Фронт пламени толщина

Если прекратить доступ первичного воздуха к бунзеновской горелке, то при установившемся горении контакт молекул горючего газа и молекул кислорода, диффундирующих из окружающего воздуха внутрь струи, будет происходить по поверхности, на которой образуется очень тонкий светящийся фронт пламени (толщиной в несколько десятых долей миллиметра), называемый пламенной оболочкой. Основным процессом в этом случае является молекулярная диффузия, почему и весь процесс называется диффузионные горением. На практике иногда возникает необходимость растянуть процесс сгорания газа (с тем чтобы до биться равномерного прогрева материала в печи) тогда вводят газ и воздух в печное пространство раздельными потоками (струями). Пламя при этом может быть особенно длинным. [c.109]

При давлениях горючей смеси порядка атмосферного (или выше атмосферного) вследствие большой абсолютной скорости реакции температура пламени достигает. 2000—3000° К и мы имеем обычные горячие пламена с характерной для них структурой. Структура горячего пламени может быть различной в зависимости от условий горения. Наиболее простой структурой обладают пламена, горящие без доступа внешнего воздуха. Таковы пламена, горящие в трубах, в частности, пламя, получаемое при подаче горючей смеси через узкую короткую трубку в трубу большего диаметра, сообщающуюся с внешним воздухом только в верхней ее части. В этом слзгчае можно различить следующие три зоны пламени зону предварительного подогрева газовой смеси, зону горения (или зону реакции) и зону сгоравших газов. В зоне подогрева происходит постепенное повышение температуры, обусловленное передачей тепла от зоны горения и тепловыделением в результате медленных реакций, развивающихся вследствие повышения температуры и диффузии активных центров из зоны горения (см. ниже). При некоторой температуре (температура воспламенения) подогретая смесь воспламеняется — возникает зона горения с характерной для нее высокой температурой и обусловленной ею (а также высокой концентрацией активных центров) большой скоростью реакции. Протяженность (толщина) зоны горения обычно невелика и в случае обычных горячих пламен составляет величину порядка 0,1 мм (см., например, рис. 129). В этих случаях зону горения называют фронтом пламени. Вследствие большой скорости реакции концентрация активных центров во фронте пламени не успевает прийти к равновесию и обычно на несколько порядков превышает равновесную концентрацию при максимальной температуре пламени. Значительно превышающие равновесные значения имеют также концентрация электронов и интенсивность излучения фронта пламени. Однако абсолютные концентрации, активных частиц, как и концентрации электронов (и ионов) во фронте пламени, относительно невелики, а излучение света не играет существенной роли в тепловом балансе горячих пламен. Поэтому даже значительные отклонения концентраций атомов, радикалов и ионов и интенсивности излучения от равновесных значений не могут сказаться на величине конечной (максимальной) температуры Замени, устанавливающейся по завершению реакции горения на границе фронт пламени — зона сгоревших газов п определяющейся термодинамическим равновесием продуктов реакцип. [c.477]

Крупные капли могут пройти через фронт пламени (особенно если его размеры малы, а скорость струи велика), лишь частично испарившись в зоне подогрева. В этом случае вокруг каждой капли устанавливается диффузионное пламя, а толщина общего фронта пламени будет увеличена — он будет как бы размыт. [c.530]

Увеличивая скорость потока смеси и меняя в нем а, можно видеть переход от ламинарного к турбулентному течению вследствие появления вихревых движений и пульсаций ясно очерченный конусный фронт пламени размывается, его толщина возрастает, пламя становится неустойчивым, стремится оторваться или проскочить внутрь горелки. [c.264]

Постепенное распространение огня переносится на конструкции, материалы и оборудование, находящиеся в помещении. Определяющую роль в этом процессе играют возгораемость и распространение пламени по поверхности. Пламя распространяется по поверхности сгораемого материала со скоростью нагрева еще не горящих участков поверхности. Теплообмен между фронтом горения и этими участками объединяет вышеназванные механизмы. На скорость распространения пламени в этом случае заметное влияние оказывают ориентация поверхности в пространстве, толщина и теплопроводность сгораемого материала или сгораемой облицовки конструкции, а при их малой толщине — теплопроводность нижележащего материала или подстилающего слоя. [c.73]

Ламинарные пламена, которые получаются при спокойном истечении газов, имеют большее распространение в аналитической практике, поэтому остановимся на их. Пламя имеет сложную структуру (рис. 3.21а). Различают три зоны внутренний конус (/), промежуточную зону (2) и внешний конус (3). Поверз ность внутреннего конуса определяется положением фронта горения. Установлено, что стабильное пламя получается при соотношении скоростей истечения газов и горения 1 (2—3). Внутренний конус полый. В-тонком слое толщиной несколько десятых-сотых миллиметра происходит неполное сгорание смеси. Химические реакции, которые протекают в этом слое, являются [c.55]

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]

Наиболее серьезные трудности возникают при исследовании третьего режима горения (К > 1), когда неустойчивость пламени несущественна, а колмогоровский масштаб меньше толщины нормального пламени. В этом случае пламя оттесняется в глубь турбулентной жидкости и задача не сводится к описанию поля инертной примеси. Найден, однако, ряд полезных упрощений. В частности, установлено, что фронт пламени остается непрерывной поверхностью и-что он не проникает в сильно турбулизиро-ванные области, возникающие из-за внутренней перемежаемости. В слабо турбулизированных областях следует рассмотреть внутреннюю структуру зоны реакций и ее крупномасштабные колебания. Ири этом химическая кинетика и характеристики молекулярного переноса, существенно влияющие на процесс горения и в этом режиме, войдут только в решение внутренней задачи. Конкретные пути реализации эгой программы в настоящее время неясны. [c.256]

В тех случаях, когда течение смеси превращается из ламинарного в турбулентное, либо когда течение спокойное, но есть отдельные пульсации, пламя распространяется гораздо быстрее, чем в отсутстие пульсаций. Причем по мере увеличения интенсивности пульсаций пламя ускоряется. Когда нет пульсаций, фронт пламени плоский и тонкий. При наличии пульсаций фронт пламени выглядит существенно более толстым. Однако мгновенные фотографии пламени (рис. 7.7 [12]) показывают, что на самом деле фронт пламени сильно искривлен, но из-за того, что изогнутые участки пламени перемещаются нерегулярным образом, при визуальном наблюдении и на фотографиях с длительной экспозицией получается гладкая огибающая поверхность. Подобная деформация пламени соответствует случаю, когда масштаб пульсаций много больше толщины фронта пламени. В случае, когда масштаб пульсаций мал по сравнению с толщиной фронта пламени, фронт пламени не деформируется и внешне не отличается от фронта ламинарного пламени. Однако несмотря на искривление и нерегулярные колебания фронта пламени под действием пульсаций, существует огибающая поверхность, которая распро- [c.149]

Карловиц рассмотрел теоретически механизм генерации дополнительной турбулентности во фронте турбулентного аламени [26]. На рис. 7.14, для упрощения задачи, изображен элемент фронта волны турбулентного горения. Область, ограниченная пунктирными линиями, есть зона свечения. Она соответствует толщине пламени, получаемого на фотографиях с длительной экспозицией. Мгновенное положение фронта пламени показано на рисунке двойной сплощной извилистой линией. Введем угол наклона ф между нормалью элемента поверхности фронта dA и направлением распространения турбулентного пламени. Так как ламинарное пламя распространяется перпендикулярно элементу фронта dA, то увеличение скорости течения газа во фронте будет равно разности между скоростью течения сгоревшего газа относительно фронта пламени и скоростью горения [c.160]

При сжигании неподвижной газовоздушной смеси, например, в трубке небольшого диаметра, фронт пламени представляет собой слой весьма малой величины (толщины). Рассматриваемая в этом случае нормальная скорость распространения пламени определяется скоростью, с которой пламя перемещается по нормали относительно невоснла-мененной смеси. Скорость распространения пламени в трубках (каналах) в значительной мере зависит от диаметра последних. Увеличение диаметра трубки способствует появлению возмущений и искривлений фронта пламени, что приводит к повышению скорости распространения пламени. [c.8]

Различают два метода испытаний метод К и метод F. В соответствии с методом К пламя от горелки подносится к нижней кромке испытываемого образца размером 190X190 мм, а согласно методу F пламя направляется в центр плоского образца размером 230X90 мм, причем толщина образца при этом может быть любой. Горючесть материалов характеризуют временем, которое необходимо для распространения фронта пламени до нанесенной на образце метки. При аттестации материалов результаты испытаний сравнивают с нормативными показателями. Классификация материалов по горючести в соответствии с DIN 53438 приводится ниже [c.356]

Авторы работы [56] изучили критические размеры горения тонких слоев полимеров в зависимости от толщины образца и концентрации кислорода. Образец зажимали между двумя У-образными рамками согласно методике, изложенной в а. с. 587378 СССР. Предельным размером считали расстояние между стенками в момент погасания. При наблюдении за процессом РП было замечено, что граничащие с рамкой слои полимера остаются невредимыми, а граница пламени проходит на некотором расстоянии от рамки. Показано, что ширина пристенного несгоревшего слоя и расстояние меходу границей пламени и краем рамки пропорциональны и растут с понижением Уок- По мере продвижения фронта пламени уменьшается расстояние между стенками несгорев-шие слои сближаются и пламя срывается. [c.34]

Механизм распространения и структура ламинарного нламеня в однородной смеси экспериментально и теоретически хорошо изучены. Ламинарное пламя представляет собой узкую область ( фронт ), отделяюш ую продукты сгорания от свежей горючей смеси и распространяющуюся по горючей смеси вследствие совместного действия процессов молекулярного переноса и химических реакций. Толщина ламинарного фронта пламени, как правило, значительно меньше характерного размера всей области, где происходит горение. [c.167]

Для безопасной работы реактора скорость движения мета-но-кислородной смеси должна значительно превышать скорость распространения фронта пламени в газе. Благодаря большому числу отверстий размером 8—10 мм газовая смесь проходит через решетку 5 со скоростью 30 м1сек, причем вследствие значительной ее толщины (около 200 мм) газ между колосниками не воспламеняется, и пламя образуется только по выходу газовой смеси из каналов решетки 5. [c.27]

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]

В зависимости от свойств топлйва воспламенение может иметь различный характер. Если температура самовоспламенения высока, толщина слоя паров между поверхностью капли и возникающим фронтом пламени велика, фронт пламени возникает при соотношении воздух пары топлива больше соответствующего верхнему пределу воспламенения (вплоть до а порядка 1,5)и пламя распространяется до достижения слоя, в котором концентрация топлива приблизительно равна верхнему пределу, с очень большой скоростью, вплоть до скорости детонации. [c.105]

Образование некоторого количества продуктов сгорания после завершения реакции в первоначальном очаге выбывает реакцию в соседних слоях горючей смеси. При этом возможны два различных механизма возникновения реакций разогрев смеси вследствие теплопроводности илн диффузия активных частиц, например имеющихся в продуктах сгорания атомов водорода, вызывающи.х реакцию. По-видимому, реализуются оба указанных механизма, приводящих к одинаковым результатам в Прилегающих слоях смеси возникает реакция, и пламя стремится распро-l тpaнитi> i по всему объему горючей смеси. Фронт пламени можно определить как граничную зону между горючей смесью и продуктами сгорания. Ширина фронта пламеии всегда мала по сравнению с размерами всего объема газа как будет видно из дальнейшего, зго является условием устойчивости процесса горения. Аналогично толщине пограничного слоя в гидродинамике ширину фронта пламеии можно определить лишь условно, однако это не вызывает К ких-либо практических затруднений. [c.197]

Элементарная теория фронта пламени. Рассмотрим плоское стационарное пламя, в которое втекает поток горючей газовзвеси со скоростью 7о (скорость пламени). Для качественного анализа зависимости скорости пламени от параметров исходной смеси можно воспользоваться простейшей схемой Малляра и Ле-Ша-телье (см. Р. УШ1атз, 1964 Я. Б. Зельдович и др., 1980). При определяющей роли молекулярной теплопроводности поток тепла из зоны горения приближенно равен %1 Та — Ть)/Ах, где Таш Тъ — температуры горения (за фронтом пламени) и воспламенения смеси, Ах — толщина зоны горения. При отсутствии тепловых потерь весь этот тепловой поток идет на разогрев втекающей в пламя горючей смеси (рюс, + ргоСг) о (Гб — Г ). Таким образом, для скорости фронта плалюни получим [c.415]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология