Пламена Пламя нестационарные

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]

СТАЦИОНАРНЫЕ И НЕСТАЦИОНАРНЫЕ ПЛАМЕНА [c.15]

Как кинетические, так и диффузионные пламена могут быть стационарными или нестационарными. В реальных теплоэнергетических установках стационарные пламена имеют место при непрерывном сгорании в различных горелках, газовых турбинах, а нестационарные— при прерывистом сгорании, например в двигателях внутреннего сгорания. [c.16]

Пламена, стабилизированные газовыми струями, дают возможность проводить интенсивные исследования пламен предварительно перемешанных смесей. Поскольку механизм стабилизации определяется свойствами основного потока и свойствами стабилизирующей струи, в исследованиях возможны самые разнообразные комбинации переменных 1) возможен более надежный контроль характеристик пламени и его различных зон путем изменения физических и химических параметров 2) путем разумного подбора различных параметров можно глубже анализировать процессы переноса, принимающие участие в общем процессе стабилизации пламени 3) стабилизация струями может дать интересные результаты при изучении технологических процессов и процессов получения различных химических соединений 4) этот метод можно использовать при изучении загрязнения атмосферы продуктами сгорания кроме того, им можно воспользоваться для уменьшения количества продуктов неполного горения, выбрасываемых в атмосферу различными двигателями 5) в турбореактивных или прямоточных воздушно-реактивных двигателях этот метод можно использовать в качестве нестационарного (съемного) стабилизатора пламени. Таким образом, при использовании этого метода в реактивной авиации, очевидно, потребуется небольшое количество воздуха от компрессора в тех случаях, когда необходимо пользоваться дожиганием в форсажных камерах. Но в тех случаях, когда такого дожигания не требуется, подачу воздуха можно прекратить, и одновременно с этим исчезнет сопротивление, неизменно возникающее при использовании плохообтекаемых стабилизаторов. Очевидно также, что для стабилизации пламени можно использовать конкретные системы различных видов и получить лучшие [c.330]

Дополнительным подтверждением такого вывода является сходство холоднопламенных явлений при нитровании и окислении алканов. В обоих случаях возникновению холодного пламени предшествует самоускоряющаяся реакция, заканчивающаяся пиком давления одновременно с пиком происходит вспышка, и образовавшийся фронт слабо интенсивного холодного пламени распространяется по смеси со скоростью 10—15 см сек, а температура его всего лишь на несколько десятков градусов выше температуры реакционной смеси источником холоднопламенного свечения является возбужденный формальдегид. Что касается холоднопламенного воспламенения при окислении алканов, то в настоящее время можно считать общепринятым представление о цепном механизме этого явления [17,18]. Поэтому указанное выше сходство холоднопламенных явлений при окислении и нитровании дает основание предполагать, что и в этом случае холодное пламя является результатом цепного воспламенения, а приводящая к воспламенению реакция представляет собой нестационарный разветвленно-цепной процесс. [c.309]

В опытах с трубой длиной 120 м при инициировании взрыва пережиганием спирали минимальное начальное давление, при котором происходит распад ацетилена по всему трубопроводу, составляло соответственно 140 и 160 кПа (1,4 и 1,6 ат). Режим распада ацетилена носил сначала нестационарный характер, а пламя распространялось с нарастающей скоростью. На определенном расстоянии от места инициирования нестационарный режим переходил в детонационный. При увеличении начального давления с 200 до 400 кПа (с 2 до 4 ат) преддетонационное расстояние уменьшалось с 15 до 10 м. При инициировании ударной волной режим распада характеризовался сверхзвуковой скоростью средняя скорость распада, которая фиксировалась на расстоянии 10 м от источника инициирования, составляла более [c.90]

При распространении распада ацетилена по основному трубопроводу в режиме нестационарного горения или формирования детонации пламя подходит к внутреннему трубопроводу и входит в пего. В дальнейшем пламя распространяется по обоим трубопроводам, причем во внутреннем трубопроводе оно распространяется с большей скоростью. Следовательно, пламя по внутреннему трубопроводу приближается к огнепреградителю раньше, чем по основному трубопроводу, и давление в емкости 1 практически не превышает начальное. В момент приближения пламени по основному трубопроводу в емкости 1 уже находятся продукты распада ацетилена. Детонация распространяется по основному и внутреннему трубопроводам устройства одновременно, однако давление в емкости 2 не изменяется. [c.94]

Ответ можно получить из рассмотрения табл. 5. Имеются препятствия трех видов химической, математической и физической природы. Что касается первого, то пока можно вполне обойтись суммарными кинетическими выражениями, а химики в конце концов когда-то пол учат необходимые данные.. Математическое препятствие преодолевается быстро. Мы уже можем рассчитывать стационарные двумерные явления и продвигаемся к расчету нестационарных явлений. В большинстве практических случаев пламя является трехмерным, и. для расчета его нам нужны более крупные ЭВМ, чем имеющиеся в настоящее время. Такие ЭВМ скоро будут созданы, так что необходимо готовиться к их исполь- [c.27]

Заключение. Характер воздействия вихря на диффузионное пламя отличается от характера воздействия на кинетическое пламя, что и вызывает необходимость применения различных методов расчета. В случае кинетического пламени искривление фронта тем меньше, чем меньше напряженность вихря (или чем больше скорость распространения пламени). Для диффузионного пламени такой однозначности нет. При равной напряженности вихрь из кислорода вызовет количественно иные изменения, чем вихрь нз воздуха, то есть нестационарные эффекты зависят от стехиометрического числа пары, горючее — окислитель . Чем меньше стехиомет-рическое число, тем менее чувствительно диффузионное пламя к возмущению вихрем данной напряженности. [c.36]

Особенности турбулентных диффузионных пламен. Измерение высоты пламени не является простым, так как вследствие турбулентности течения пламя нестационарно, а его мгновенная форма имеет рваный вид. Куски горящего газа отделяются от основного пламени и летят вверх, уменьшаясь в размерах. Большинство измерений высоты нламени, известных из литературы, выполнялось на глаз , и их точность невелика. [c.134]

Зажигание в бытовом газовом оборудовании. В этих устройствах имеется небольшое дежурное пламя, которое функционирует непрерывно, но потребляет так мало топлива, что это не вызывает существенных затрат. При пуске оборудования основное топливо и воздух Движутся около дежурного ПИЛ0Т1Н0Г0 пламени и зажигаются этим пламенем. Этот процесс нестационарный, и удаление пилотного пламени после возникновения основного пламени не влияет на стабильность основного пламени. [c.201]

После воспламенения горючей смеси и формирования фронта пламени дальнейшее распространение пламени происходит с са-моускорением (преддетонационный период). В этот период времени, согласно модели АХП-горения, управляющая и управляемые системы функционируют в нестационарном режиме, при котором в каждый последующий момент времени интенсивность излучения пламени и, соответственно, интенсивность потока продуктов предпламенного превращения, поступающих в пламя, непрерывно возрастают. [c.143]

Нестационарные сферические пламена [ 5-48] Рас пространение пламени в почти изотропном турбулентном потоке исследовалось в условиях, когда горючая смесь пропускалась через решетку, за которой смесь поджигалась через некоторые промежутки времени при помощи искры. Наблюдался рост сферической волны горения, которая сносилась потоком. Скорость увеличения радиуса волны, которая измерялась по фотографиям и при [c.232]

Нестационарные плоские пламена. Сообщалось о ряде иссследований распространения турбулентного пламени в открытых и закрытых трубах В этих [c.233]

Учитывая трудности, встречающиеся при разработке теории стационарного и нестационарного пламени (см. 4 главы 5.и пункт в 4 главы 7), Харт и Мак Клюр в работе ввели в рассмотрение феноменологические коэффициенты, учитывающие чувствительность скорости пламени к изменениям давления и температуры, предположив, что пламя является плоским, гомогенным и бесконечно тонким и располагается в газе на некотором расстоянии от поверхности конденсированной фазы. Они предположили также, что единственным процессом, который протекает в области между поверхностью пламени и поверх- [c.300]

ЭТИХ представлений, считают, что мелкомасштабная турбулентность носит определяющий характер, а крупномасштабная — определяемый. Возникновение в зоне горения мелкомасштабной турбулентности влечет за собой увеличение ширины зоны горения, что приводит к постепенному освоению этой зоной пульсаций все более крупных масштабов. При возрастании роли крупномасштабного механизма ускорения процесса горения падает значение мелкомасштабного механизма, и наоборот. Процесс крупномасштабного ускорения в условиях нестационарного горения приводит к быстрому росту скорости распространения пламени за счет расширения зоны горения б. В дальнейшем по мере то о, как пламя становится стационарным, роль крупномасштабного ускорения процесса горения становится все меньше в связи с тем, что зона горения постепенно расширяется за счет мелкомасштабного механизма ускорения и поглощает 1зсе пульсации более крупных масштабов. В связи с тем, что в турбулентном потоке могут возникать и исчезать турбулентности тех или иных масштабов, ширина зоны горения даже при стабилизированном горении может меняться это приводит к характерной вибрации и шумам в турбулентном пламени. [c.143]

Здесь следует, однако, отметить, что оценки основывались на характеристиках турбулентности в набегающем потоке. В пламени эти характеристики могут меняться, о чем свидетельствуют следующие соображения. При К < 1 минимальный масштаб пульсаций скорости в свежей смеси много больше толщины фронта пламени 0 . Это означает, что пламя можно рассматривать как локально плоское. В газодинамическом приближении (а -> 0) такое пламя неустойчиво относительно возмущений с любой длиной волны (Ландау [1944]). Учет эффектов, обусловленных вязкостью и теплопроводностью, проведен в книге Нестационарное распространение пламени под редакцией Маркштейна [1968], Истратовым и Либровичем [1966 а, б]. В этих работах показано, что гармонические возмущения с длиной волны / > 1er неустойчивы, а возмущения с длиной волны / < let устойчивы. Эти выводы подтверждены экспериментально Петерсоном и Эммонсом [1961], которые исследовали устойчивость пламени стабилизированного колеблющейся проволочкой. Обработка этих данных показывает, что [c.225]

Возникает естественный вопрос о том, каков характер течения и горения после потери устойчивости фронта пламени. Хорошо известно, что в течениях несжимаемой жидкости после потери устойчивости турбулентность возникает далеко не сразу. При увеличении числа Рейнольдса появляется целый ряд упорядоченных стационарных или нестационарных режимов и, лишь после того как число Рейнольдса станет достаточно большим, появляются стохастические колебания скорости. Аналогичным образом после потери устойчивости в пламени также могут образовываться упорядоченные режимы течения и горения, например ячеистые пламена (см. книгу Нестационарное распространение пламени под ред. Маркштейна [1968]). [c.234]

Чтобы найти функцию Ф( 3), рассмотрим нестационарные крупномасштабные возмущения с масштабами порядка 5 и более. Как уже указывалось, при описании таких возмущений пламя допустимо считать тонким. Поэтому можно воспользоваться линейной теорией устойчивости, предполагая, что нелинейные эффекты дают малую поправку. Используем также ряд феноменологических соображений, развитых Зельдовичем [19661, в работе которого получено уравнение, описывающее развитие дискретного возмущения на фронте пламени. В данном случае предстоит только учесть, что существует непрерывный спектр возмущений. Напомним, что вклад в скорость горения возмущений с масштабом порядка / описывается величиной Ъиф1Ы, Чтобы из этой величины получить геометрические характеристики пламени, ее следует разделить на т.е. необходимо рассмотреть величину к = 3i//3/, которая, очевидно, характеризует амплитуду возмущений с размером /. Выведем теперь феноменологическое уравнение для величины к. [c.238]

По типу распространения в газовой смеси пламена можно разделить на стационарные и нестационарные. Стационарное пламя характерно для бунзе- [c.15]

При искровом зажигании с помощью электрической искры в газовой смеси возникает нестационарное самораспространяющееся пламя. При успешном зажигании искровой разряд инициирует узкий очаг пламени, возникающий почти мгновенно, развивающийся при некоторых условиях в самораспространяющееся пламя. Однако при зажигании может наблюдаться и кратковременное локальное распространение пламени, которое затем охлаждается и гаснет. Это случай неудачного искрового зажигания, называемого отказом зажигания. Условия, определяющие характер искрового зажигания, зависят от характеристик газовой смеси и электрической искры. Для газовой смеси основными характеристиками являются ее состав, температура, давление, динамическое состояние смеси — покой или течение, причем в случае течения смеси определяющими для зажига-ь ия искрой являются параметры этого течения. Электрическая искра характеризуется энергией, параметрами разряда, полярностью, длиной искрового промежутка. [c.16]

В опытах, проводившихся в трубе диаметром 18 мм [24], при воспламенении стехнометрической метановоздушной смеси детонационной волной не только не удавалось осуш,ествить стационарной детонационной волны, но возникающее пламя угасало на расстоянии 20—30 см от входа инициирующей детонационной волны в метановоздушную смесь. Но в опытах Пеймана и Шепхерда [119] при воспламенении той же метановоздушной смеси в трубе диаметром 30 см при помощи детонатора весом более 50 г наблюдалось возникновение нестационарной детонационной волны со скоростью в пределах 1820—1950 мкек. Наконец, в опытах Когарко 1958 г. [15] в трубе такого же диаметра с зажиганием навеской взрывчатого вещества до 70 г было зарегистрировано распространение стационарной детонационной волны со скоростью около 1600 мкек в воздушных смесях метанистого газа в пределах концентраций 6,3—13,5% детонационная волна разрушалась при переходе в трубу диаметром 22 мм [c.339]

Если горючая газовая смесь йоспламеняется и сгорает внутри замкнутого сосуда, то давление в нем возрастает, как правило, не бол(ее чем в 8—10 раз. При этом в любой момент времени давление во всех точках- объема является практически одинаковым. Если же смесь воспламеняется в длинном трубопроводе, то вследствие расширения продуктов сгорания происходит интенсивное движение и турбулизация горючей смеси, что в десятки раз увеличивает скорость горения. Такой нестационарный процесс горения ускоряется до тех пор, пока впереди фронта пламени не возникнет ударная волна, давление и температура в которой достаточны для адиабатического самовоспламенения горючей смеси, после этого режим распространения пламени становится детонационным. При детонации пламя распространяется не в результате теплопроводности, а вследствие воспламенения смеси, под действием ударной волны при этом зона химической реакции перемещается вслед за ударной волной. Ударная волна совместно с зоной реакции образует детона- [c.100]

Источниками помех при анализе, наряду с шумами приемного устройства, являются шумы, обусловленные атомизатором. Они связаны с нестационарностью процесса горения пламени и дискретностью поступления пробы в пламя при испарении отдельных капель раствора. При возбуждении резонансной флуоресценции часто один из основных источников шума — рассеяние возбуждающего света на не полностью испарившихся в атомизаторе частицах конденсированной фазы. В электротермических атомизаторах испарение твердых частиц также происходит неравномерно. На все эти процессы накладывается рассеяние света, обусловленное случайными колебаниями температуры, связанными с нестационарными газовыми потоками в атомизаторе. Подробно вопрос об источниках шумов в АФА рассмотрен в работах Вайнфорднера с соавт. [38]. [c.38]

В дизельных двигателях ситуация аналогична, но процесс является нестационарным. Даже в случае очень хорощего распыливания сгорание не может быть мгновенным, так как для его завершения необходимо перемешивание воздуха с парой горючего. Пожары в домах, лесах, степях и т. д. часто имеют характер диффузионного пла1мени, но обычно скорость подачи горючего в пламя определяется процессом теплопередачи от самого пламени. [c.135]

Распространение пламени. Существуют два вида распространения пламени стациона рное и нестационарное. Примерам первого является неподвижный внутренний конус горелки Бунзена, в котором пламя распространяется от кромки горелки к оси пример второго —пламя, распростра1няющееся от искры в бензиновом двигателе. [c.143]

Предположим, что реактор работает в условиях, соответствующих средней точке (рис. 16.8) предположим также, что прекращение на.мгновение подачи топлива приводит к некоторому снижению температ уры. В результате, как видно из рисунка, скорость реакции (тепловыделение) уменьшается быстрее, чам левая часть уравнения (16.3.7) (потребление тепла). Следовательно, темпе,ратура упадет еще больше, и это падение не прекратится до тех пор, пока не будет достигнута левая точка ( холодное решение). Таким же образом мгновенное увеличение подачи топлива повышает температуру реакции над точкой, соответствующей среднему решению, а тепловыделение будет преобладать над потреблением тепла. Температура будет повышаться дальше до тех пор, пока не будет достигнуто правое ( горячее ) решение. Хотя (устойчивыми являются два решения, они не могут существовать одновременно. Режим работы реактора зависит от начальных условий. Если холодные реагенты подаются в холодный реактор, пламя не образуется до тех- пор, пока не будет включен источник зажигащ<я. Это нестационарное явление, конечно, не может быть описано стационарными уравнениями. [c.176]

Реальный ту1>булентный поток отличается от рассмотренной зшрощенной схемы а первую очередь тем, что пульсации не являются стационарными струйками, мпювенный профиль скоростей непрерывно меняется. Однако при V/ <, ин такая нестационарность пульсаций не должна оказывать существенного влияния на скорость распространения пламеш , так как за время существования пульсаций пламя успевает охватить несколько новых пульсирующих объемов и с олзшм или несколькими из них продолжает движение вперед по свежей смеси. [c.149]

Нестационарное одпо мерное ра спространение пламени пт слоя продуктов сгорания можно рассматривать как двухмерное стационарное, предположив, что некоторый объем продуктов сгораиия движется с постоянной скоростью в пространстве, заполненном горючей смесью, или, иначе, что поток горячего газа вытекает в виде струи параллельный поток горючс11 смеси, имеющий ту же скорость. Соответствующие изотермы показаны иа рис. 5-14 для двух следующих случаев а — когда ширина струи больше критического размера и б—ширина струи слншко.м мала, и пламя не может распространяться. Следует отметить, что даже в случае а имеется участок, тде расстояние между симметричными относительно оси струи точками изотерм уменьшается и лншь затем начинает уве- [c.231]

Если частные производные d/dt для всех зависимых переменных системы равны нулю, то такие системы называются стационарными (в противном случае — нестационарными). Пламена, стабилизированные на горелках, относятся к стационарным, и для квазиодномерного стационарного пламени имеем d AMy) fdt = О, и, следовательно, АМу — onst. В гипотетическом случае строго одномерного адиабатического пламени постоянная Му — адиабатическая массовая скорость горения. Она является собственным значением соответствующей физической задачи и равна произведению плотности на линейную скорость потока в любой точке пламени. Таким образом, [c.34]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология