Дамкеллера

Рис. 1. Экспериментальные результаты Дамкеллера для скорости турбулентного горения смесей пропан — кислород [ ].

Хотя Маляр и Ле-Шателье [ ] знали о том, что турбулентность оказывает влияние на скорость горения, детальное исследование турбулентных пламен началось в 1940 г. после появления классической теоретической и экспериментальной работы Дамкеллера [ ]. Вскоре исследования Дамкеллера продолжили Щелкин [ ] и другие. Однако вклад последующих работ в теорию турбулентных пламен не намного превышает первоначальный вклад, сделанный Дамкеллером. Сведения о ряде работ по турбулентному горению содержатся в учебниках [c.226]

В создании этой книги прямо или косвенно приняли участие очень. шогие ученые. Хорошо известный учебник Основы химического процесса О. А. Хоугена и К. М. Ватсона и оригинальные работы Д. Дамкеллера и Д. А. Франк-Каменецкого оказали большое влияние на формирование наших взглядов. Значительную роль сыграли также работы профессора К. Д. Денбига в области химической технологии. [c.12]

Первый из критериев в правой части уравнения (12) представляет собой видоизмененный критерий Дамкеллера Вах [5]. Таким образом, уравнение (12) может быть сведено к виду [c.22]

Стационарные открытые пламена. Экспериментальная техника, необходимая для получения стационарного турбулентного пламени в открытой горелке, по существу, является той же, что и при изучении ламинарных пламен (см. рис. 1 из главы 5), за исключением того, что в данном случае должны быть приняты какие-то меры, обеспечивающие возникновение турбулентности в набегающем потоке. Дамкеллер [-] и другие [12-19] дри исследовании турбулентного горения применяли горелку, имеющую достаточно длинную трубу, и использовали достаточно высокие скорости потока, чтобы получить в трубе течение с полностью развитой турбулентностью. Преимущество этого метода состоит в том, что в данном случае характер турбулентности в набегающем потоке сравнительно хорошо известен, недостаток — в том, что как масштаб, так и интенсивность турбулентности здесь меняются с изменением расстояния от оси трубы. Чтобы избавиться от этого недостатка, Райт [2 ] и другие [16,21-28] использовали горелку с более короткой трубой, внутри которой для создания турбулентности помещался экран или перфорированная пластина (в некоторых случаях они помещались в потоке перед входом в сужающуюся часть трубы). Хотя вблизи экрана турбулентность является анизотропной и ее свойства трудно описать, на достаточно большом расстоянии вниз по потоку турбулентность становится почти изотропной, с хорошо известными свойствами [2 ]. Недостаток этого метода состоит в том, что в изотропной области интенсивность турбулентности всегда очень мала, и наличие турбулентности приводит к небольшим изменениям скорости горения, так что исследование интересных эффектов, связанных с интенсивной турбулентностью, оказывается невозможным. [c.228]

ЧТО результаты расчета скорости пламени почти не зависят от того, какая из сторон пламени, внешняя или внутренняя, была выбрана в качестве поверхности пламени), то увеличение толщины турбулентных пламен при умеренной или сильной турбулентности приводит к значительным трудностям, связанным с соответствующим выбором положения эквивалентной поверхности пламени внутри видимой зоны пламени. Следуя методике, принятой при исследовании ламинарных пламен, Дамкеллер [ 1 и другие [18, 20-23] считали, что поверхностью турбулентного пламени является внутренняя граница светящейся зоны пламени. Боллинджер и Вильямс [1 ], указав, что кажущееся положение внутренней границы светящейся зоны зависит от времени экспозиции при фотографировании, выбрали в качестве поверхности пламени среднее значение между внутренней и внешней границами. Карловиц с соавторами [1 1 и другие исследователи за наиболее вероятное положение поверхности пламени при турбулентном горении приняли поверхность с максимальной светимостью, определенной путем депситометри-ческого анализа фотографий. В результате многочисленных исследований было установлено, что величина скорости турбулентного горения почти не зависит от выбора поверхности пламени, нри условии, что производится соответствующий учет искривления линий тока на этой поверхности, связанный с нагревом газа перед зоной горения [ ]. [c.229]

Эксперименты в основном, по-видимому, свидетельствуют о том, что скорость турбулентного горения быстро увеличивается с ростом интенсивности турбулентности и (за исключением случая мелкомасштабной турбулентности) слабо меняется с изменением масштаба (характеризующего величину турбулентного вихря) турбулентности. Результаты экспериментов Дамкеллера [ 1 могут быть достаточно хорошо описаны с помощью формулы (рис. 1) [c.229]

Пределы изменения числа Рейнольдса в экспериментах такого рода 1000 Re 100 ООО значения чисел Рейнольдса в опытах Дамкеллера были близки к нижней границе этого интервала (Re< <18 000). [c.230]

Формула (10) аналогична выражению, предложенному Дамкеллером [Ц в случае мелкомасштабной турбулентности. Поскольку известно, что величина (Я/< р)г растет с ростом интенсивности турбулентности, то, воспользовавшись формулами (10) и (8), можно получить форл1улу [c.241]

Дамкеллер предположил [ ], что область, разделяющая режимы мелкомасштабной и крупномасштабной турбулентности, будет находиться там, где характерный размер турбулентного вихря (или микромасштаб турбулентности) й, грубо говоря, будет сравним с толщиной ламинарного пламени /ь, т. е. в промежуточной области имеет место соотношение [c.243]

Тем не менее исследователи неоднократно пытались найти критерии подобия, характеризующие химическое превращение (работы Дамкеллера, Босфорта, Дьяконова). Но все попытки оказались безрезультатными. Следует, однако, отметить, что анализ критериев Дамкеллера и сопоставление их с другими критериями подобия позволили выяснить одну из причин неприменимости метода физического моделирования для расчета реакторов. Чтобы проиллюстрировать сказанное, рассмотрим систему, в которой протекает химическая реакция. Исходя из теории подобия, для такой системы можно составить критерии подобия, в частности критерий Рейнольдса [c.15]

Дамкеллера Dai = -, характеризующий химическое превращение, и др. В приведенных критериях w ч v — соответственно скорость движения и коэффициент кинематической вязкости реакционной среды, С — концентрация исходного реагирующего вещества, W, — скорость реакции и I — определяющий линейный размер. [c.15]

Параметр и имеет смысл безразмерной скорости потока газовой смесп и совпадает с 1/Ва (Ва — параметр Дамкеллера). Для гетерогенных реакторов из-за больших плотности и теплоемкости твердой фазы по сравнению с газовой (рв<р8, Сд<.Са) параметр "у мал. [c.227]

Работы Д. Дамкеллера [1938] касались вопросов о подобии гидромеханических и тепловых процессов, но не затрагивали подобия реакций сгорания. Это объясняется тем, что Д. Дамкеллер ограничивался только рассмотрением уравнений движения вязкой жидкости и уравнений материального и теплового обмена, написанных для системы с внутренним источнийом материи и энергии без учета особенностей кинетики процесса. [c.195]

Как показал Г. Н. Дьяконов [1956], критерии Д. Дамкеллера недостаточны для оценки процесса в целом, так как дают лишь условия гидродинамического, теплового и диффузионного подобия. Г. Н. Дьяконов сформулировал общие условия подобия физикохимических превращений. Им были получены два существенно новых критерия, которые должны учитываться при изучении процессов горения, — квазистатичности и контакта. [c.195]

Влияние диффузии адсорбированных молекул на общую скорость внутридиффузионного массопереноса может быть оценено по значению критерия Клаузинга — Дамкеллера [c.203]

Зернийхый слой представлен как некоторая геометрически регулярная модель, для которой рассматриваемая задача может быть решена аналитически. Дамкеллер [30], Арго и Смит [31], Г. К. Боресков и В. Г. Бахуров [32] предложили модель зернистого слоя в виде ряда параллельных прослоек твердой и газовой фаз, расположенных перпендикулярно к направлению теплового потока. Имеются приближенные решения для регулярной тетраэдрической упаковки шаров [1, 2]. Чудновский [1] предложил решение с учетом рассеяния тепла при угловом распределении излучения. Форма пространства между отдельными зернами при этом принимается кубическая. Шотте [5] предложил комбинированную модель из [c.335]

Считая основным условием качества композитной конструкции достижение требуемого уровня адгезионной прочности, рассмотрим такие технологические режимы, при которых в слое реакционной массы, контактирующем с поверхностью вкладыша в момент окончания заполнения, степень превращения не превышает предельного значения р = 0,4 (см. рис. 4.52). Если степень превращения в этом слое достигает значения то такие режимы предельны. В качестве примера рассмотрим модельный полиуретановый состав, процесс отверждения которого описывается кинетическим уравнением с автоторможением, имеющим следующие значения параметров = 49,1 кДж/моль <1 = 3,8-10 Со = —1,1 АГад=25,8°С. Используя математическую модель заполнения формы с металлическим вкладышем реакционной массой, построим диаграмму зависимости критерия Дамкеллера от обратного числа Гретца при разных значениях температуры формы и при одинаковой начальной температуре реакционной смеси Го = 40°С (рис. 4.56). Значения критериев Оа и Сг, соответствующие точкам на этих кривых, определяют предельные режимы заполнения. Ниже каждой из этих кривых [c.179]

Рис. 4.56. Зависимость предельных значений критерия Дамкеллера от обратного числа Гретца при Р = 0,4,

Для стадии отверждения РИФ-процесса можно построить [267] зависимость предельного времени раскрытия формы (время достижения минимальной степени превращения в объеме полости) от критерия Дамкеллера, а также зависимость максимального значения температуры в форме от критерия Дамкеллера при разных уровнях температуры стенок. Подобный подход использован при моделировании заполнения полости в случае применения РИФ-процесса для изготовления тонких покрытий. Предполагается, что на стадии заполнения одним из основных факторов, влияющих на прочность адгезионного соединения, является степень превращения реакционного состава в момент контакта с твердой поверхностью. Приняв определенное предельное значение степени превращения Рпр, при превышении которого качество покрытия ниже требуемого, на основе математической модели для конкретного состава построены диаграммы, определяющие зависимости предельных значений критерия Дамкеллера от обратной величины критерия Гретца (см. рис. 4.56) при разных уровнях температуры формы и при разной начальной температуре. [c.187]

Параметр N определяется как отношение скорости источника или стока массы к-го компонента к скорости конвективного переноса, критерий Дамкеллера — как отношение скорости источника или стока массы к-го компонента к скорости диффузионного процесса. [c.80]

Скорость химической реакции можно учитывать, используя как критерий Дамкеллера 7, 8], так и N Ю]. [c.80]

Одна группа исследователей в соответствии со взглядами, высказанными Дамкеллером и К. И. Щелкиным, основывает свои исследования и выводы на том, что горение в турбулентном потоке происходит в непрерывном, искривленном пульсациями фронте или на поверхности отдельных очень адалых объемов — молей. Другая группа исследователей придерживается взглядов Саммерфильда и Е. С. Щетинкова, считающих, что горение в турбулентном потоке протекает в объеме отдельных молей. При этом вследствие турбулентного перемешивания допускается загорание одних молей и затухание других при кратковременном их существовании и разрушении молей с низкой температурой. [c.65]

Тдиф 8 / ), где 8 — толщина диффузионного пограничного слоя), а Тр — характерное время протекания химической реакции. Отношение Тд ф/Тр называется числом Дамкеллера. Оно используется при анализе потоков химически реагирующей смеси газов. Если число Дамкеллера много больще единицы, поток будет химически равновесным если же оно очень мало, поток считается замороженным . Для последнего случая в уравнении диффузии X = 0. В общем случае концентрации компонентов должны рассчитываться как с учетом диффузии, так и с учетом кинетики химических реакций. [c.405]

Существующие теории распространения турбулентного пламени, развитые впервые К- И. Щелкиным и Дамкеллером [Л. 98, 100], имеют преимущественно качественный характер и основываются главным образом на соображениях размерности. Принято различать скорость мелкомасштабного турбулентного горения [c.129]