горения в факеле большое влияние оказывают характер движения потока — ламинарный или турбулентный. Спокойное горение несмешивающихся струй газовоздушной смеси называется ламинарным горением. Такое горение встречается редко, главным образом в атмосферных горелках малой производительности. [c.107]

Необходимо отметить, что ламинарный режим горения наблюдался при потоках газа и воздуха, характеризуемых числами Рейнольдса, соответствующими турбулентному характеру струи (до Явг = 8890 и = 2490). Изменение концентраций в сечениях струй подтверждало в этих случаях турбулентность потоков внутри струи. [c.85]

Значения величины Кё близки к величине Ке, поэтому могут быть приняты для характеристики течения струи пара. Из значений Кё в табл. 72 видно, что в горелках малого диаметра движение паров ламинарное, а при диаметре около 80 см оно становится турбулентным. При этом в резервуарах диаметром выше 80 см скорость горения мало изменяется. [c.196]

Однако все рассмотренные выше положения принципиально применимы и к случаю горения в процессе смешения. Действительно, для струи газа, вытекающей ламинарно, на всем протяжении до турбулентной зоны имеется определенный фронт пламени, возникающий там, где встречная диффузия горючего и воздуха образовала стехиометрическую смесь. Тепло от фронта пламени распространяется здесь и в сторону горючей смеси и в [c.144]

Между ними имеется некоторая переходная область. Переход от ламинарного диффузионного пламени к турбулентному определяется изменением характера течения струи. Кроме того, на течение струи, разумеется, оказывает влияние изменение температуры в результате горения. Поатому течение струи, п которой отсутствует горение, отличается от течения горящей струи. На рис. 8.2 [2] приведены приблизительные ЗНН чения чисел Рейнольдса, при которых происходит переход от ламинарного к турбулентному пламени для нескольких горючих газов. [c.171]

Основным условием для сжигания газообразного топлива является наличие достаточного количества воздуха (кислорода) при хорошем перемешивании в процессе горения. Продолжительность перемешивания газа и воздуха зависит от конструкции горелки и турбулентного или ламинарного движения двух диффундирующих струй. Скорость процесса сжигания зависит от степени подогрева газовоздушной смеси До температуры воспла-24 [c.24]

В первом параграфе вводной главы приведена условная классификация газовых факелов (пламен). Наибольшее внимание уделено качественной картине перехода в факеле (и, как в его основе, в струях) от ламинарного режима течения к турбулентному. Это связано с тем, что более подробные данные о таком переходе получены сравнительно недавно и еще не обсуждались в монографиях по теории горения газов. [c.4]

При изучении полей средних величин и интегральных характеристик можно отказаться от анализа тонкой структуры зоны горения и рассматривать турбулентный гомогенный факел как свободную турбулентную струю с сосредоточенным на фронте пламени источником тепловыделения. В соответствии с этим в поле течения гомогенного факела можно условно выделить три области, отвечающие соответственно зоне горения (конечной или бесконечно малой толщины), зоне смешения свежей смеси и продуктов сгорания и зоне смешения инертного газа (или избыточного окислителя) и продуктов сгорания. Возможность такой схематизации гомогенного факела определяется спецификой экзотермических реакций — локализацией горения в узком интервале температур — и расширением под воздействием турбулентных пульсаций не только зоны горения, но и всей области турбулентного перемешивания. В таком приближении аэродинамика ламинарного и осредненного турбулентного факелов, в принципе, одинакова, хотя и резко различается количественно. [c.118]

В ламинарном газовом потоке скорости газов. малы, а горючая смесь образуется в результате молекулярной диффузии. Скорость горения в этом случае зависит от скорости образования горючей смеси. Турбулентное пламя образуется при увеличении скорости распространения пламени, когда нарушается ламинарность его движения. В турбулентном пламени завихрение газовых струй улучшает перемешивание реагирующих газов, так как увеличивается поверхность, через которую происходит молекулярная диффузия. [c.288]

Поверхность воспламенения факела в химически однородной среде в большинстве случаев достигается внутри ядра струи. Формирование ядра факела, образуемого при раздельной подаче газа и воздуха (химически неоднородная среда), связано с процессом перемешивания газа с воздухом. Определяющую роль в этом случае играют диффузионные свойства газов и законы перемешивания. Так как горение диффузионного пламени определяется процессом смешения газа и воздуха, скорость смешения играет большую роль в формировании процесса диффузионного горения. Процессы смешения в ламинарном и турбулентном потоках происходят по-разному. Поэтому теории [c.55]

Очень полезным для понимания природы пламен предварительно не перемешанной смеси является предположение о том, что химические реакции очень быстро приводят реагирующую смесь к равновесию, практически за время смешения горючего и окислителя. В рамках этого предположения остается только рассчитать процесс перемешивания горючего с окислителем. Пример турбулентного перемешивания показан на рис. 13.1. Предсказание процесса турбулентного перемешивания в изотермических не реагирующих турбулентных струях является трудноразрешимой проблемой. Еще больше усложняют задачу дополнительные проблемы, связанные с переменной плотностью и объемным расширением из-за тепловыделения при горении. Проблема перемешивания существенно упрощается, если предположить, что коэффициенты диффузии всех скалярных компонентов равны. При этом все компоненты смешиваются аналогично и можно сосредоточить внимание на единственной переменной. Поскольку некоторые молекулы расходуются в химических реакциях, удобнее следить за перемешиванием элементов, так как они в химических реакциях не изменяются. Для того чтобы следить за элементами, необходимо построить скалярную величину, называемую переменной смешения как это было сделано для ламинарных пламен в 9.3, используя соотношение [c.219]

Горение отдельных капель. При исследовании процесса горения отдельной капли неявно предполагается, что горение плотного облака, состоящего из множества капель, которые образуются из струи жидкого топлива, можно рассматривать как горение ансамбля отдельных капель. Это неявное предположение аналогично предположению о том, что турбулентные пламена можно моделировать, если рассматривать их как ансамбль ламинарных пламен. Оба предположения привели к лучшему пониманию процессов горения. Таким образом, детальное понимание процессов горения отдельной капли [c.252]

При сжигании предварительно перемешанной смеси горение можег протекать либо спокойно в слое малой толщины на поверхности образующегося конуса, чтд происходит при ламинарном истечении газо-воз-душной смеси, либо бурно в объеме всей струи с неровными колеблю-щимися контурами — при турбулентном истечении. [c.39]

Подобным образом при сжигании топлива одновременно с перемешиванием его с воздухом горение может протекать также двумя путями либо спокойно в слое малой толпщны на границе раздела струй газа и воздуха при ламинарном истечении их, либо бурно во всем объеме пограничного слоя с образованием факела с неровными и колеблющимися контурами при турбулентном характере истечения струй газа и воздуха. [c.39]

Переход из одного режима горения в другой не совпадает с переходом из ламинарного течения струй в турбулентный, так как горение, повидимому, оказывает турбулизирующее влияние при сжигании предварительно перемешанной смеси и успокаивающее влияние при сжигании, происходящем одновременно с перемешиванием. [c.39]

Заметим прежде всего, что последовательное применение методов аэродинамической теории факела дает возможность рассмотреть единообразно весьма широкий круг задач о диффузионном горении. В частности, используя интенсивно развиваемые в последние годы интегральные методы теории струй можно простым путем выявить характер зависимости длины различных типов диффузионных пламен (ламинарный или турбулентный, плоский и осесимметричный, также полуограниченный, веерный и другие факелы) от основных параметров. Анализ показывает, например, что длина осесимметричного факела, ламинарного или турбулентного, пропорциональна стехиометрическому комплексу 2 —, тогда как длина [c.185]

Переход от ламинарного к турбулентному горению струи газа в атмосфере неподвижного воздуха наблюдается для водорода при значениях числа Рейнольдса около 2200, для городского газа — в интервале от 3700 до 4000, для окиси углерода — порядка 4750, для пропана и ацетилена — в интервале от 8900 до 10 400. Приведенные числа Кекр вычислены с учетом вязкости и плотности газа в сопле при комнатной температуре. Эти данные следует рассматривать как чисто ориентировочные, по которым можно приблизительно указать область чисел Ре, в которой возможен- переход ламинарного диффузионного горения в турбулентное. Тот факт, что указанный лереход для большинства исследованных газов наблюдается при значениях Не, превышающих 2000— 2200, связан, по-видимому, с влиянием выделения тепла на вязкость и плотность вытекающего из сопла сжигаемого газа. Авторы исследования подчеркивают, что разброс полученных критических значений -связан с влиянием размеров сопла. [c.13]

При турбулентном истечении струй горящего газа или газовоздушной смеси из горелочных отверстий рассматривают не нормальную (ламинарную), а турбулентную скорость распространения пламени. В этом случае скорость распространения пламени зависит от аэродинамических особенностей потока. Фронт пламени меняет свой характер, становится извилистым и даже разорванным, состоящим из отдельных микроочагов горения. [c.28]

В то же время нужно предполагать, что в центральной части струи на всем расстоянии до начала турбулентного состояния поток оказывается невозмущенным ламинарным. В турбулентной области факела горение распространяется по всему его объему. Здесь факелу свойственны колебания, объясняемые влиянием кон векции. По мере увеличения скорости истечения и, как следствие, уменьщения расстояния Н до начала турбулентного состояния колебания факела становятся более значительными, что сопровождается появлением в факеле весьма характерного щума. Указанные явления становятся все более отчетливыми и резкими и постепенно нарастают до тех пор, пока факел не оторвется от отверстия, а затем, спустя некоторое время, вовсе не потухнет. [c.147]

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]

Рассмотрим вначале схему расчета аэродинамики горения применительно к автомодельным свободным струйным течениям. Учитывая то, что методы расчета неизотермических струй (плоских и осесимметричных, ламинарных и турбулентных) существенно отличаются друг от друга, ограничимся первоначально анализом простейшего случая р = onst. В дальнейшем (гл. 3 и 4) при расчете конкретных типов ламинарных и турбулентных газовых пламен учтем изменение плотности в поле течения факела. [c.31]

Г. X о т т е л. Диффузионное горение ламинарных и турбулентных струй. IV симпози5гм (международный) по вопросам горения и детонационных волн. Оборонгиз, 1958. [c.91]

Чрезмерное развитие фронта горения приводит к снижению интенсивности процесса сажеобразования или к полному прекращению образования дисперсного углерода в пламени вследствие слишком интенсивного перемешивания газа с воздухом. При разделении потока газа в кольцевой горелке на несколько струй интенсивность процесса снижается. В невращающемся факеле турбулентной струи газа, окруженной ламинарным потоком воздуха, сажеобразование полностью отсутствует. [c.62]

Наиболее подробно процесс распада присоплового пламени был рассмотрен Хоттелем и Гаусорном [Л. 33] при исследовании перехода ламинарного горения в турбулентное. Экспериментами этих авторов было показано, что при определенном значении числа Рейнольдса истекающей струи в вершине факела появляются пульсации. приводящие к разрушению ламинарного фронта. По мере [c.57]

Хоттел Г., Диффузионное горение ламинарных и турбулентных струй. Сб. Вопросы горения и детонационных волн , Оборонгиз, 1958. [c.202]

Опыты с вращающимся факелом. Предварительные опыты, проведенные с ламинарной струей газа, которой было придано вращательное движение тангенциально подачей воздуха в реакционную трубку, сразу же показали, что процесс сажеобразования в таком факеле исключительно устойчив. Значительное увеличение расходов газа и воздуха (при постоянном отношении воздух/газ) приводило лишь к незначительному зд1енению коэф-фиц ента нтенсивности процесса даже переход от ламинарного к турбулентному режиму горения не сопровождался нарушением этого плавного измене н 1я. Газ [c.51]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология