Воспламенение ТРТ, физические процессы

Рис. 38. Физические процессы при воспламенении ТРТ [99].

Диффузионное уравнение (4.14) весьма похоже на кинетическое (4.13), разница состоит лишь в том, что перед концентрацией Н появился коэффициент 0,82 постоянная а -= гT d заменена постоянной Ф = Ок 1(Р, и уравнение относится к среднему значению Н. Эта формальная разница отражает разницу реальных физических процессов и показывает, что поведение системы в случае ее разбавления, например, инертным газом будет существенно зависеть от того, в какой области протекает процесс. Если процесс протекает в кинетической области, то разбавление не повлияет на период задержки воспламенения, который определяется лишь парциальным давлением смеси На—О . В диффузионной же области разбавление должно затянуть период индукции Т из-за понижения коэффициента диффузии О = Од/Р. Этот вывод подтвержден экспериментально [39, 53]. [c.299]

Одни физические процессы без химических не способны вызвать воспламенения. Скорость химического процесса сильнее зависит от температуры среды, в которой он проводится, чем скорость физического процесса, поэтому при высоких температурах время химического процесса становится очень коротким, и остальное время воспламенения приходится на физический процесс. При температурах, близких к температуре воспламенения, время химического процесса составляет основную часть времени воспламенения. [c.31]

Другая особенность разветвленных цепных процессов заключается в том, что концентрации радикалов не выходят на плато, как это имеет место для неразветвленных цепных процессов, а достигают четко выраженного максимума (при этом в самом максимуме и его районе концентрация радикалов сверхравновесна) и затем спадают. Интенсивность свечения в таких реакциях имеет максимум в области между точкой перегиба и максимальной температурой и соответствует максимальной концентрации радикалов. Даже для значений 0 1 точка перегиба и выход кривой температура — время на плато находятся вблизи точки, соответствующей моменту воспламенения для смесей с большим 0. Поэтому понятие задержка воспламенения имеет вполне ясный физический смысл, и им можно пользоваться практически при любых значениях 0т- [c.329]

Г орение — это процесс химического взаимодействия горючего и окислителя с образованием пламени, излучающего тепловую и световую энергии. В двигателях внутреннего сгорания химическая энергия топлива через процесс горения превращается в механическую энергию. Горение поддерживается физическими процессами испарения капель распыленного топлива, смешения паров с воздухом и их воспламенением или самовоспламенением. [c.94]

Другой метод разделения задержки восиламенения на физическую и химическую составляющие связан со статистической обработкой результатов измерений задержки воспламенения, основы которой приведены в предыдущем разделе. Чтобы произошло воспламенение, необходимо возбудить химические процессы,одни только физические процессы не способны вызвать воспламенение. Поэтому можно принять, что именно физическая задержка соответствует участку, на котором (.1 = 0. Тогда [c.81]

Прп осуществлении ряда химических и физических процессов образование застойных зон твердого материала и спекшихся агломератов частиц считается абсолютно недопустимым. Примерами таких процессов являются окисление нафталина во фталевый ангидрид, сушка сополимеров акрилонитрила воздухом, ядерные превращения и др. Образование застойных зон может привести к воспламенению и даже взрыву реакционной газовой среды или твердого материала. [c.497]

Длительность периода воспламенения определяется скоростью физических процессов подготовки топлива к воспламенению (нагрев, распыливание, испарение и диффузия) и,скоростью предпламенного [c.12]

Повидимому, вследствие большой скорости капель топлива, переме- шивание паров топлива с воздухом настолько ускоряется возникающими завихрениями, что наиболее медленным, во всей совокупности физических процессов, является испарение, скорость которого и определяет общую-скорость процесса воспламенения. [c.288]

Для описания физического процесса воспламенения частицы, находящейся в начальный момент времени при некоторой температуре, меньшей температуры окружающей среды, нужно решить задачу Коши (1.13), (1.14). Последующий анализ качественных особенностей поведения решения дает информацию о критерии воспламенения частицы (см. также [22]). В частности, в литературе часто определяют момент воспламенения как время достижения максимума скорости изменения температуры частицы t или соответственно g T). [c.33]

Физика окисления. Хотя наличие химических компонентов, участвующих в процессе горения, т. е. топлива и окислителя, — весьма важная предпосылка для начала самого процесса сжигания и образования радикалов, поддерживающих устойчивость пламени, все же необходимы и определенные физические условия, обеспечивающие воспламенение и поддержание горения. В первую очередь это касается необходимости поддержания таких расходов [c.98]

Все перечисленные факторы являются физическими, а не химическими. Факторы, определяющие воспламенение и быстроту сгорания, тоже имеют, повидимому, преимущественно физический характер, так как эти явления определяются главным образом условиями смесеобразования, в частности, физическим процессом обратной циркуляции горючих газов и центров цепных реакций . Можно, таким образом, заключить, что в большинстве случаев сгорание в газовой турбине определяется физическими а не химическими факторами, хотя возможны исключения, которые при дальнейшем развитии газовой турбины могут приобрести некоторое значение. [c.105]

Длительность периода воспламенения определяется скоростью физических процессов подготовки топлива к воспламенению (нагрев, распыливание, испарение и диффузия) и скоростью предпламенного окисления, зависящей в основном от химического состава топлива. [c.35]

При воспламенении распыленного топлива в среде воздуха, особенно при низких температурах, большое значение имеют физические процессы подготовки горючей смеси к воспламенению. При низких температурах сильно увеличивается [c.54]

При достаточно высоких температурах обеспечивается быстрое развитие химических реакций топлива любого состава и общая длительность задержки воспламенения определяется, в основном, физическими процессами. [c.55]

Воспламенение органических веществ обычно происходит при температурах, по крайней мере, в несколько сот градусов (400—600°), а горение выше 1000°. В то же время испарение и кипение органических горючих и окислителей наступает при температурах 100—200°, а термическая диссоциация при 300—400°. Поэтому физический процесс изменения агрегатного состояния у таких веществ наступает раньше, чем самовоспламенение. [c.226]

В данном случае необходимо выделить две группы достаточно характерных процессов на начальной стадии воспламенения протекают физические процессы, такие как распыление, теплоперенос, газификация, диффузия и смешение, на последующей стадии протекают химические процессы. [c.31]

Построена процедура универсального последовательного анализа сложного химического процесса, принадлежащего классу простых кинетик, которая приводит к получению адекватной математической модели такого процесса. Рассмотрены физические и математические особенности отдельных этапов процедуры — оценки начальных приближений, синтез механизмов и проблемы стехиометрии, прямая и обратная кинетические задачи и т. д. Качественными методами анализа и систематическим численным моделированием исследован процесс воспламенения водорода, для которого приводятся максимальный кинетический механизм и значения констант скоростей всех элементарных стадий. [c.2]

С изменением начальной температуры горючей смеси изменяется скорость хпьшческпх реакций. Повышение температуры увеличивает скорость предпламенных реакций окисления и скорость смешивания при воспламенении распыленных жидких топлив, что приводит к снижению температуры воспламенения и сокращению длительности задержки воспламенения. Влияние начальной температуры на период задержки воспламенепия особенно сильно проявляется при низких температурах оно тем сильнее, чем хуже воспламеняемость топлива. При высоких температурах влияние химической природы топлива проявляется в меньшей мере, чем нри низких. В случае воспламенения распыленных жидких топлив при низких температурах большую роль играет Тф, т. е. время, необходимое на физические процессы подготовки топлива к воспламенению. Эта величина зависит от физических свойств топлива. При низких температурах сильно увеличиваются вязкость, поверхностное натяжение, уменьшается давление насыщенных паров и в результате этого уменьшается эффективность смешения. [c.147]

Смесеобразование — это совокупность физических и химических процессов, происходящих в дизельном топливе с момента попадания его в камеру сгорания до воспламенения последней капли топлива, подаваемого в камеру сгорания в течение одного цикла. [c.14]

Наинизшая температура смеси газа и воздуха, -при которой выделение тепла за счет реакции горения газа несколько превышает теплоотдачу, называется температурой воспламенения. Превышение выделяющегося тепла должно при этом не только покрывать потери тепла в окружающую среду, но и быть достаточным для активизации соседних частиц газа и воздуха и для нагрева их до температуры воспламенения. Только лри этих условиях возможно устойчивое горение газа. Однако температура воспламенения топлива является вполне определенной величиной, характерной для данного вида топлива. В практических условиях она зависит не только от химического состава и физических свойств топлива, но и от ряда других условий концентрации газа и кислорода, степени перемешивания газа и воздуха, формы и размеров топочного пространства, быстроты и способов нагрева смеси, давления газа и воздуха,, а также наличия катализаторов, ускоряющих или замедляющих химические процессы горения. [c.47]

Ранее рассматривался процесс возникновения горения, когда вся масса горючего вещества нагревалась или была уже нагрета до температуры самовоспламенения. Этот процесс назывался самовоспламенением (в частном случае—самовозгоранием). Теперь рассмотрим процесс воспламенения, который по физической сущности не отличается от процесса самовоспламенения, но протекает при других условиях. [c.125]

Физические явления, подготавливающие и сопровождающие процессы воспламенения и горения, весьма сложны. Горелка и топочная камера реализуют непрерывные поточные процессы, в которых участвуют потоки топлива, окислителя и топочных газов. В большинстве случаев количество окислителя и соответственно продуктов горения значительно превышает количество горючего. Газовоздушный поток, проходя эти устройства, подчиняется законам аэродинамики. Вследствие неоднородности поля температур аэродинамические явления осложняются теплообменом, а вследствие наличия в этом иоле источников газообразования и тепловыделения — и соответствующими физико-химическими процессами. Таким образом, в топочном устройстве приходится иметь дело со сложными полями скоростей, концентраций и температур, с источниками и стоками, что крайне трудно поддается сколько-нибудь точному математическому описанию. Все указанные стороны процесса взаимосвязаны и воздействуют друг на друга. [c.7]

Между ядром факела и зоной догорания нет четко выраженной границы, и последняя обычно устанавливается по косвенным признакам, таким, как начало плавного понижения температуры или уменьшения скорости химической реакции. Фронт пламени также не является строгой физической границей между зоной предпламенных процессов и ядром факела, так как непосредственно за фронтом пламени наблюдается интенсивный рост температуры потока, свидетельствующий о последовательном воспламенении и сгорании все новых и новых порций топлива. Однако выбор этой границы удобен с методической точки зрения. [c.64]

При самовоспламенении одиночной капли горючего задержка воспламенения прежде всего включает два характерных времени время, в течение которого происходит нагрев капли, испарение горючего, образование горючей смеси в результате диффузии и смешения иаров горючего с окружающим воздухом н нагрев горючей смеси до достаточно высокой температуры, при которой начинается быстрая химическая реакция, и время, в течение которого происходит развитие химической реакции и ее ускорение, принимаюихее взрывной характер, т.е. образуется пламя. При самовоспла-меиепии жидкой капли горючего, внесенной в высокотемпературную воздушную среду, необходимо также учитывать время распыления жидкости. Таким образом, можно выделить две группы достаточно характерных процессов. На начальной стадии воспламене-иия протекают физические процессы, такие как распыление, теплоперенос, газификация, диффузия и смешение, на последующей стадии протекают химические процессы. [c.79]

Основными факторами, определяюш,ими условия воспламенепия, являются начальные температура и давление, состав смеси, гидродинамические факторы, влияющие па подачу и смешение жидких топлив, а также подвод и отвод тёпла в ходе химических реакций. Период задержки самовоспламенения жидких ракетных топлив включает в себя время развития физических процессов Тф начальной стадии процесса воспламенения и время протекания химических реакций Тх процесса воспламенения. [c.147]

Скорость испарения капель топлива при прочих равных условиях прямо пропорциональна, а длительность испарения обратно пропорциональна давлению его насыщенных паров. Отсюда период задержки самовоспламенения в области высоких температур будет также обратно пропорционален давлению насыщенного пара [3]. Таким образом, запаздывание самовоспламенения топлива как бы полностью зависит от физических характеристик. Однако имеются и другие взгляды [4]. При сгорании газойля и тяжелого топлива, несмотря на значительное различие их фракционного состава, получаются примерно одинаковые периоды задержки самовоспламенения. У керосина, несмотря на большое содержание легких фракций, наблюдается значительное увеличение периода задержки самовоспламенения, а затем резко выраженное взрывное сгорание. Это позволяет утверждать, что прТ)должительйость периода задержки воспламенения при начальных температурах и давлениях, которые наблюдаются в дизельных двигателях с самовоспламенением от сжатия, определяется не только физическими процессами испарения и смесеобразования, но и химическими процессами, отражающими начальное развитие цепи реакций. Топлива с большим цетановым числом имеют меньший период задержки самовоспламенения. Это подтверждает значительную роль химического состава топлива в организации процесса горения. [c.302]

Горение сможет развиваться только тогда, когда молекулы газа войдут в тесное соприкосновение с молекулами кислорода воздуха, т.е. когда произойдет их смешение (физический процесс), а затем те и другие моле10 лы получат необходимую энергию для преодоления химического барьера и возможности осуществления акта химического соединения. Иначе говоря, смесь газа и воздуха должна нагреться до температуры воспламенения. [c.475]

Полученные результаты были проверены независимыми экспериментальными методами и не вполне соответствуют тем категорическим выводам о влиянии на процесс сгорания в двигателе с воспламенением только физических процессов испарения, которые бглли сделаны А. И. С ерби-новым. [c.301]

Из описанных физических процессов, имеющих место в разряде, ясно, что химическое превращение может итти различными путями в зоне катодного падения потенциала и в положительном столбе. При соответствующем выборе расстояния между электродами и прилагаемой разности потенциалов положительный столб можно практически совершенно устранить. Скорость реакции в зоне катодного свечения очень сильно зависит от материала катода. Влияние материала катода можно представить себе двояко во-первых, влияние твердого катода как катализатора в обычном смысле и, во-вторых, влияние испаряющихся с поверхности катода атомов, которые в различных случаях могут сильно ускорять или замедлять реакцию. Химический процесс в таких условиях оказывается весьма сложным. Поэтому ни в одной из исследованных таким образом реакций нельзя с полной достоверностью установить механизм элементарных стадий. Выход реакции в зоне катодного свечения обычно очень мал и составляёт лишь несколько молекул на электрон. Влияние давления и температуры на реакцию в разряде невелико. Вызвать при помощи катодного свечения воспламенение оказалось невозможным. Опытные данные указывают на то, что возникающие в этой зоне активные частицы весьма эффективно дезактивируются, в основном, очевидно, за счет диффузии к катоду этому процессу, может быть, способствует электрический ветер. В положительном столбе реакция имеет явно цепной характер. Она ускоряется при разбавлении смеси инертными газами, замедляется при уменьшении диаметра сосуда при постоянном расстоянии между электродами, ускоряется при повышении давления и температуры. Выход реакции на электрон весьма велик. При соответствующих условиях, таким образом, можно вызвать воспламенение. Хотя эти обстоятельства легко понять с общей кинетической точки зрения, однако подвергнуть детальному анализу различные соотношения между скоростью реакции или давлением воспламенения и величиной тока, разностью потенциалов, температурой и т. д. очень затруднительно. Поэтому в настоящее время опыты с тлеющим разрядом не могут способствовать расширению [c.124]

Именно это обстоятельство и обусловливает существование критического по давлению условия (4.18), физический смысл которого состоит в том, что оно устанавливает равенство кинетических факторов разветвления и обрыва р = у. Необходимо подчеркнуть, что условие (4.18) весьма приближенно и справедливо лишь в той мере, в какой оно учитывает обрыв лишь по реакции 11, пренебрегая другими стадиями обрыва, и пока 11 — безусловный обрыв (т. е. для маршрутов 11 15, 11 18, 11 25). Дальнейший рост давления приводит к увеличению роли маршрутов 11 16, 11 17, 11- -19, и реакция 11 перестает быть обрывной. Иными словами, с ростом давления растет отношение (продолж, по нОа)/ (обрыва по нОа), и как только оно становится больше некоторого критического, имеет место переход процесса из области медленного режима С в область О (см. рис. 31) через третий предел, и процесс вновь идет энергично с воспламенением. Ско- [c.301]

Перед воспламенением топлпва в двигателе оно претерпи пает не только физические изменепия — подогрев, полное или частичное испарение, образование горючей смеси, но и ряд химических превращений. Оставляя в стороне физические, фиашчО-химические и термодинамические явления, протекающие при о оранпи топлива [1]. остановимся лишь на характеристике природы претериекае м1.1х им химических превращений в процессе горения. [c.338]

Детонация вызывает резкое уменьшение мощности и экономичности двигателя и действует разрушительно на ряд основных деталей. Борьба с детонацией прежде всего является борьбой за рациональную организацию сгорания топлива, в которой проблема подбора топлива играет решающую роль в качестве одного из наиболее эффективных методов уменьшения склонности двигателя к детонации. Чрезвычайная сложность явления детонации обусловила то, что, несмотря на огромное число исследований, посвященных этому явлению, природа его до сих пор еще не вполне установлена, как равно еще недостаточно учтена степень влияния па детонацию различных факторов. Несомненно, что детонация представляет собою особый характер протекания сгорания в двигателе, сопровождающегося очень быстрым воспламенением горючей смеси и связанной с этим большой скоростью выделения тепловой энергии. Переход нормального сгорания в детонацию может быть связан не только с громадным увеличением скорости протекания реакций, но также и с изменением характера реакций сгорания. Процесс детонации включает одновременно достаточно быстрое протекание реакций, обусловливающих бурное выделение анергии, и связанные с этим физические явления, влияющие как на состояние рабочего тела, так и на протекание самих исходных реакций. Явленпе детонации, обусловленное процессами, происходящими в газах, записпт почти от всех параметров работы двигателя, так как они отражаются на характере этих процессов, воздействуя или непосредственно на химический состав горючей смеси, или на ее термическое [c.353]

Влияние топлива на процессы воспламенения и сгорания в двигателе (основная тема данной работы) более подробно будет рассмотрено в последуюших главах. В данном разделе укажем лишь, что значение химической структуры топлива и его физических характеристик для скорости воспламенения н последующего сгорания чрезвычайно велико. Дизельное топливо должно обладать склонностью к быстрому распаду молекул и окислению их кислородом воздуха. В этом отношении лучшими качествами обладают углеводороды алифатического ряда с прямой открытой цепью. Углеводороды циклической структуры, цикланы, в особенности ароматические, обладают более высокой [c.38]

Приведенные данные позволяют понять физические особенности горения жидкого топлива и проводить расчеты горения и испарения капель жидкого топлива. Все это необходимо для рационального проектирования топочных устройств, для их наладки и выбора оптимальных режимов работы. Подробные расчеты выгорания факела капель жидкого топлива в камерах сгорания и топках, аналогичные расчету пылеугольного факела, провести достаточно трудно из-за сложной неодномерной аэродинамики процесса. Большей частью сжигание распыленного жидкого топлива проводится в закрученном потоке воздуха. Примером может служить регистровая камера сгорания, схематически представленная на рис, 11-5, Форсунка помещается в голове конусной части жаровой трубы в центре закручивающего воздух лопаточного регистра , Закрученный в регистре первичный воздух (составляющий до 30—40% необходимого для сгорания воздуха) помогает разбросу капель по периферии и, главное, создает обратный ток горячих газов из пламени к форсунке. После первоначального воспламенения (искрой, дежурным факелом и т. п,) в дальнейшем воспламенение поддерживается за счет горячего обратного тока. Необходимый для горения воздух поступает кроме регистра через отверстия на конусной и цилиндрической частях [c.253]

Наблюдение, сделанное Уайтом, привлекло к себе внимание Тоуненда, считавшего, что такой результат дает основание предположить возможность осуществления в ненагретой топливовоздушной смеси, помимо нормального и холоднопламенного, еще и двухстадийного воснламенения. Если бы это предположение оказалось верным, то, по мнению Тоуненда, можно было бы проводить изучепио физических и химических процессов, лежащих в основе холоднопламенного п двухстадийного воснламенения, в гораздо более мягких и незатемненных вторичными явлениями условиях, чем это имеет место при самопроизвольном воспламенении в горячей среде. [c.184]

В настоящее время имеется достаточно много сведений [62, 63] относительно характеристик искрового инициирования взрыва разнообразных промышленных пылей. Большая часть этих данных получена довольно давно, в ранних работах по взрывам пыли в угольных шахтах. Следует отметить, что количество работ, опубликованных до 1948 г., очень велико [65]. С тех пор оно еще значительно возросло [55, 63, 65]. Взрывы угольной пыли в шахтах могут быть в значительной степени предотвращены разбавлением облака инертной пылью, например известняком. Однако этот метод очень редко,применяется в промышленности. Несмотря на наличие обширных данных [55, 62—65], все еще весьма трудно определить степень опасности возникновения взрыва в промышленных установках, так как физическая картина процесса взрыва взвесей газ — пыль еще недостаточно хорошо выяснена. К-сожалению, взрывы пылевых взвесей и взрывы газовых смесей малоподобны [63]. Например, энергия искры, необходимая для инициирования взрыва газовой смеси, составляет всего лишь 10 3 Дж, тогда как для пылевой взвеси она существенно больше. Свенн [66] приводит весьма высокие значения энергии искры, инициирующей взрыв, однако-более характерны [62, 63] значения в диапазоне 0,02—0,1 Дж. Для воспламенения циркония [62] достаточна энергия искры всего лишь в 10 6 Дж, да и для других материалов диапазон необходимых для инициирования взрыва энергий достаточно широк. Таким образом, в системах пневмотранспорта искра должна быть, по-видимому, достаточно мощной, чтобы возникла опасность взрыва. [c.312]

Исследованию воспламенения и горения твердого топлива в лабораторных условиях посвящено большое количество работ. В большинстве из них рассматривается горение крупных, искусственно созданных частиц правильной формы. Закономерности воспламенения и горения частиц размером меньше 500 м изучены сравнительно слабо, и до настоян1его времени нет единого мнения о влиянии различных физических параметров на скорость протекания этих процессов. Одной из причин такого положения является то, что исследование проводилось с большим количеством частиц разных размеров. [c.257]

Изменение границ области устойчивого воспламенения при общем ухудшении физических свойств топлива также объясняется тем, что процесс распространения пламени от возникшего местного очага осуществляется посредством передачи тепла к соседним негорящим каплям. Для тяжелых топлив последовательное воспламенение капель может быть осуществлено лишь при их более плотном взаимном расположении либо при более длительном воздействии горящих капель на негорящие, что достигается при качественном распыливании и большем расходе топлива. [c.76]

Рассмотрим процесс воспламенения и горения твердого топлива, лишенного летучих, т. е. физически однородного. Химическим содержанием процесса горения в этом случае является соединение углерода с кислородом воздуха. Опытами установлено, что в результате взаимодействия кислорода с раскаленной углеродной поверхностью одновременно образуются оба окисла углерода СО2 и СО. В объяснение этого предложена гипотеза об образовании первоначально сложного комплекса тнпа СхОу, расщепляющегося затем на СО2 и СО. Этим первичным реакциям сопутствуют вторичные реакции восстановления СО2 на поверхности углерода по уравнению С02 + С = 2С0 и догорания СО по уравнению 2С0-Ь +0г = 2С02 в объеме газов, окружающих угольную частицу. [c.8]