Распространение пламени при слабой турбулентности

В работах Я. К. Трошина, К. И. Щелкина, Я. Б. Зельдовича, В. А, Попова и других на основе результатов фундаментальных исследований имеются соответствующие рекомендации по обеспечению благоприятных условий прогрессивного ускорения пламени в трубах [64]. Расстояние от места возникновения режима сильных дифлаграцяй или детонаций уменьшается с ростом начального давления и увеличением шероховатости стенок трубы. В шероховатой трубе удалось получить детонацию со смесями, не детонирующими в гладкой трубе. Причиной, по К. И. Щелкину, является развитие турбулентности потока газа, который возникает в трубе перед фронтом пламени из-за расширения сгоревшего газа. Я. Б. Зельдович показал, что на ускорение пламени сильно влияет неравномерное распределение скорости по сечению трубы, а также охлаждение продуктов сгорания сзади фронта. Для ускорения горения можно помещать в начале трубы диафрагмы, через отверстия которых пламя вырывается далеко вперед, поджигая большую массу газа или перекрывая сечение трубы перегородками, увеличивающими путь пламени. Расстояние от точки зажигания до места возникновения детонации увеличивается с ростом начальной температуры смеси и убывает с уменьшением диаметра трубы. По сравнению с зажиганием у закрытого конца воспламенение у открытого конца резко затрудняет возникновение детонации из-за того,, что пламя вызывает более слабое движение газа. Зажигание на некотором расстоянии от закрытого конца облегчает возникновение детонации по сравнению с зажиганием непосредственно у закрытого конца, так как пламя вначале рашростра-няется двумя фронтами. Поджигая смесь множеством искр, включаемых в нужной последовательности, или воспламеняя ее лучом, можно получить любую возможную скорость распространения фронта пламени. [c.77]

Одно пз обстоятельств, связанных с приведенными выше рассуждениями, требует более подробного объяснения. Отклонение частиц под действием турбулентной диффузии происходит с одинаковой вероятностью как в положительном, так и в отрицательном напрапле-пиях. В противоположность этому стационарное турбулентное пламя движется с постоянной скоростью относительно газа, благодаря чему средняя ширина факела пламени такн е остается постоянной. Причина этого объясняется на рис. 76. На этом рисунке для последовательных непродолжительных интервалов времени (в течение которых турбулентное движение преднолагается отсутствующим) показаны положения, которые занимал бы фронт пламени при нормальном распространении, начиная от произвольного волнистого фронта пламени, возмущенного, по предположению, турбулентными пульсациями. В тех зонах пламени, которые сдвигаются назад, к сгоревшему газу, фронт пламени наклоняется к среднему направлению распространения пламени, а отдельные участки этого фронта вскоре пересекаются друг с другом, что приводит к появлению острых краев на задней стороне пламени. В зонах пламени, которые сносятся вперед под действием турбулентного движения, пламя становится приблизительно перпендикулярным к среднему направлению раснространения, а затем образуется гладкая, слабо искривленная поверхность. Этот процесс объясняет характерную форму турбулентных пламен, наблюдаемую на всех мгновенных фотографиях пламени. Причина постоянства толщины факела пламени и равномерности скорости расиространения также очевидна. Наклонно ориентированные элементы движутся вперед с увеличенной скоростью и тем самым не только компенсируют иффузию в обратном направлении, но и достигают в средпем той же скорости. [c.288]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология