Пламена Пламя фронт

Перспективы сулило холоднопламенное окисление метана и его гомологов, которое состоит в окислении углеводородов недостаточным количеством кислорода при температурах, более низких, чем при обычном горении. При прибавлении по каплям жидких углеводородов на нагретую до 300 поверхность происходит характерная люминесценция, похожая на пламя, но отличающаяся от него низкой температурой, откуда и произошло название холодное пламя. Явление холодного пламени возникает не сразу,—ему предшествует индукционный период от долей секунды до нескольких минут. В это время протекают медленные химические процессы образования окисей и перекисей. После периода индукции на наиболее нагретых частях наблюдается свечение (холодное пламя), фронт которого распространен вдоль реактора при этом характерно поднятие температуры на 100—150° при общей температуре 300—400°. При холоднопламенном окислении образуется значительное количество альдегидов, в частности формальдегида. [c.196]

Введенные выше определения можно использовать в произвольном, в том числе и неоднородном, турбулентном потоке. В этом случае величина U(l) будет зависеть от / их Следует лишь учесть, что при анализе горения в ограниченном потоке существует некоторый максимально возможный масштаб возмущений пламени/. -Например, при горении в трубе диаметром г/имеем =с /2. Аналогично, в бунзеновской горелке получаем Lm -dl2, d - диаметр горелки (пламя не может проникнуть за границы струи горючей смеси, а характерный размер этой струи порядка d). Поэто-му формула (6.24) приобретает вид Uf = ( (L ). Отметим также, что если К 1, то на фронте пламени нет искривлений с масштабом меньше и поэтому из формулы (6.22) получаем оценку /(/g. .) Таким образом, из (6.22), (6.24) имеем [c.233]

Если ацетилен в пламени есть, то его превращение вначале ведет к образованию газообразных углеродистых продуктов (с высоким содержанием углерода и незначительным содержанием водорода). В большинстве случаев превращения этих продуктов приводят к образованию конденсированных частиц и появлению характерного свечения пламени. Однако в некоторых высокотемпературных пламенах, содержащих ацетилен, образование светящих-. ся частиц не происходит, поскольку газообразные углеродистые продукты расходуются на стадиях, предшествующих образованию зтих частиц. Так, по нашим наблюдениям, диффузионное пламя уротропина не содержит частиц, излучающих непрерывный спектр. Очевидно, все углеродистые продукты превращения ацетилена расходуются в реакциях взаимодействия с парами воды я двуокисью углерода. В пламенах гомогенных смесей, а также в реакционной зоне фронта диффузионных пламен возможно сгорание газообразных углеродистых продуктов в результате непосредственного взаимодействия с кислородом. [c.121]

Турбулентное пламя горючих жидкостей в резервуарах значительно отличается от диффузионного турбулентного пламени, используемого в промышленных топочных устройствах. Турбулентность последних обусловлена большой скоростью истечения газа или жидкости. Поэтому пространственный масштаб турбулентных пульсации настолько мал, что фронт пламени при визуальном наблюдении кажется почти неизменным. Образование турбулентного пламени жидкости, горящей со свободной поверхности, происходит в условиях естествен- [c.15]

Если на пути газового потока поместить какое-либо препятствие, например проволоку, то за препятствием образуется вихревая зона. Если поток состоит из горючей газовой смеси, то пламя, которое в отсутствии препятствия уносилось бы потоком, часто оказывается способным удерживаться в зоне турбулентного следа за препятствием, где скорость гораздо меньше скорости основного потока. Пламя поддерживается за счет свежей смеси, поступаюш,ей вслед, и служит источником зажигания для соседних частей потока. Одновременное движение пламени к внешним границам потока и движение самого потока приводят к образованию конического стационарного фронта пламени с вершиной конуса, находящейся у препятствия. Эта картина иллюстрируется фиг. 31 -351 Газовый поток, состоящий из довольно разбавленной смеси светильного газа с воздухом, вытекает вверх из стеклянной трубки, на оси которой помещена проволока. Если убрать проволоку, пламя сдувается потоком, вследствие низкой скорости горения. [c.199]

Стадия воспламенения (третья стадия) характеризуется температурой воспламенения образовавшихся при деструкции соединений, температурой отходящих газов, концентрациями горючих газов и окислителя, необходимыми для воспламенения и горения. При наличии этих условий на границе предпламенной зоны и зоны пламени возникает пламя. Пламя распространяется в определенной области, называемой фронтом пламени или волной горения [23, с. 14]. Стадия горения (четвертая стадия) может развиваться в том случае, если выделяется избыток тепловой энергии и достаточное количество ее поступает в зону деструкции и предпламенную зону, кроме того, если в зоне горения существует достаточная концентрация горючих веществ и окислителя. [c.21]

Также как и в случае горения в газовой фазе, исследования капель в пламенах с противотоком позволяют понять различные взаимодействия капля-пламя. Уже отмечавшаяся выше простота одномерной конфигурации позволяет включить в модель детальную химическую кинетику и процессы переноса. На рис. 15.7 показаны результаты численного моделирования процесса, при котором за счет импульса капля переносится через фронт пламени и через плоскость стагнации, после чего тормозится за счет скорости встречного потока, и, наконец, изменяет направление движения, и поток вновь возвращает каплю обратно через фронт пламени (см. задачи по экстраполяции торможения капли). [c.261]

Определяется это тем, что сгорание топлива в двигателе не мгновенно. Распыленное капельное топливо испаряется, пары топлива диффундируют в воздух, их диффузия сопровождается реакциями с кислородом, ускоряющимися по мере развития разветвленного цепного процесса, что приводит к увеличению выделенного тепла в единице объема, в результате возникает пламя. Пламя может возникнуть только при снижении концентрации топлива в воздухе до верхнего концентрационного предела воспламенения (а <= 0,4-0,5) и повышения температуры до температуры самовоспламенения. В результате от момента впрыска до момента возникновения пламени всегда существует временной интервал - задержка воспламенения. После воспламенения паров топлива физико-химические условия горения существенно изменяются. Между поверхностью капли и фронтом [c.103]

После зажигания горючей смеси пламя за 0,002—0,003 сек распространяется по камере сгорания в виде фронта. Раскаленные продукты сгорания, расширяясь, резко сжимают и сильно разогревают еще не сгоревшую смесь впереди фронта пламени. В результате этого в ней идет быстрое окисление углеводородов и образуются лег- [c.97]

Падение давления но фронту стационарного пламени обычно так мало, что в первом приближении можно рассматривать пламя как изобарное, [см. уравнение (XIV.10.3)]. Кроме того, кинетической энергией, связанной с падением давления, можно пренебречь по сравнению с энергией, сопровождающей тепловые изменения. Однако для достаточно богатых реагирующих смесей и очень экзотермических реакций скорость линейного расширения газов во фронте пламени может приближаться к скорости звука. [c.405]

Механизм химических реакций при этих способах сжигания топлива существенно различается. В первом случае сгорание является следствием реакций, протекающих как во фронте пламени, так и в зоне непосредственного контакта свежей смеси с фронтом пламени. Пламя является своего рола реактором, в котором происходит химическое превращение горючей смеси в конечные продукты сгорания. Во втором случае горячее пламя возникает на завершающей стадии процесса горения. Основные химические реакции протекают в большом объеме смеси до момента появления пламени. В этом случае горячее пламя, естественно, не может оказывать влияния на протекающие в смеси предпламенные процессы. [c.113]

Пламена могут быть светящиеся и прозрачные, стационарные (непрерывные) и периодические (дискретные), кинетические (пламена предварительно перемешанных горючего и окислителя) и диффузионные (горючее и окислитель поступают к фронту пламени раздельно и на процесс горения влияет взаимная диффузия реагирующих молекул). В зависимости от аэро- [c.113]

Теория, объясняющая детонацию самовоспламенением, утверждает, что явление объясняется химическими реакциями в несгоревшей части сырья, находящейся перед фронтом пламени если удается обеспечить малую скорость реакций или их должное течение, если, нормально продвигаясь, пламя уничтожит сырье до того, как предпламенные реакции окисления выйдут из-под контроля, то детонацию можно предотвратить [177, 178]. Впрочем, некоторые научные исследования указывают, что такой [c.411]

Пламя, возникшее в горючей смеси, способно распространяться в сторону несгоревшего газа. В практических условиях встречаются пламена, распространяющиеся в замкнутом объеме первоначально неподвижного газа, и пламена, горящие в струе газа, поступающего с определенной скоростью в зону горения. В обоих случаях пламя характеризуется некоторой скоростью распространения, которая всегда является скоростью распространения фронта пламени по отношению к несгоревшему газу. [c.235]

Если V слишком мала для 8ь, то даже при очень плоском факеле фронт пламени в конце концов исчезает внутри трубы Бунзена, пламя будет либо пульсировать, либо проскакивать и устанавливаться на срезе инжектирующего сопла. Если 51, слишком мала даже для очень длинного факела, то фронт пламени отделится от края горелки пламя в конце концов сорвется и погаснет. Однако между продольной скоростью распространения пламени и скоростью газового потока можно установить такое соотношение, которое обеспечит устойчивость фронта пламени. [c.49]

Если реакционная смесь (образованная из окислителя и горючего) поступает в зону реакции непрерывно с постоянной умеренной скоростью, то положение фронта пламени остается неизменным. Такое пламя называется неподвижным. [c.81]

В некоторых процессах горения фронт пламени быстро перемещается в направлении зоны реакцпи и пламя носит характер взрыва. [c.81]

Укорачивание конуса пламени будет приблизительно пропорционально квадратному корню из числа конусов. Например, замена одного конуса четырьмя другими уменьшает высоту пламени вдвое. На этом основана работа беспламенной горелки с керамической пористой насадкой. Такая горелка дает пламя, образованное мельчайшими, невидимыми простым глазом конусами, соединяющимися в один тонкий слой (рис. П-12). Основные недостатки этого устройства — увеличение общей площади фронта пламени и повышение в несколько раз скорости горения вследствие сильного нагревания смеси. [c.89]

Несмотря на то, что камера сгорания имеет сечение намного большее, чем общее сечение горелок, нельзя обеспечить пламя в виде равных полос, перпендикулярных к потоку газа. В зависимости от условий движения потока и шероховатости стенок горелок пламя имеет различную степень неровности (образуются складки , так что поверхность фронта пламени почти в 30 раз больше, чем поверхность ровного пламени). Таким образом, при этом типе горелки фронт пламени утолщен и не имеет определенной геометрической формы, как в горелке Бунзена. Вследствие большой турбулентности обмен энергией между реакционными и несгоревшими газами несколько увеличен, а следовательно, увеличенной будет и скорость пламени. [c.94]

При постоянном составе горючей смеси и постоянстве скорости ее выхода из отверстий горелки подачи пламя имеет четко выраженную стабильную структуру. Это объясняется тем, что скорость выхода горючей смеси уравновешивается скоростью движения фронта пламени, перемещающегося навстречу. Получаемая в результате устойчивая плазма обуславливает хорошую воспроизводимость для пламеннофотометрических определений обычно 2—4%, а иногда 0,5—1,0%- В табл. 1.2 приведены примеры наиболее широко применяемых на практике горючих смесей и средние температуры их пламен. [c.36]

При умеренной скорости горения пламя, распространяющееся в горизонтальной трубе со стороны открытого конца, приобретает специфическую наклонную, вытянутую вперед форму. На определенном протяжении пути пламени такое горение остается стационарным. В дальнейшем, так же как и при горении в вертикальной трубе, усиливающееся трение о стенки при истечении продуктов реакции из трубы приводит в движение и сгорающую среду, поверхность пламени прогрессивно увеличивается и горение ускоряется. Описанная форма пламени является следствием воздействия на горение обоих искажающих факторов — сил тяжести и трения. Форма пламени определяется соотношением между нормальной скоростью пламени и скоростью движения газа вблизи каждого участка фронта. [c.13]

Из графика следует, что первые 30—40% своего пути пламя проходит в условиях практически постоянного давления, а при сгорании последней части смеси у стенок давление резко возрастает. Причина этого очевидна объем сгоревшего газа пропорционален кубу радиуса пламенной сферы и поэтому относительно невелик при значительных перемещениях фронта пламени в нача- [c.17]

Кинетические и диффузионные пламена. Сжигание жидких углеводородов осуществляется с обязательным предшествующим испарением и, следовательно, с образованием диффузионного пламени, которое по своему характеру может быть турбулентным и светящимся, а сжигание газообразных углеводородов может осуществляться в двух совершенно отличных друг от друга типах горелочных устройств. При сжигании с предварительным смешением в устройствах осуществляется предварительная (до воспламенения) подготовка смеси первичного воздуха с топливным газом. Степень перемешивания различна от нескольких процентов до 100 % сте-хиометрической смеси. Диффузионное горение возникает при взаимодействии струи газа с окружающей атмосферой, когда весь необходимый воздух поступает непосредственно во фронт горения пламени до перемешивания с газом. Горючие газы и кислород должны диффундировать в противоположных направлениях из зоны горения и в нее. Вполне понятно, что устойчивость такого пламени будет тем выше, чем дольше сохраняется неизменным соотношение газ—окислитель, а сжигание в нем тем полнее, чем больше в топливе легких углеводородов (в этом случае необходимое соотношение газ—воздух достигается быстрее и легче, чем при сжигании углеводородов с более сложными и тяжелыми молекулами). На практике в атмосферном воздухе по этой схеме могут сжигаться только водород и метан. Во всех других случаях, если не осуществлять предварительной подготовки, будут наблюдаться интенсивная турбулентность в пламени, шум и неполное горение с образованием углерода. [c.100]

От диффузионного пламени отличается пламя, образующееся при горении заранее перемешанного горючего газа с воздухом (кинетическое горение). Это пламя при воспламенении какой-Jщбo части объема горючей смеси представляет собой светящуюся зону, в которой соприкасаются друг с другом свежая смесь и продукты горения зона горения всегда движется в сторону свежен горючей смеси, а фронт пламени имеет большей частью сферическую форму. При сгорании смесн горючих газов или паров с воздухом, подаваемых с определенной скоростью к юне горения, образуется стационарное пламя, имеющее форму хонуса. Во внутренней части конуса смесь подогревается до тем-лературы воспламенения. В остальной части конуса происходит орение, характер которого зависит от состава смеси. Если в смеси недостаточно кислорода, то во внешней части конуса про- [c.120]

Результаты опытов представлены на рис. 67. В смеси, содержащей 73% эфира, вплоть до давления в 1 атм удается возбудить только холодное пламя. Скорость его распространения составляет 12,5 см сек при давлении 20 см рт. ст. и 16 см сек при давлении 30 см рт. ст. В смеси с 59% эфира при давлениях от 13 до 32 см рт. ст. также возникает только холодное пламя, в продуктах же последнего, начиная с давления в 32 см рт. ст. (кривая 2 рис. 67), возникает еще и голубое пламя, причем фронты обоих этих пламен проходят по всей длине трубы, оставаясь на измеримом расстоянии друг от друга. При 50%-ном содерн апии эфира в смеси холодные пламена возникают впервые при давлении в 11 см (кривая 1 рис. 67), а голубые — при 28 см рт. ст. (кривая 2 рис. 67). Расстояние между фронтами обоих пламен в этой смеси меньше, чем в более богатых эфиром смесях, и при давлении около 4 см (кривая 3 рис. 67) пламена нскоре после образования голубого пламени объединяются, распространяясь далее как единое пламя. Такое объединение пламен обычно сонрово- [c.186]

Хотя и следует ожидать, что дальнейшее развитие метода ударных труб для измереш й абсолютной интеисивности приведет к пересмотру приведенных нами численных данных, маловероятно, что будут развиты новые методы анализа для описания равновесных свойств нагретого воздуха. С другой стороны, очевидно, расчеты, предполагающие наличие равновесия, вообще не применимы к газам, в которых происходят релаксационные процессы (например, пламена, фронты ударных волн). В этой связи интересно отметить, что в работе [22] нриведен и предварительные данные [26] отпосительпо излучепия непосредственно за фронтом ударной волны при мал ых плотностях, которые указывают на наличие свечения повышенной интенсивиости, связанного с чрезвычайно высокими локальными температурами, существующими до установления химического равновесия. [c.383]

Исследования параметров работы импу.чьсных камер в объеме, необходимом для внедрения конструкции в практику, выполнялись на стенде (рис. 5.5). Горючая смесь, которая через смеситель 1 поступала в импульсную камеру 8, воспламенялась свечой зажигания 3, срабатывающей от высоковольтного источника 2. Условия проведения- экспериментов на опытно-промышленных образцах импульсных камер исключали возможность использования фоторегистрации для измерения скорости фронта пламени. Поэтому она измерялась ионными датчикам [72], определявшими временной интервал, в течение которого фронт-пламени проходит определенное расстояние. При этом пламя, ускоренно распространяясь по каналу камеры, поочередно замыкает искровые промежутки ионных зонДЬв 7, установленных в определенных местах 6. Сигнал с зондов через усилитель-преобразователь 5 поступает на частотомер-хронометр 9, позволяя регистрировать время прохождения фронтом пламени расстояния между двумя зондами. Регистрация давления производилась на осциллографе 10 по сигналу, поступающему с датчика 4 [71]. Измерение скорости ударной волны при выхлопе импульсной камеры в свободное пространство осуществлялось также с помощью ионных датчиков. В данном случае датчики устанавливались на фиксированном расстоянии перед выхлопным отверстием камеры [73]. Погрешность метода не превышала 5%. Однако разброс данных от опыта к опыту значительно больше. Это объясняется отклонениями в составе горючей смеси при проведении серии опытов. Для повышения точности проводилось 15—20 опытов, результаты которых усреднялись. [c.83]

Образец полимера помещали в держатель и нагревали до температуры 450 С, которая обычно достигается ira расплавленной поверхности полимера нри горении. Реактор располагали вертикалыго, генерируемая газовая фаза относилась потоком азота во вторую коаксиальную печь, темпе-ратуру которой могли регулировать в пределах )00—700° С. Пробы отбирали из газового потока по вертикалыгой оси в двух положениях отборника по отношению к поверхности полимера нижнее положение ъ Ъ см и верхнее — в 50 см. Пробы направлялись в газовый хроматограф. Отбор из нижнего положения отборника позволял получить информацию о газовом составе, который в условиях горения обычно генерируется конденсированной фазой и диффундирует в пламя. Перед фронтом пламени продолжающийся процесс пиролиза моячот изменять состав газовой смеси. Отбор из верхнего положения отража, бы роль такого вторичного пиролиза. Введение температурного интервала (500—700" С) представляет попытку моделирования градиента температуры, а полученные результаты говорят о том, что это существшпю. [c.103]

Особенностью некоторых нефтепродуктов является их способность к образованию тепловой волны (прогретого слоя) при поверхностном горении в резервуарах. В случае горения нефтепродуктов с узкой областью выкипания тепло пожара проникает только в тонкий поверхностный слой. При горении сырых нефтей и жидких углеводородов с широкой областью выкипания низкокнпящие фракции углеводородов уходят с поверхностей и подпитывают пламя, а высококипящие углеводороды устремляются вниз через прогретый слой, образуя нагретый фронт более глубоко расположенных слоев жидких углеводородов. Это явление называют тепловой волной. Тепловая волна растет вследствие подвода тепла и ухода паров, пока не выкипят все более легкие углеводороды или пока она не достигнет водяного или эмульсионного слоя. В последнем случае возникает паровой взрыв с выбросом горящего продукта. [c.143]

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]

Неизвестно, что действительно происходит при детонации. Однако спектрографическими и фотографическими исследованиями было установлено, что при нормальной вспышке в двигателе внутреннего сгорания возникает узкая идеально выпуклая волна горения, которая движется вдоль камеры сгорания в направлении от свечи зажигания волны имеют практически постоянную скорость (до 75 м1сек на величину скорости влияют различные факторы). При детонации фронт пламени изменяется только во время сгорания последней части сырья. Кроме того, пламя передвигается гораздо быстрее — со скоростью около 300 м сек. Очевидно также, что детонация возникает только после того, как большая часть горения завершена. [c.405]

Большинство аварий в таких подогревателях происходит в зоне фронта пламени или в результате нагарообразовання на внешней стороне труб (соли, тяжелые углеводороды и др.). При работе подогревателя пламя не должно касаться металлической стенки трубы. В большинстве установок больший тепловой эффект достигается при горении газа в виде длинного кольцевого факела желтого цвета. Хотя в этом случае первичное горение не столь эффективно, однако общие показатели работы подогревателя выше. Лучший теплообмен наблюдается в том случае, когда конец факела ие распространяется далее U-образного изгиба трубы. [c.166]

При атмосферном давлении или при давлениях, близких к атмосферному-имеют место обычные горячие пламена с температурой 1500—3000 К. Простейшей моделью горячего пламени является пламя, нолучаемое при по мощи двух коаксиальных трубок, как это показано на рис. 60. Через узкую (внутреннюю) трубку со скоростью м подается горючий газ, через широкую (наружную) трубку с той же скоростью — воздух или кислород. При избытке кислорода пламя имеет форму суживающегося кверху конуса (а), в случае избытка горючего конус пламени в верхней части расширен (б). Размеры и форма пламени могут быть найдены из уравнения диффузии, которое в предположении постоянства скорости подачи ) 8за и коэффициента диффузии О, при бесконечно тонкой зоне горения (фронт пламени), образующей некоторую поверхность, окружающую выходящий из сопла газ, имеет вид [c.230]

Другой характерный режим распространения пламени может установиться прн поджигании смеси у открытого конца длинной [рубы, заполненной горючей смесью. Сначала в районе точки зажигания возникает сферическое пламя. После соприкосновения со стенками трубы пламя приобретает форму части сферической поверхности, вырезаемой постоянным сечением трубы. Так как радиус этой сферы неограниченно возрастает, фронт гламенн становится все более плоским, совпадая в пределе с гоперечным сечением трубы. [c.130]

В данной книге не проводится детального анализа пламен, но ряд упрощающих предположений позволит дать оценку скорости горения или скорости распространения пламени и пользоваться этим понятием в дальнейшем. Например, можно считать, чтв устойчивое пламя, имеющее форму хорошо выраженной поверхности, является результатом равпомерного потока реагентов в зону пламени, где состояние равновесия достигается за счет равной и противоположно направленной скорости горения. Далее можно предположить, что единственно важное с точки зрения стабильности пламени направление горения расположено под прямым углом к фронту пламени и что для [c.48]

При пнтенсификащга работы горелки скорость потока горючей смеси становится больше, в то время как скорость пламени остается постоянной, а составляющая у а возрастает одновременно с и удлиняет конус. Таким образом, поверхность пламени увеличивается, а кольцо воспламенения сокращается и роль его как воспламенителя постепенно уменьшается (создается фронт нестабильного пламени, рис. П-11, г). Если расход горючей смеси превысит определенные для данного типа горелки пределы, то соответствие между скоростью потока и скоростью пламени (а следовательно, и скоростью горения) нарушится (Ур>" и /), кольцо воспламенения исчезнет и пламя погаснет. [c.88]

Рассмотрим вероятные условия воспламенения во фронте пламени. Так как пламя распространяется с определенной конечной скоростью, то время, необходимое для воспламенения объема смеси, должно быть весьма малым. Например, при скорости распространения пламени примерно 30 см сек время пребывания объема смеси в 3ot e подогрева составляет 4 10 сек при толш,ине зоны около 1 мм. Если принять закономерности воспламенения такими же, как при самовоспламенении, то, как показано в гл. 5, получим, что индукционный период экспоненциально зависит от температуры т. е. X со того чтобы обеспечить воспламенение за такой малый [c.126]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология