Теория скорости пламени

Структура диффузионного пламени существенно зависит от сечения потока горючих паров и газов и его скорости. По характеру потока различают ламинарное и турбулентное диффузионное пламя. Ламинарное пламя возникает при малых сечениях потока паров или газов, движущихся с небольшой скоростью (пламя свечи, спички, газа в горелке небольшого диаметра и т. д.). На пожарах при горении всех веществ образуется турбулентное пламя. Оно меньше изучено, и для объяснения этого явления используют положения теории ламинарного пламени. На рис. 6 показано строение ламинарного диффузионного пламени на примере пламени жидкости, [c.31]

Теория, объясняющая детонацию самовоспламенением, утверждает, что явление объясняется химическими реакциями в несгоревшей части сырья, находящейся перед фронтом пламени если удается обеспечить малую скорость реакций или их должное течение, если, нормально продвигаясь, пламя уничтожит сырье до того, как предпламенные реакции окисления выйдут из-под контроля, то детонацию можно предотвратить [177, 178]. Впрочем, некоторые научные исследования указывают, что такой [c.411]

Величина определяется кинетикой реакции горения и теплопроводностью смеси (если природа распространения пламени тепловая) или диффузией активных центров (холодное пламя), В различных моделях (теориях) распространения пламени устанавливается связь между и и скоростью реакции в зоне пламени и процессами переноса теплоты или веихества на основании уравнения теплопроводности или диффузии. [c.267]

Ламинарное пламя в гомогенных смесях имеет исключительно большое значение для теории горения, так как для этого типа пламени влияние химических факторов не затемняется процессами перемешивания исходных компонентов, а поле скоросте свежей смеси может быть весьма простым. [c.9]

В работе Таккера [ ] представлена линейная теория, в которой учитывается статистическая суперпозиция волн бесконечно малой интенсивности, и принимается, что зависимостью скорости ламинарного пламени 8 от возмущений фронта пламени можно пренебречь. Из последнего предположения следует, что в данном случае оказывается верным результат, полученный Ландау, т. е. рассматриваемое Таккером ламинарное пламя неустойчиво по отношению ко всем возмущениям, и следовательно, возможность применения линейного анализа вызывает сомнения Однако это исследование демонстрирует [c.248]

В литературе обсуждались модели горения смесевых ракетных топлив, в которых принималось, что горючее и окислитель газифицируются при различных температурах и процесс газификации не затруднен обратным процессом предполагалось также, что газовое пламя разложения частиц окислителя выделяет энергию, необходимую для газификации как горючего, так и окислителя В этих теориях принималось, что последующие реакции между горючим и окислителем пе влияют на скорость горения. [c.287]

В теории атомно-абсорбционного метода анализа некоторые теоретические модели рассматриваются на примере элементов с высокой степенью атомизации в пламенах, в частности натрия [845, 1080]. Так, в работе [1080] дается обоснование атомно-абсорбционного метода определения концентрации вещества в пламени без применения стандартных растворов. При расчете концентрации свободных атомов в пламени рассматривают количество вещества, попадающее в пламя в виде аэрозоля, распределение атомов в рабочей зоне, скорость прохождения газов через поглощающий слой. Вычисленные значения величины поглощения света для натрия (меди и серебра) сравнены с экспериментальными. Экспериментальные данные исполь- [c.126]

Таким образом, если рассмотреть в среднем плоское пламя, которое распространяется в неограниченном потоке, то лишь корреляция пульсаций давления и дивергенции скорости может обуславливать увеличение энергии турбулентности при горении. Следовательно, из теории, развитой в 6.5, вытекает, что именно эта корреляция характеризует роль неустойчивости пламени. [c.243]

Стабилизацию пламени в высокоскоростных потоках воздуха, содержащего пары и капли топлива, можно осуществить, используя стабилизатор в виде тела плохообтекаемой формы. Такой стабилизатор создает в примыкающем к нему пространстве вихревую зону с низкой скоростью, в которой может образоваться вспомогательное пламя, поджигающее горючую смесь в основном потоке. В настоящее время нет еще общей теории пламени, стабилизированного телом плохообтекаемой формы, хотя механизм стабилизации в высокоскоростном потоке однородной топливо-воздушной смеси достаточно подробно рассмотрен [1—4]. Стабилизация пламени в высокоскоростном потоке распыленного топлива значительно меньше изучена вследствие сложности происходящих процессов. Кроме того, изучение этого вопроса на горелках простой формы, дающее некоторые фундаментальные сведения такого же характера, как и изучение стабилизации пламени в однородных топливо-воздушных смесях, было недостаточно полным. В настоящей работе излагаются [c.285]

В простейшем виде современную теорию распространения пламени можно изложить следующим образом. Представим, что в газовой смеси распространяется пламя. Перед пламенем будет находиться свежая смесь, а сзади — продукты горения. Пусть газ движется навстречу пламени со скоростью, равной скорости распространения пламени. Тогда пламя будет неподвижным. Распределение температуры в газе изобразится схематически кривой, приведенной на рис. 9. Обозначим температуру смеси вдали от пламени через То, а температуру продуктов горения — Т . [c.16]

Уравнение Семенова широко используется при интерпретации экспериментальных данных по скоростям распространения медленных пламен [9, 10], однако оно неудовлетворительно предсказывает наблюдаемую зависимость скорости пламени от давления. Это уравнение также неприменимо для быстрых пламен, где определяющую роль играют цепные разветвленные реакции с участием атомов водорода. Такие пламена имеют малую энергию активации и распространяются намного быстрее, чем углеводородные, для которых первоначально и применялось уравнение (3.3). Высокая скорость таких пламен определяется не температурой горения или потоком тепла в исходную смесь газов, как в тепловой теории, и не скоростью диффузии исходных компонентов в зону реакции, как в диффузионной теории, а, скорее, скоростью, с которой активные центры — радикалы и ато-мЫ — диффундируют в горючую смесь и инициируют реакцию. [c.208]

Принцип действия сухих огнепреградителей основан на гашении пламени в узких каналах, которое согласно теории распространения пламени обусловлено тепловыми потерями из зоны реакции к стенкам канала. Чем уже канал, по которому распространяется пламя, тем больше его поверхность, приходящаяся на единицу массы горючей смеси, а следовательно, и больше потери тепла из зоны реакции. В канале, размер которого достигает некоторой критической величины, тепловые потери настолько уменьшают скорость пламени, что дальнейшее его распространение становится невозможным. [c.101]

Краткий обзор исследований по ламинарным диффузионным пламена м. Разработанная Бурке и Шуманом [1] весьма упрощенная теория ламинарных диффузионных пламен очень хорошо описывает влияпие изменения различных переменных на размеры очень маленьких факелов и позволяет сравнитол1.но хорошо определять абсолютные размеры таких пламен. Такие пламена образуются при горении струй горючих газов в параллельном кольцевом потоке воздуха равной скорости. Пламена больших размеров образуются в основном при горении струй горючих газов в неподвюкпой воздушной среде [2, стр. 254, 288 3]. Для этих пламен теория Бурке и Шумана ие пригодна. Сравнительное нсследование ламинарных струй горючих газов, горящих в параллельно движущемся воздушном потоке и в неподвижной воздушной среде, пока отсутствует ). Введе гпе в теорию Бурке и Шумана полуэмпирических поправок позволило использовать ее длн определения высоты также и этих больших по размерам пламен. Эти поправки должны учитывать изменение коэффициента диффузии по температуре и накапливание продуктов сгорания в зоне малых скоростей, расположенной вокруг струи горючего газа. Точные уравнения, описывающие движение газа, протекание химических реакций (тепловыделение) и диффузию участвующих в реакции вещест и продуктов сгорания, насто,лько сложны, что маловероятно, чтобы интегрирование таких уравнений увенчалось успехом. Однако, несомненно, следует приветствовать работы по созданию теории, описывающей форму и обш,ую структуру ламинарного диффузионного пламени, которая основы-на гась бы на менее грубых, чем делалось до сих пор, упрош,ениях. [c.319]

Необходимо выяснить, может ли произойти детонация в промышленных условиях, если процесс будет инициироваться источником энергии низкого уровня, каковым является открытое пламя, зажигалка или электроискровой разряд 200 - 400 В. Согласно общей точке зрения, в таких условиях детонация наименее вероятна. Сошлемся на работу [Р1кааг,1984] "Анализ случаев аварий показал, что имевшиеся разрушения не соответствуют разруихениям, вызванным детонацией. Кроме того, согласно теориям развития процесса быстрых превращений облака, связывающим изменение давления со скоростью пламени,. ..давление порядка 0,03 МПа является достаточным, чтобы соответствовать разрушениям, наблюдавшимся в реальных случаях аварий, и может возникать при скорости пламени порядка 150 - 200 м/с. Итак, круг научных интересов постепенно переместился с вопросов, связанных с последствиями детонации, на исследование причин ускорения пламени и оценку длительности ударной волны..." [c.293]

Согласно теории окисления через перекиси скорость химических реакций процесса горения углеводородных смесей обусловливается интенсивностью возникновения активных перекисей, с одной стороны, и быстротой их исчезновения—с другой. В период индукции в горючем происходит первичное накопление перекисей. Увеличение количества молекул перекиси сопровождается повышением числа экзотермических реакций окисления, что вызывает возрастание температуры и, следовательно, большую интенсивность возникновения новых молекул перекиси. При достаточной концентрации активных перекисей скорость реакции окисления настолько возрастает, что появляется пламя. Между моментом достижения достаточной для воспламенения концентрации перекисей и самим воспламенением протекает некоторый интервал времени, в результате чего горючая смесь в момент появления пламени оказывается пересыщенной перекисями, почему реакция принимает чрезвычайно бурный характер, т. е. возникает детонация. Очевидно, что то горючее будет наиболее склонно к детонации, у которого возрастание скорости образования перекисей прл повышении температуры будет происходить наиболее интенсивно, так как в этом случае будет увели-чиваться возможность пересыщения смеси перекисями в момент воспламенения. Влияние перекисей на возникновение детонации в двигателе было показано Каллендаром экспериментально. Он испытывал влияние на работу двигателя добавляемых к топливу стойких (перекись бензоила) и нестойких (перекись ацетила, перекись метилэтилкетона и др.) перекисей и отметил различие в их влиянии. [c.354]

Диффузионное пламя в узком смысле можно определить как квазистационарное, почти изобарическое пламя без предварительного перемешивания, в котором реакция протекает в основном в узкой зоне, которую можно приближенно считать поверхностью. В данной главе будут рассматриваться задачи, в которых оказывается справедливым такое определение диффузионного пламени. Метод Шваба — Зельдовича (глава 1, 4) дает удобную схему, в рамках которой могут быть рассмотрены эти задачи. Теория Шваба — Зельдовича обычно оказывается более пригодной для систем без предварительного перемешивания, чем для систем с предварительным перемешиванием, ввиду того, что, как будет показано, в случае диффузионных пламен знание скорости химической реакции часто оказывается несущественным. [c.62]

Еш е два фактора заслуживают того, чтобы быть здесь отмеченными, потому что они приводят к заметному расхождению между теорией и экспериментом. Во-первых, в зоне пламени, где температура выше, а плотность меньше, действуют выталкиваюш ие силы, которые деформируют пламя. Следовательно, предположение (1) 4 главы 1 оказывается не вполне справедливым. Во-вторых, течение в горелках рассматриваемого типа почти всегда характеризуется сильной крупномасштабной турбулентностью. Турбулентность вызывает расширение и быстрые флуктуации пламени, и таким образом приводит к качественному расхождению с развиваемой ламинарной теорией. Однако поскольку скорость турбулентного горения предварительно перемешанных газов обычно регулируется интенсивностью турбулентного перемешивания, полученные результаты можно с разумной точностью применить к средним характеристикам турбулентных систем, если заменить коэффициенты диффузии в ламинарном потоке коэффициентами турбулентной диффузии. Турбулентные пламена в потоках с предварительным перемешиванием подробно рассматриваются в главе 7. [c.72]

В этой главе мы рассмотрим ламинарные пламена (волны дефлаграции), определение которых было дано в главе 2. Будет более подробно исследован вопрос о структуре и скорости этих пламен. Основанием для более детального изложения теории ламинарного пламени служит тот факт, что проблема ламинарного пламени по крайней мере по двум причинам является центральной проблемой теории горения. Во-первых, это наиболее доступная из проблем горения, решение которых требует одновременного учета движения среды и химической кинетики во-вторых, знание основных представлений и результатов теории ламинарного пламени oкaзьfвaeт я существенным при исследовании многих других проблем горения. [c.135]

Определение поверхности турбулентного пламени при горении в закрытых системах часто оказывается затруднительным, потому что при высоком уровне турбулентности видимое пламя почти целиком заполняет клинообразную область за пламедержателем. Вол [ ] принял, что поверхностью пламени является передняя граница светящейся зоны, расположенная вверх по потоку, и при вычислении величины Зт разделил полный объемный расход набегающего потока на площадь этой поверхности. Скарлок и другие [32-34] приближенно учли расходимость линий тока вверх по потоку от зоны пламени вследствие изменения плотности в зоне горения. Результаты всех этих исследований показывают, что скорости турбулентного горения в трубах значительно больше скоростей турбулентного горения в открытых системах, а также больше скоростей, предсказываемых любыми теориями турбулентного горения. Хотя предполагалось, что увеличение скорости турбулентного горения в закрытых системах может быть связано с турбулентностью, возникающей в областях с большими градиентами скорости прямые эксперименты которые будут рассмотрены [c.232]

ОТ скоростей диффузии газообразного горючего п окислителя к конусообразной поверхности пламени над газовыми гранулами горючего (см. также работу [ ]). Детально разработанная, поддающаяся строгому анализу модель с диффузионным пламенем, в которой пламя располагалось над чередующимися слоями горючего и окислителя, была предложена и проанализирована Нахбаром [ ]. В этой модели приняты во внимание процессы на поверхностях горючего и окислителя, учтено различие средних высот и средних температур пламени над горючим и окислителем, различие в толщине слоев окислителя и горючего, а также отличие состава твердого топлива от стехиометри-ческого. Хотя выводы этой теории находятся в приблизительном соответствии с экстраполированной экспериментальной зависимостью скорости горения от размера частиц окислителя, наиболее существенным возражением против диффузионного механизма горения в данном случае является то, что он всегда предсказывает независимость скорости горения от давления (см. главу 3). Чтобы в этой модели получить наблюдаемую зависимость скорости горения от давления, необходимо ввести в рассмотрение либо экзотермическое гомогенное газовое пламя либо пламя разложения, примыкающее к поверхности одного из конденсированных реагентов, либо учесть процесс горения смеси горючего и окислителя в потоке после смешения. [c.288]

Учитывая трудности, встречающиеся при разработке теории стационарного и нестационарного пламени (см. 4 главы 5.и пункт в 4 главы 7), Харт и Мак Клюр в работе ввели в рассмотрение феноменологические коэффициенты, учитывающие чувствительность скорости пламени к изменениям давления и температуры, предположив, что пламя является плоским, гомогенным и бесконечно тонким и располагается в газе на некотором расстоянии от поверхности конденсированной фазы. Они предположили также, что единственным процессом, который протекает в области между поверхностью пламени и поверх- [c.300]

Чтобы дать более точный анализ экспериментов, подобных тем, о которых говорится в работе [ ], необходимо рассмотреть одновременно две реакции, одна из которых гомогенная, а другая аналогична реакции, которая протекает в диффузионном пламени. Если две реакционные зоны четко отделены друг от друга в пространстве, то, комбинируя простые теории, в которых пламя рассматривается как поверхность, изложенные в 3 этой главы и в главе 3, нетрудно рассчитать скорость горения и соответствующие распределения параметров. В работе [ ] приводятся результаты исследования, которое основано на предположениях такого типа (в некоторых отношениях усовершенствованных). Однако в случаях, когда реакционные зоны перекрываются, простые теории становятся неточными и появляется необходимость в разработке универсального метода, который позволил бы рассм отт реть одновременно как гомогенное, так и диффузионное пламя, хотя при этом придется отказаться от многих преимуществ теории Шваба — Зельдовича для систем без [c.327]

Эксперименты [156, 170] выявили важную роль реакций в коденсированной фазе. Германе [72] предложил и детально разработал статистическую модель, позволяюш ую определить зависимость скорости горения от давления. В модели учитываются гетерогенность структуры поверхности СТТ и тепловыделение на поверхности или под ней. Основными допущениями, которые легли в основу теории, являются определяющая реакция на поверхности раздела ПХА — связующее и плоское одиночное пламя в подготовленной газовой смеси. Модель позволяет прогнозировать 1) связь между скоростью горения и давлением, согласующуюся с экспериментальными данными, [c.70]

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]

Чтобы найти функцию Ф( 3), рассмотрим нестационарные крупномасштабные возмущения с масштабами порядка 5 и более. Как уже указывалось, при описании таких возмущений пламя допустимо считать тонким. Поэтому можно воспользоваться линейной теорией устойчивости, предполагая, что нелинейные эффекты дают малую поправку. Используем также ряд феноменологических соображений, развитых Зельдовичем [19661, в работе которого получено уравнение, описывающее развитие дискретного возмущения на фронте пламени. В данном случае предстоит только учесть, что существует непрерывный спектр возмущений. Напомним, что вклад в скорость горения возмущений с масштабом порядка / описывается величиной Ъиф1Ы, Чтобы из этой величины получить геометрические характеристики пламени, ее следует разделить на т.е. необходимо рассмотреть величину к = 3i//3/, которая, очевидно, характеризует амплитуду возмущений с размером /. Выведем теперь феноменологическое уравнение для величины к. [c.238]

В книге сжато и строго изложены основы теории горения и обобщены основные экспериментальные результаты, полученные при изучении процессов горения. Рассмотрены фундаментальные вопросы воспламенения (пределы воспламенения, самовоспламенение, искровое зажигание, зажигание накаленной поверхностью) и горения (пламя и его распространение, перемешанные и диффузионные пламена, скорость горения, газодинамика горючей смеси и т. д.), методы измерения скорости горения, воздействие на горение акустических полей и поля силы тяжести, горение одиночных капель и аэровзвесен. [c.4]

По вопросу о пренебрежении скоростью реакции при низких температурах появилась в последние годы довольно обширная литература. Предлагались более или менее сложные рецепты для построения теории без этого приближения (фиктивные пламе-держатели и т. п.). Едва ли этот вопрос нуждается в столь возвышенных изысканиях. Гораздо поучительнее простая численная оценка. Возьмем для примера реакцию с энергией активации 30 ккал1молъ — значение довольно типичное для реакций горения. Примем как типичные значения для температуры горения [c.290]

Вопрос о возникновении пламени на границе между горячим потоком продуктов сгорания и холодным потоком горючей смеси в идеализированном виде был рассмотрен в работе Марбла и Адамсона [I]. Они анализировали взаимодействие двух потоков один холодный — горючая смесь, а другой горячий — продукты сгорания. Эти потоки в определенной точке начинали смешиваться, и в результате процессов диффузии, вязкостного перемешивания, теплопроводности и химической реакции на некотором расстоянии от точки первого соприкосновения образовывалось наконец ламинарное пламя. Модель эта является двухмерной, и все значительные изменения температуры, концентрации и скорости происходят в очень тонком слое между этими двумя потоками. В силу этих предположений может быть использована теория пограничного слоя, позволяющая математически упростить задачу без введения чрезмерных ошибок. [c.150]

Теория нормального распространения пламени в цилиндрической трубе была разработана Зельдовичем [177] прп следующих допущениях рассматривается стационарный процесс, при котором пламя распространяется с постоянной скоростью относительно газа, находящегося в трубе пренебрегается потерей тепла в окружающую среду. [c.154]

Основные выводы теории теплового взрыва получены для идеализированных условий, в предположении, что во всем объеме реагирующего газа под действием свободной конвекции устанавливается одинаковая температура и, соответственно, одинаковая скорость реакции, так что весь температурный перепад сосредоточен на стенке сосуда [14, стр. 870]. Но в то же время в теорпи принимается независимость коэффициента теплоотдачи от дав.лення, т. е. предполагается теплопередача кондуктивного типа, в противоречии с исходным нредположением. Принятие однородного поля температур, помимо отмеченного, оказывается в противоречии и с опытными данными, из которых, как отмечает Франк-Каменецкий, хорошо известно, что воспламенение всегда начинается в точке, а затем пламя распространяется по сосуду [17, стр. 235]. Между тем при полностью выровненной по всему объему газа температуре должно было бы произойти одновременное воспламенение. Таким образом, в газе, заключенном в нагретый сосуд, при отсутствии тепловыделения от реакции, всегда устанавливается некоторое стационарное распределение температуры с максимумом в центре сферы, по оси цилиндра, в сродней плоскости плоскопараллельного сосуда и с постепенным ее снижением к стенкам. Это стационарное распределение температуры может быть нарушено только прогрессирующим тепловыделением от реакцнн. Стационарная теория и дает метод вычисления, для определепных условий теплопередачи, температуры, при которой нарушается стационарное распределение температуры в газе. [c.14]

Суть явления потухания в теории Зельдовича заключается в следующем. Если скорость горения понижается, то зона горения расширяется и концентрации кислорода и горючего газа становятся отличными от нуля. Интенсифицируя смешение, т. е. увеличивая подвод газов в зону горения, можно прийти к такому пределу, когда скорость реакции начнет отставать от скорости подачи смеси и вследствие охлаждения пламя потухнет. [c.70]

Все рассмотренные выше теории нормального распространения пламени так же как и некоторые их модификации, не вошедшие в это рассмотрение, относятся к тому случаю, когда турбулизация газового потока не играет заметной роли. Турбулентное горение теоретически вцервые было рассмотрено Дамкелером [686], которому принадлежат также обстоятельные экспериментальные исследования влияния турбулентности на бунзенов-ское пламя при числах Рейнольдса до 17 ООО. Не останавливаясь на подробном рассмотрении турбулентного горения, исследованию которого посвящено большое число работ, отметим только, что согласно Дам-келеру [686], наблюдаемое при турбулизации газа ускорение пламени обусловлено двумя факторами увеличением скорости передачи тепла и подачи газа во фронт пламени при микротурбулентности, т. е. тогда, когда размеры вызванных турбулизацией газа неоднородностей малы по сравнению с шириной фронта, и изменением формы фронта пламени при макротурбулентности, когда размеры неоднородностей больше ширины фронта. Из теоретического рассмотрения турбулентного горения следует, что скорость пламени при турбулентном горении связана определенным соотношением со скоростью пламени в ламинарном потоке для этого соотношения различными авторами в соответствии с принятыми ими допущениями были получены различные аналитические выражения. [c.500]

Дальнейшее развитие теории распространения пламени. Характерные черты современного развития теории распространения пламени наиболее отчетливо выступают при рассмотрении данных, относящихся к отдельным пламенам. В качестве одного из таких пламен рассмотрим пламя взрывного разложения гидразина МгН4. Маррей и Холл [962] предприняли попытку вычислить нормальную скорость этого пламени на основе теории Зельдовича и Франк-Каменецкого и кинетики реакции. Согласно измерениям Шварца [1199], произведенным в интервале температур 620—780° (" при давлении в несколько миллиметров ртутного столба, разложение паров гидразина следует мономолекулярному закону с константой скорости, равной к = А - 10 е Допуская, что лимитирующей стадией реакции в зоне горения является мономолекулярный процесс [c.608]

Диффузионное распространение пламени. Если химические и физические процессы, происходящие во многих (з частности, в воздушных) пламенах, таковы, что справедливость основных положений тепловой теории применительно к этим пламенам не вызывает сомнений, то, по-видимому, можно указать также и такие пламена, к которым эта теория заведомо неприменима. Выполнимость условия подобия поля температур и поля концентраций нужно рассматривать как наиболее общий критерий при менимости тепловой теории распространения пламени. Все формулировавшиеся различными авторами условия, определяющие возможность теплового механизма распространения пламени, в конечном итоге сводятся к этому критерию. Так, например, Бартоломе [347, 348, 1097] полагает, что тепловой механизм не осуществляется в горячих пламенах (температура выше 2500° К), где вследствие высокой степени диссоциации значительная часть освобождающейся в результате реакции энергии имеет форму химической энергии свободных атомов и радикалов, диффузия которых из зоны горения в свежую смесь, опережающая иодвод тепла, и является основной причиной распространения пламени. При этом Бартоломе исходит из того факта, что скорости распространения пламени в воздушных смесях, которые горят при температурах ниже 2400° К, обычно равны 30—70 см сек, в то время как скорости горения кислородных смесей (Г,. = 2700° К) составляют 400—1200 см сек. Ввиду того, что при температуре кислордиого пламени газ заметно диссоциирован, естественно возникает представление о связи между величиной Ыо и боль шой концентрацией атомов и радикалов — продуктов диссоциации горячего газа. По Бартоломе, в основе механизма распространения таких пламен лежит диффузия атомов (преимущественно атомов водорода) в холодную смесь, причем он полагает, что главная роль атомов заключается в их рекомбинации, которая сопровождается выделением больших порций тепла и которая, таким образом, способствует передаче тепла от горячего холодному газу 4 [c.616]

Этот исключительно важный вывод, следующий из теории цепных разветвленных реакций и конкретного механизма горения с учетом принятых выше значений констант скорости элементарных реакций, был проверен и подтвержден на опыте [28]. Для этого авторы воспользовались методом термоэлектрического зонда, регистрирующего разность температур между двумя термопарами, помещенными рядом в разреженное пламя водорода с кислородом. Предварительно термопары были помещены в тонкостенные капиллярные чехлы из кварца. Для усиления рекомбинации конец одного чехла был покрыт слоем гпО СгаОз — веществом, на котором атомы водорода погибают с вероятностью, близкой единице поверхность чехла другой термопары была обработана азотной кислотой для уменьшения рекомбинации активных частиц. Зарегистрировав разность температур (которая в некоторых условиях составляла более 300° С) и сделав соответствующие расчеты с учетом теплоты рекомбинации атомарного водорода, авторы прит шли к выводу, что в зоне разреженного пламени накапливаются огромные количества атомарного водорода, во много раз нревышаю- [c.179]

То, что К в предыдущем примере считается равным единице, следует из экспериментальных данных и интуитивных предпосылок, о которых упомянуто выше. Дальнейшие уточнения были бы возможны, если бы был найден метод определения отношения в числе Карловитца независимым способом. Нам кажется, что для этого потребуется определить относительную ширину зоны подогрева и зоны реакции в волне, характеризуемой отношением Ть — Т—Ти). Это позволило бы с более общих позиций подойти к теории расстояния гашения (в том числе для различных геометрических конфигураций, таких, как плоскопараллельные пластинки и цилиндрические трубки) и глубины проникновения при гашении одной поверхностью, измеряемых при помощи отношения SugF, где gp — критический градиент скорости при проскоке пламени [2]. Этот вопрос подробно рассмотрен в нашей книге Горение, пламя и взрывы в газах , 1951 г. Как нам кажется, из изложенного выше следует, что уточненная концепция растяжения пламени могла бы заменить идеальную, но очень сложную теорию, основанную на детальном описании переноса тепла и процессов химической кинетики. [c.598]

В предыдущем разделе рассмотрены условия горения, вызываемого самопроизвольным и самоускоряющимся превращением, т. е. самовоспламенением. Теории самовоспламенения рассматривают лишь условия возникновения очага пламени, т. е. процессы, протекающие до йомента вспышки. Очевидно, что для выявления условий, при которых горение подавляется, необходимо иметь представление об усло1Виях раапространения пламени в горючей среде. Пламя, возникающее при самовоспламенении или воздействии высокотемпературного источника (при воспламенении), передает в соседние сл( свежей горючей смеси тепло и активные частицы, распространяющие горение. Скорость распространения горения относительно свежей смеси, измеренная по нормали к поверхности горения, называется нормальной (фундаментальной) скоростью распространения пламени и обозначается Мн. Этот показатель является одной из важнейших физдко-химических характеристик горения (или горючей смеси). [c.22]

ВОСПЛАМЕНЕНИЕ ГОРЮЧЕЙ СМЕСИ В ДВИГАТЕЛЕ осуществляется при помощи искрового разряда высокого напряжения, образующегося между электродами свечи. Установлено, что электрич. искра свечи состоит из токопроводящего газового канала и так наз. факела. Канал имеет очень высокую т-ру, доходящую до 10 ООО . При обычном расположении электродов канал окружен факелами, т. е. выбросами паров материалов электродов. Т-ра факелов вблизи электродов примерно равна т-ре канала и падает по мере удаления от них. Вокруг канала и факелов находится пламя разряда, т. е. раскаленные газы. Существуют две теории, объясняющие явление восплам. в электрич. разряде тепловая и электрич. Тепловая теория восплам. рассматривает искровой разряд как источник тепла, к-рый необходим, чтобы нагреть нек-рый минимум объема смеси до так наз. т-ры самовосплам. Электрич. теория рассматривает восплам. как результат достаточной концентрации в электрич. разряде активных частиц определенного типа. За критерий восплам. принимается скорость реакции, а эта последняя считается зависящей от величины силы разрядного тока (Н, Н. Зенгер). [c.105]

Экспериментальные измерения температуры оксиводородного пламени при введении различных количеств воды, описанные Фостером и Хьюмом [24], подтверждают теоретические выводы. При введении 6 мл/мин воды и скорости потока кислорода 3,2 л1мин (х=2,3) происходило падение температуры в 1,3 раза против 1,5 раза по теории. Некоторое расхождение экспериментальных данных с расчетом вызвано тем, что применялось обедненное, по сравнению со стехиометрическим составом, пламя (3,2 л Оа+5,7 л Нг). [c.211]

В итоге следует признать, что использование понятия температуры воспламенения само по себе еще не делает порочным построенную на этой основе теорию распространения пламени. Этот вывод является для нас тем более существенным, что иногда высказываются надежды на радикальное усовершенствование чисто тепловой теории распространения пламени в результате рассмотрения процесса распространения пламени без применения температуры воспламенения, на основе непрерывного развития реакции. При этом ширина зоны реакции 8рили время реакции тр отсчитываются от температуры, при которой констатируется развитие заметной скорости реакции и которая, но существу, совпадает с понятием температуры воспламенения. Но и здесь в современном, наиболее строгом варианте тепловой теории распространения пламени Зельдовича [2] передача тепла от зоны горения в свежий газ рассматривается в результате одновре-м е н н о г о действия теплопроводности и диффузионного перемешивания продуктов сгорания со свежим газом. Задача решается для частного случая, когда коэффициенты диффузии и теплопроводности можно принять равными друг другу. Воспроизводится неизменным то представление, что реакция в свежем газе вызывается только в результате нагрева газа, и что само пламя является только источником тепла. Именно в этом основной недостаток чисто тепловых теорий распространения пламени, источник их несоответствия важнейшим проявлениям реального процесса горения. [c.40]

Атомный кислород дает такие атомные пламена при взаимодействии с высшими углеводородами и большим количеством других органических соединений, включая метиловый спирт и формальдегид по данным Хартека и Копша [127], он не дает пламен с метаном, водородом и окисью углерода, а реагирует с этими веществами лишь очень медленно. Отсутствие заметной скорости реакции в случае метана должно рассматриваться как опровержение модифицированной гидроксиляционной теории, предложенной Норришем [215], согласно которой окисление метана происходит по цепному механизму с участием атомов кислорода. [c.92]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология