Горение капель топлива

Диффузионное пламя в самом широком смысле слова можно определить как пламя, в котором горючее и окислитель первоначально находились в неперемешанном состоянии. Это определение охватывает широкий круг процессов, таких, как горение нефти в лотке на открытом воздухе, горение алюминиевой пластинки в сверхзвуковом воздушном потоке, горение свечи, лесной пожар и горение капли топлива в кислороде в ракетном двигателе. Сюда относятся процессы, включающие нестационарные течения, течения с высокой скоростью и сильно турбулентные течения. Поэтому нет смысла пытаться рассмотреть все эти процессы с единой точки зрения. [c.62]

Аналитическое рассмотрение процесса горения капли топлива должно основываться на учете взаимного влияния факторов, определяющих химическую кинетику, тепло-массообмен, испарение и другие явления, сопровождающие горение и обусловливание им. Очевидно, построение полной теоретической схемы процесса горения связано с преодолением чрезвычайно больших трудностей. Поэтому в теоретических работах рассматриваются идеализированные схемы с использованием ряда упрощающих предпосылок. Абстрагируясь от действительных условий горения капли, процесс рассматривается как квазистационарный в предположении сферической симметрии температурных и концентрационных полей относительно поверхности капли, а также преобладающего влияния диффузионных процессов по сравнению с процессами кинетическими. [c.32]

Необходимость трансформации уравнения (1. 74) к уравнению (1. 75) становится еще более наглядной из данных о зависимости квадрата текущего диаметра капли жидкого топлива с удельным весом 864 кг/л (рис. 11) от времени [20 ]. Таким образом, понятие константа горения, которое обычно относится к величине коэффициентов пропорциональности к я к ъ уравнениях (1.74) и (1. 75) и достаточно часто встречается в литературе, не является вполне строгим, если иметь в виду реальные промышленные топлива. С нашей точки зрения наиболее подходящим термином будет термин характеристика сгорания, поскольку величина характеризует лишь суммарную длительность горения капли топлива, не [c.35]

Рис. 17. Схема стенда для исследования процесса горения капли топлива в потоке

Рис. 18. Типичные осциллограммы горения капли топлива в потоке нагретого

Среднее значение характеристики горения для исследованных режимов приблизительно в 1,5 раза ниже значений, которые были получены в опытах с отдельными каплями. Однако они достаточно хорошо согласуются с экспериментальными данными характеристик горения капли топлива, входящей в состав группы капель [501. [c.79]

Коэффициенты К и к, иногда называют константами горения. Однако указанные константы характеризуют лишь суммарную длительность горения капли топлива. В первой стадии (рис. 1-23) скорость испарения мазута незначительна, вследствие чего наблюдается некоторое увеличение диаметра капли, обусловленное температурным расширением. После воспламенения скорость испарения резко возрастает. В конце процесса горения [c.40]

Продолжительность горения капли топлива диаметром 45 мк [c.549]

Анализируемое явление. На рис. 7.1 показано, какие процессы происходят при горении капли топлива в окислительной среде. Обычно существует относительное движение между каплей и окружающим газом либо вследствие сообщения количества, движения капле, либо вследствие процесса естественной конвекции. Под действием этого относительного движения пламя приобретает несимметричную форму. Знакомые всем пламя свечи или пламя спички вскоре после их поджигания-имеют схожие характеристики. [c.83]

Скорость горения капли топлива в воздухе составляет 1/4 этой величины в чистом кислороде, потому что массовая доля кислорода в воздухе примерно равна 23 %. [c.93]

Время горения капли топлива, по-видимому, увеличивается с ростом давления в окружающей атмосфере, потому что подавление диссоциации продуктов сгорания немного увеличивает максимальную температуру пламени. [c.93]

Жидкое топливо — масло или смола — горит как жидкость только в определенных условиях. При использовании в промышленности форсунок оно горит после превращения в парообразное состояние, так как температура воспламенения его всегда выше температуры кипения. При горении капли масла горят только пары масла, образующиеся над поверхностью капли на расстоянии, на котором концентрация воздуха достигает нижнего предела воспламенения. После смешения паров масла с воздухом наступает горение во всей массе. Получение совершенного распыления жидкого топлива и смешение его с воздухом очень важно по следующим соображениям топливное масло состоит из многоатомных молекул, которые под действием тепла легко расщепляются, при этом, с одной стороны, возникают молекулы с меньшим и большим молекулярным весом, чем молекулы топлива, с другой стороны, выделяется элементарный углерод. Если в этой стадии теплового расщепления одновременно имеется недостаток кислорода, то на холодной поверхности, например, на стене печи, трубы и т. п., откладывается сажистый углерод, часть его смешивается с продуктами сгорания, и если он не уносится, то происходит загрязнение печп. [c.35]

Варшавский Г. А., Федосеев Д. В., Франк-Каменецкий А. Д. Воспламене-нпе капли топлива.— 13 кн. Вопросы испарения, горения и газовой динамики дисперсных систем. Одесса Изд-во ОГУ, 1968, с. 91—95. [c.82]

Итак, при расчете диффузионного горения капли жидкого топлива можно принять, что температура поверхности капли совпадает с температурой кипения при заданном давлении среды, а пары горят у внешней границы приведенной пленки. Здесь достигается температура, близкая к теоретической температуре горения (при слабом влиянии излучения). Фактически задача о диффузионном горении капли сводится к задаче об испарении при перечисленных условиях. [c.250]

При конечной скорости горения паров топлива в приведенной пленке часть паров не сгорает в ней полностью, а температура в зоне горения ниже теоретической температуры. Сама зона горения имеет в этом случае конечную толщину. Оптические измерения температуры пламени над каплей (М. А. Гуревич, В. Б. Штейнберг) показали, что температура значительно ниже теоретической температуры горения (на 500 град и больше). В опытах была также обнаружена не- [c.252]

Пример 5. Сравнить скорость диффузионного горения капли жидкого топлива и скорость диффузионного горения частицы угля (кокса) в сопоставимых условиях. [c.257]

Содержание остальных глав книги в меньшей степени определяется педагогическими соображениями. В главе 7 рассматриваются турбулентные пламена, что связано с их большим практическим значением. В главе 8 проводится краткий анализ классической задачи о воспламенении, использующий понятие о тепловых потерях. В главе 9 излагаются основы теории стабильного и нестабильного горения в ракетных двигателях твердого и жидкого топлива. В главе 10 приводится пример подробного теоретического анализа одной частной задачи горения (горения капли унитарного топлива), результаты сравниваются с экспериментом. Полученные в главах 3 и 10 результаты применяются в главе 2, где излагается теория горения распыленного топлива. Изложение ведется применительно к за- [c.36]

Задача о горении капли ( 4) имеет значение также в связи с другими вопросами (например, в связи с проблемой горения в ракетных двигателях, работающих на жидком топливе) и будет рассмотрена несколько более подробно. Большая часть вопросов, составляющих содержание этой главы, излагается также в работе [ ]. [c.63]

ГОРЕНИЕ КАПЛИ ОДНОКОМПОНЕНТНОГО ТОПЛИВА [c.307]

Картина горения капли однокомпонентного топлива для случая, когда топливо состоит из двух химических веществ, горючего и окислителя, схематически показана на рис. 1. На рисунке указаны области, в которых преобладающую роль играют диффузия, теплопроводность и химическая реакция. Хотя профили температуры и концентрации в окрестности капли представляют некоторый [c.307]

ЗПЯ ГОРЕНИЕ КАПЛИ ОДНОКОМПОНЕНТНОГО ТОПЛИВА [ГЛ. 10 [c.308]

В случае реакций с достаточно большими энергиями активации зависимость скорости реакции от температуры настолько сильна, что, по-видимому, почти вся теплота реакции выделяется в тонком слое на некотором расстоянии от поверхности капли. В таких случаях оказывается вполне разумным предположение о том, что реакция протекает в газовой фазе на некоторой сферической поверхности. Если кривизна этой поверхности настолько мала, что не влияет на скорость горения, то эта поверхность располагается там, где скорость течения непрореагировавшего газа равна скорости ламинарного горения смеси. Позднее будет видно, что. эта гипотеза позволяет весьма просто получить правдоподобное выражение для массовой скорости горения капли однокомпонентного топлива, связывающее эту скорость с известной скоростью ламинарного пламени. [c.313]

Массовая скорость горения капли однокомнонентного топлива, определяемая выражением (14), представлена на рис. 2 как функция от Г. Как из рисунка, так и из формулы (14) видно, что правая часть выражения (14) равна единице при Г=0, возрастает с ростом Г и ведет себя как Г при Г —> оо. Так как в случае испарения капли без горения [ ] [c.315]

Так как Г — г,, из формулы (14) также видно, что т — Г при достаточно малых значениях Г1,шт — когда значения Г ве.дики. Таким образом, для больших капель (и особенно для больших скоростей горения, так как увеличение ведет к увеличению Г) влияние сферической геометрии на скорость горения исчезает и горение капли однокомнонентного топлива приобретает большое сходство с ламинарным горением в системе с предварительным перемешиванием. Только в случае капель малых размеров (и малых скоростей горения) зависимость скорости горения т от становится такой же, как и в случае горения капли горючего в атмосфере окислителя. Из уравнения (1) следует, что для капель однокомпонентных топлив без поступления топлива изнутри капли имеет [c.316]

Характер развития и характеристики собственно процесса горения капли топлива существенным образом зависят от внешних условий (температуры и относительной скорости) и от физикохимических свойств топлива. Высокое содержание асфальто-смо-листых веществ и высокий температурный уровень разгонки являются причинами того, что одновременно с процессом испарения в массе капли развиваются процессы полимеризации смол и ас-фальтенов с образованием коксового остатка, горение которого происходит со значительно меньшей скоростью, чем горение паров. [c.5]

Таким образом, согласно диффузионной теории, время горения капли топлива пропорционально квадрату начального радиуса капли при условии, что величина часто называемя константой горения , сама не изменяется в процессе горения капли топлива. [c.34]

Следовательно, уравнение (1. 74) справедливо лишь в период действи-тельного горения капли топлива, исключая период Ь2 подготовки капли к сгоранию. В этом случае величина fer будет истинной в отличие от видимого значения определяемого как величина отношения квадрата диаметра капли к полному времени ее горения, включая и период подготовки [c.35]

Наиболъщий интерес с практической точки зрения представляет случай горения капли топлива при наличии относительной скорости (горение движущейся капли). Используя основные по- [c.39]

Так, в результате рассмотрения влияния конечной скорости химической реакции на характеристики процесса горения капли топлива в работах [27, 29] устанавливается наличие существенного по своей величине выноса паров топлива за пределы зоны горения. Экспериментальное определение доли несгоревших паров 127 ] проводилось путем барботирования продуктов сгорания одиночных капель бензина Б-70 через раствор азотнокислого натрия в концентрированной серной кислоте. По изменению цвета реактива, который под влиянием паров углеводородов окрашивается в желтый цвет, был установлен факт присутствия этих паров в продуктах сгорания. Количественное определение доли иесго-ревших паров для капель бензина Б-70, помещенных в поток воздуха, показало, что по мере увеличения относительной скорости доля несгоревших паров заметно увеличивается (рис. 31). Отмечается, также, что только часть кривой, представленной на рис. 31, соответствует условиям горения, когда капля полностью охвачена пламенем. Даже в этом случае наблюдается заметный вынос паров. [c.61]

С. И. Брысова, Л. А. Клячко, А. Б. Эзрохи, а такн е И. И. Палеева показали, что лишь для однородной жидкости (индивидуальных веществ) температура в квазистационарном состоянии остается постоянной и ее значение удовлетворительно согласуется с теоретическим. Для многокомпонентных топлив температура капли в период установившегося выгорания возрастает. Так, по данным этих опытов температура капли бензина увеличивается до 110° С, а керосина до 260° С . Как указывают С. И. Брысов, Л. А. Клячко и А. Б. Эзрохи, это не приводит к изменению скорости выгорания, поскольку по мере повышения температуры одновременно утяжеляется состав топлива. Для легких топлив это согласуется с экспериментальными данными О. Б. Леонова [145]. Температура, нри которой возможно устойчивое горение капли топлива, ниже равновесной и составляет для керосина 0=75° С, а для бензина 0=35° С. Продолжительность прогрева капли от температуры 0 до равновесной имеет суще- [c.360]

Теория диффузионного горения капли жидкого топлива впервые и в наиболее общей форме была разработана Г. А. Варшавским. Позднее и независимо от Г. А. Варшавского диффузионное горение капли было рассмотрено Сполдингом, а также Гольдсмитом и Пен-нером. Значительные уточнения в теорию были внесены И. И. Па-леевым, М. А. Гуревичем и Ф. А. Агафоновой. [c.247]

Горение капель однокомнонентного топлива ймеет общие черты как с горением капель горючего в атмосфере окислителя (например, сферическая геометрия), так и с обычным ламинарным горением ) (предварительное перемешивание). Вследствие этого можно ожидать (в дальнейшем это станет ясным), что горящие капли однокомпонент-ного топлива будут обладать свойствами, присущими каждой из таких систем. Как обычно бывает в промежуточных случаях, анализ горения капли однокомпонентного топлива во многих отношениях более сложен, чем анализ горения предварительно перемешанной горючей смеси или горения капель горючего. [c.307]

Баррер и Муте [ ] подвешивали капли на кварцевых нитях и измеряли скорость уменьшения диаметра капли в атмосфере азота (в большинстве случаев) в термостате с регулируемой температурой. Типичная картина горения капли однокомнонентного топлива, описанная в работе [ ], показана на рис. 8, а типичные экспериментальные результаты представлены на рис. 9. Результаты экспериментов [ ] с нитроэтилом, нитропропилом и перекисью водорода показывают, что т — г . Воспользовавшись измеренными значениями полной энергии активации разложения перекиси водорода или нитроэтила [ ] [c.325]