Искривленные фронты пламени

Рис. 99. Схема образования вихрей в продуктах сгорания вследствие искривления фронта пламени

Этот результат поясняет рис. 7.8, на котором искривленный фронт пламени изображен в виде больших конусов. Каждый конус аналогичен пламени бунзеновской горелки, в нем смесь сгорает со скоростью горения 5л, которая наблюдается в отсутствие пульсаций. Площадь поверхности каждого конуса прямо [c.152]

Закон косинуса непосредственно применим только к плоскому пламени. Естественное обобщение его на случай произвольным образом искривленного фронта пламени дает закон площадей. Пусть в потоке скорости v и поперечного сечения а стационарно покоится искривленный фронт пламени с общей поверхностью S. В каждой точке фронта пламя распространяется нормально к его поверхности со скоростью w. Следовательно, объем горючей смеси, сгорающей за единицу времени, может быть выражен как [c.268]

Искривление фронта пламени, связанное с движением газа, приводит к увеличению скорости горения. Вообразим плоский [c.368]

Пусть поверхность произвольным образом искривленного фронта пламени равна 5. В каждой точке фронта пламя распространяется перпендикулярно к его поверхности со скоростью, равной фундаментальной скорости ш. Следовательно, тот же объем горючей смеси, сгорающей за единицу времени, может быть выражен как [c.369]

Формула ( 111,35) выражает так называемый закон площадей. Согласно этому закону при искривлении фронта пламени скорость распространения возрастает пропорционально увеличению его поверхности. [c.369]

Процесс распространения пламени всегда сопровождается движением газа. Даже при распространении пламени в неподвижной среде возникает движение газа вследствие расширения продуктов сгорания и конвективных токов. Движение газа приводит к искривлению фронта пламени и увеличению его поверхности. Обычно фронт пламени выпуклый в сторону своего движения. [c.91]

Искривление фронта пламени не нарушает его структуры, так как зона горения очень топка. В связи с этим количество газа, сгорающее на единице поверхности, и нормальная скорость распространения пламени не меняются. Общее количество газа, сгорающее в единицу времени, возрастает пропорционально увеличению поверхности пламени. При этом наблюдаемая скорость распространения пламени, под которой понимается скорость перемещения пламени относительно стенок трубы или стенок сосуда, становится выше нормальной. [c.91]

Пусть в трубе с поперечным сечением S находится горючая смесь, по которой распространяется пламя (рис. 36). Поверхность искривленного фронта пламени составляет величину Р. Объем горючей смеси, сгорающей в единицу времени, можно выразить двояко через нормальную скорость распространения пламени и через наблюдаемую скорость движения [c.92]

При горении в потоке распространение пламени сопровождается движением газа, если же пламя распространяется в покоящемся газе, то и в этом случае имеет место движение, вызванное тепловым расширением. Движение газа искривляет и увеличивает фронт пламени. Так как зона горения очень тонка, то при искривлении фронта пламени структура зоны горения не будет нарушаться, а только будет увеличиваться его поверхность. Вследствие этого скорость нормального распространения пламени, а также и количество газа, сгорающего на единице поверхности, не будут меняться, общее же количество газа, сгорающего за единицу временн, будет увеличиваться пропорционально увеличению поверхности фронта пламени. Следовательно, нормальная скорость распространения пламени не зависит от гидродинамических условий, а зависит только от физико-химических свойств горючей смеси, т. е. является физико-химической константой. [c.123]

Наблюдаемой скоростью распространения пламени называется скорость перемещения искривленного фронта пламени по свежей смеси, которая равняется расстоянию между двумя положениями фронта пламени, зафиксированными с промежутком времени в 1 с. [c.124]

Если, наоборот, эти объемы велики по сравнению с шириной зоны горения, для сгорания не может быть использован этот способ воздействия турбулентности на перенос вещества и тепла. Тогда становится возможным другой механизм турбулентного ускорения горения, связанный с искривлением фронта пламени и увеличением поверхности горения. [c.47]

Более общую формулировку дает закон площадей, применимый не только к плоскому, но и к произвольным образом искривленному фронту пламени. Этот закон гласит, что при всяком увеличении поверхности фронта пламени скорость распространения возрастает в том же отношении, как поверхность фронта пламени относится к плоской поверхности, перпендикуляр чой к направлению распространения. [c.269]

Величина зависит от концентрации углерода в зоне горения, от формы и площади зоны горения. Реальный процесс горения характеризуется конечными скоростями химических превращений во фронте пламени и крупномасштабной турбулентностью. В этом случае будет справедлива модель искривленного ламинарного пламени [8] с фронтом малой толщины. Очевидно, что искривление фронта пламени приводит к тому, что кажущаяся (осредненная по пространству и времени) толщина турбулентного пламени будет больше, чем толщина ламинарного пламени, а площадь поверхности искривленного ламинарного пламени должна превышать геометрическую площадь поперечного сечения колеблющегося фронта. [c.59]

В системе отсчета, в которой газ неподвижен, этот результат означает, что пламя распространяется относительно газа со скоростью V. Согласно закону площадей, при искривлении фронта пламени скорость горения возрастает пропорционально увеличению его поверхности. Таким образом, неоднородное движение газа всегда интенсифицирует горение. В этом заключается один из основных [c.268]

Фиг.У.10. Схема искривленного фронта пламени при сильной турбулентности

Об одном эффекте, стабилизирующем искривленный фронт пламени. — ЖПМТФ,№1, с. 102-104. [c.272]

Рис. 7.11. Модель искривленного фронта пламени (Карловиц).

Наибольшее значение имеет случай крупномасштабной турбулентности. Здесь, в свою очередь, возможны два механизма ускорения горения поверхностный и объемный. Поверхностный механизм заключается в искривлении фронта пламени турбулентными пульсациями. При этом скорость горения возрастает пропорционально увеличению поверхности фронта. Однако, как заметили Щелкин и Трошин [14], такое описание процесса имеет смысл лишь в условиях, когда химическая реакция в пламени заканчивается быстрее, чем успеет произойти турбулентное смешение. Если же турбулентное смешение обгоняет химическую реакцию, то сама зона реакции размывается турбулентными пульсациями. В этом случае имеет место механизм объемного турбулентного горения, рассматривавшийся Щетинковым [15], Саммерфилдом [16] и др. Время турбулентного смешения равно отношению масштаба турбулентности I к пульсационной скорости ц. Следовательно, ускорение пламени турбулентными пульсациями должно происходить по поверхностному механизму, если выполнено условие [c.269]

Т. е. наблюдаемая скорость распространения пламени во столько раз больше нормальной, во сколько площадь искривленного фронта пламени больше площади плоского фронта, равного в рассматриваемом случае площади поперечного сечения трубки. Выделим на фронте пламенп элементарную площадку dF, нормаль к которой составляет угол ф с направлением распространения пламени. Проекция этой площадки на поперечное сечение трубки составит [c.92]

К. И. Щелкин считает, что при ю > и о турбулентность увеличивает поверхность горения не только вследствие искривления фронта пламени, но и вследствие раздробления объемов несгорёвшей смеси, попавшей в зону горения. Фронт горения приобретает значительную ширину, он заполняется множеством горящих с поверхности и уменьшающихся по размерам объемов несгоревшей смеси. [c.163]

При сжигании неподвижной газовоздушной смеси, например, в трубке небольшого диаметра, фронт пламени представляет собой слой весьма малой величины (толщины). Рассматриваемая в этом случае нормальная скорость распространения пламени определяется скоростью, с которой пламя перемещается по нормали относительно невоснла-мененной смеси. Скорость распространения пламени в трубках (каналах) в значительной мере зависит от диаметра последних. Увеличение диаметра трубки способствует появлению возмущений и искривлений фронта пламени, что приводит к повышению скорости распространения пламени. [c.8]

С другой стороны, в каждой точке поверхности фронта пламени пламя распространяется по нормали к этой поверхности с фундаментальной скорс 1ЬЮ 1 . Если поверхность произвольным образом расположенного и как угодно искривленного фронта пламени обозначить через S, то тот же самый объем смеси, сгорающей за единицу времени, выразится как [c.269]

С разными KOpo THVH в разных точках, что неизбежно приводит к искривлению фронта пламени [109]. Так, при ламинарном движении в трубе образуется параболический профиль скоростей, причем скорость на оси трубы оказывается значительно больше сррдней скорости. В результате фронт пламени сильно искривляется, что, согласно закону площадей, должно привести к соответствующему увеличению скорости горения. [c.270]

Доводы в пользу использования концепции микроламинарных пламен для описания турбулентного горения предварительно перемешанной смеси можно получить из экспериментов по лазерной диагностике плоским 2D лучом. На рис. 2.7 были показаны измерения в двигателе внутреннего сгорания концентрации радикалов ОН (до 0,3 мольных %) во фронте пламени, который флуктуирует из-за вихревого движения в поле скоростей. Можно ясно видеть локально сильно искривленные фронты пламени. Особо отметим, что фронт пламени почти везде одинаков. [c.242]

Искривленный фронт пламени. В качестве примера сильно искрив ленного фронта мы рассмотрим два симметрично наклоненных к направлению потока газа плоских фронта пламепи, как это показано на рис. 28. Трубх а тока, проходя между этими фронтами, испытывает действие тепловых потоков со стороны обоих фронтов. Если газовая смесь в искривленной части фронта не сильно изменяется под влиянием диффузии, как описано ниже, то в элементе массы, проходящем вдоль трубки тока, химическая реакция начнется прежде, чем он достигнет точки, где поверхности Г, пересекались бы, если бы поверхности фронта оставались плоскими. Следовательно, поверхность Ту а с ней и все другие поверхности фронта пламени, движутся навстречу потоку газа и искривляются так, как это показано на рисунке. Осевая линия тока проходит под прямым углом через поверхность Ту так что I центре потока скорость распространения пламени достигает максимал .-иой величины и постепенно уменьшается по обе стороны от центра в соответствии с увеличением угла а менаду направлением потока и нормалью к поверх ности Ту Этот пример показывает, что, учитывая лишь потоки тепла, можно объяснить увеличение скорости распространения вогнутого по отношеник>-к горючему газу фронта пламени. Аналогично может быть показано, чтг> [c.206]

Недавно был предложен новый подход к теоретическому исследованию турбулентных пламен [28], который позволяет обойтись без понятия об искривленном фронте пламени и рассматривает турбулентное пламя как зону распределенной по объему реакции. Экспериментальные данные, приведенные в подтверждение выводов этого исследования, могут быть объяснены и на основании изложенной здесь теории, что устраняет повод для отказа от этой очень полезной теории, которая дает возможность обойтись без рассмотрения химич( СКОЙ кинетики горения при изучении влияния турбулентности на ])аспространение пламени. [c.304]

Если бы при проококе пламени через носик горелки фронт пламени был бы плоским и перпендикулярным оси горелки, тогда при равномерном скоростном поле шеси можно было бы установить такой расход, при котором фронт пламени остается плоским и держится в горловине сопла. При этом видимая и нормальная скорости распространения пламени были бы одинаконьши и равными средней скорости омеси в сечении сопла. В действительности скорости выхода смеси из сопла и нормального распространения пламени в различных точках сечения сопла различны, что приводит к искривлению фронта пламени. Очевидно, что проскок пламени происходит через точки сечения сопла, в которых нормальная скорость распространения пламени превышает скорость омеси. [c.66]

Проскоки пламени наблюдаются при скоростях выхода омеси, значительно превышаюших нормальную скорость распространения пламени, что свидетельствует о значительном искривлении фронта пламени и большой его поверхности при проскоке. [c.66]

Если турбулентность полностью развилась и соотношение пульсационной и нормальной скорости достаточно велико, благодаря xaoтичe кo лy движению пульсаций и распространению пламени с нормальной скоростью, отдельные объемы свежей смеси могут оказаться отрезанныгли от начального искривленного фронта пламени и будут гореть, окруженные продуктами сгорания. Горение этих молей будет протекать также на поверхности [c.141]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология