Поверхность фронта пламени

Увеличение скорости распространения фронта пламени с ростом турбулентности горючей смеси происходит также вследствие искривления и увеличения поверхности фронта пламени и имеет очень важное значение для обеспечения нормального сгорания смеси в двигателе при различных числах оборотов. С увеличением числа оборотов непрерывно уменьшается время, отведенное на процесс сгорания смеси в двигателе. Одновременно усиливается вихревое движение смеси за счет увеличения скорости поступления смеси через впускной клапан, что приводит к росту скорости распространения пламени. Влияние турбулентности рабочей смеси на скорость распространения фронта пламени [19] показано ниже [c.56]

Скорость распространения пламени может быть оценена и как объем свежей смеси, сжигаемый на единице поверхности фронта пламени в единицу времени. В теплотехнике используется также понятие массовая скорость сгорания смеси , представляющая собой количество вещества, воспламеняющегося на единице поверхности пламени в единицу времени (С/нр). [c.128]

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]

Определяющее влияние на скорость распространения пламени (скорость горения) оказывает турбулизация горящей смеси, т. е. неупорядоченное движение отдельных объемов газа. Это приводит к неодинаковому развитию поверхности фронта пламени при общем увеличении его поверхности и соответствующему росту скорости его распространения. [c.184]

Очевидно, что все участки фронта пламени, независимо от его формы, вполне равноценны . На каждом квадратном сантиметре поверхности фронта в единицу времени сгорает одно и то же количество горючей среды. Из этого следует, что величина поверхности фронта пламени (а значит, и его форма) представляет собой один из главных факторов, определяющих интенсивность суммарного процесса горения. Искривления, обусловливающие увеличение поверхности пламени, вызываются движением газа в зоне горения. [c.7]

Увеличение скорости распространения фронта пламени с ростом турбулентности горючей смеси происходит также вследствие искривления и увеличения поверхности фронта пламени и имеет очень важное значение для обеспечения нормального сгорания смеси в двигателе при различных числах оборотов. С увеличением числа оборотов непрерывно уменьшается время, отведенное на процесс сгорания смеси в двигателе. Одновременно усиливается вихревое движение смеси за счет увеличения ско- [c.154]

Скорость движения фронта пламени относительно исходной смеси, направленная по нормали к поверхности фронта горения в данном месте, называется нормальной скоростью распространения пламени. Поскольку для данной смеси на единицу поверхности фронта пламени в секунду сгорает всегда одно и то же количество вещества т, то при перемещении плоского фронта нормальная скорость распространения пламени определится как и = /и/ро, где т — массовая скорость сгорания ро—плотность исходного холодного газа. При распространении пламени в трубке с радиусом Я фронт пламени вследствие движения газа искривляется, и скорость распространения фронта пламени = и Р/лЯ , где Р — поверхность фронта пламени. [c.123]

В. А.. Михельсон расчетным путем определял форму конуса пламени (в предположении постоянства скорости нормального распространения пламени и ). Он интегрировал уравнение, описывающее форму поверхности фронта пламени, [c.130]

Допуская, что газовая смесь запылена равномерно в пространстве и во времени, можно считать, что в равные промежутки времени через фронт пламени проходит равное количество пыли. При этом условии число частиц, находящихся в каждый момент времени на единичной площади поверхности фронта пламени, составит [c.94]

Благодаря быстрому протеканию реакций горения в гомогенной смеси фронт пламени имеет малую толщину в направлении его распространения и является границей между исходной смесью и продуктами горения. Так как в этом случае реакция горения в разных элементах объема смеси протекает неодновременно, то приведенное выше определение скорости гомогенной реакции здесь непригодно. Вместо этого в качестве характеристики скорости процесса вводится понятие нормальной (иначе, фундаментальной) скорости распространения пламени. Она представляет собой линейную скорость перемещения фронта пламени Ун, м/с, относительно исходной горючей смеси в направлении нормали к поверхности фронта. Эта скорость может быть выражена также количеством исходной горючей смеси, реагирующей в единицу времени на единице поверхности фронта пламени [c.20]

Если продолжать рассматривать плоскую задачу возмущения фронта пламени, то площадь поверхности фронта пламени (при единичной протяженности в направлении оси г) будет прямо пропорциональна высоте волн, образовавшихся на поверхности раздела, т. е. пропорциональна абсолютной величине бх, которое выражается формулой (38.20). Как было показано несколько выше, величина может, при известных условиях, колебаться с периодом, вдвое превосходящим период акустических колебаний, а тогда абсолютная величина А будет изменяться [c.341]

Для определения численных значений Ын методом горелки достаточно поделить расход газовоздушной смеси в единицу времени Уа на поверхность фронта пламени Р [c.25]

Для случая ведущей реакции в газовой фазе количество сгорающего вещества на единицу поверхности фронта пламени при заданном давлении есть определенная величина. При установившемся режиме горения из конденсированной фазы в газовую поступает как раз такое количество промежуточных продуктов, которое пламя при данной поверхности может переработать независимо от того, какова плотность исходного вещества. Саморегулировка подачи нужного количества промежуточных продуктов осуществляется изменением расстояния от зоны реакции газовых [c.103]

Как отмечалось в разд. 1.6, в результате искрового зажигания (от электрической искры) в газовой смеси образуется пламя, способное к самостоятельному распространению. Процесс зажигания длится с момента начала искрового разряда до установления режима устойчивого распространения пламени. Здесь существуют по крайней мере две проблемы. Одна из них — формирование очага пламени при искровом разряде, а другая — неустойчивое распространение пламени этого очага. На рис. 3.1—3.3 показаны различные примеры развития очага пламени, или начального пламени, в процессе зажигания. Причем на рис. 3.1 и 3.2 приведены примеры успешного зажигания, а на рис. 3,3—пример неудачного зажигания из-за недостаточной энергии искры [1]. На рис. 3.4 показана зависимость (от времени) изменения произведения скорости горения 5 на температуру пламени Т в трех упомянутых случаях. Величина этого произведения измерена косвенным образом по измерениям скорости роста объема очага пламени и площади поверхности фронта пламени [1]. В случае устойчивого распространения пламени в использовавшихся в этих экспериментах водородсодержащей и пропановой газовых смесях значения произведения скорости горения (см/с) на температуру пламени (К) составили соответственно 1-10 и 9,8-10 (штриховая горизонтальная линия на рис. 3,4). О времени задержки переходного процесса при зажигании можно сделать следующие выводы. В на- [c.29]

Действительная площадь искривленной поверхности фронта пламени определяется формулой [c.160]

Решение. Максимальную поверхность фронта пламени определим как поверхность описанной сферы с коэффициентом запаса 1,5 [c.24]

АСПВ допускает воспламенение взрывоопасной газовой смеси и включается сразу же после возникновения взрыва. Принцип действия системы состоит в следующем. После воспламенения взрывоопасной горючей парогазовой смеси излучение поверхности фронта пламени мгновенно распространяется по объему защищаемого участка трубы. После того как интенсивность этого излучения достигнет регистрируемой индикатором величины, система индикации срабатывает и подает исполнительный командный электросигнал (за 1—3 мс) на систему впрыска ингибитора (рис. Х-4.). По этому сигналу включается пороховой аккумулятор давления. Под действием давления пороховых газов огнетушащая жидкость, разрушив герметизирующее покрытие на распылительном устройстве, впрыскивается в защищаемый участок трубы в течение 5— 10 мс под постоянным давлением 3,4—40 МПа со скоростью истечения 150—200 м/с. Распространяясь по защищаемому объему аппарата, струи ингибитора распадаются на отдельные капли и, испаряясь и смешиваясь с газовой средой факельной трубы, нейтрализуют взрывоопасную горючую газовую смесь, локализуя тем самым очаг взрыва в зоне его возникновения. [c.223]

Возможные режимы недетонационного горения отличаются скоростями распространения пламени, что обусловлено неодинаковым развитием поверхности фронта пламени. Быстрое горение в замкнутом объеме, когда скорость распространения пламени равна ие скольким сотням метров в секунду, обычно называют взрывом. [c.21]

Возможные режимы обычного горения отличаются только Kopo Tiiio распространения пламени. Это различие обусловлено одинаковым развитием поверхности фронта пламени. Достаточно быстрое сгорание (скорость пламени равна сотням метров в секунду) нри заметной турбулизации горения называют взрывом. Следует подчеркнуть условность такой классификации медленное горение отличается от взрыва только величиной поверхности пламени, а значит, и его скоростью граница между обоими режимами устанавливается произвольно. [c.131]

Завихрения газов искривляют фронт пламени и увеличивают его площадь, но не изменяют его толщины и характера протекающих в нем процессов. Например, на единице поверхности фронта пламени всегда ежесекундно сгорает одно и то же количествогорючего вещества Зная площадь фронта пламени 5 можно 162 [c.162]

Несколько более детализированный подход к описанию турбулентного пламени был разработан А. Г. Прудниковым с сотрудниками [7, 8). Этот подход основывался на экспериментальных данных [9, 10], показавших, что распределение температуры при турбулентном горении является случайным полем. Эксперименты Кокушкина Н. В. [9, 10] показали, что распределения температур таковы, как будто в факеле турбулентного пламени колеблется тонкая поверхность — фронт пламени. Используя этот факт, удалось отделить задачу об описании распределения параметров в факеле пламени от задачи об определении скорости горения. Стало возможным при известной скорости горения получить скорость распространения и вообще многие характеристики факела. Однак(. предложенные А. Г. Прудниковым способы расчета скорости горения требуют экспериментального определения параметра а , характеризующего смешение до молекулярного состояния в турбулентных потоках. [c.8]

Настоящая статья носвящепа построению приближенного метода газодинамического расчета и экспериментальному исследованию свободного турбулентного диффузионного газового факела, образованного горелкой типа труба в трубе . При этом задачей расчета были нахождение полей средних по времени скоростей, температур и концентраций, а также координат осредненной поверхности фронта пламени в любом поперечном сечении факела без разделения его на участки. [c.52]

Возможно было, однако, получить в приведенной методике расчета приближенное постоянство значений указанных функций на фронте пламени. В этом случае изложенный подход к расчету и сам расчет изучаемого факела представлялись более простыми и наглядными, нежели поиск альтернативного решения путем итера ционного уточнения первоначально выбранной (строго говоря, произвольной) формы поверхности фронта пламени, а уже затем нахождения выран ений для определения поперечных профилей искомых характеристик. Более того, приближенно постоянные значения коэффициентов позволили бы весьма просто находить координаты фронта пламени в любом сечении факела. Эти соображения и определили попытку отыскания решения в указанном виде. [c.59]

Специальные опыты (рис. 2) показали, что координаты средней по врел1бни поверхности фронта пламени, определенные при помощи измерения электропроводности в поперечных сечениях факела, практически полностью совпадают с координатами, определенными по поперечным профилям температур. [c.63]

Для получения расчетной формулы Ми-хельсон [Л. 81] интегрировал дифференциальное уравнение, описывающее форму поверхности фронта пламени по закону соз<р (в цилиндрических координатах) [c.85]

Из этой формулы видно, что время горения летучих веществ не зависит от. концентрации кислорода, но в то же время наблюдается заметная зависимость диаметра окружающей частицу сферы пламени от концентрации кислорода. Так, например, при выгорании частицы в воздухе отношение диа1метра сферы пламени к диаметру частицы составляло в среднем 3,3, а с понижением концентрации кислорода поверхность фронта пламени существенно возрастала. [c.44]

Выше, в конце 38, уже говорилось, что для того, чтобы колебания поверхности фронта пламени могли играть роль механизма обратной связи, поддерживаюш,его акустические колебания среды, период этого волнообразования должен быть вдвое больше периода акустических колебаний (в переменной равного я). Поэтому для анализа изаимодействия волнообразования на поверхности пламени и акустических колебаний следует рассматривать только те диапазоны значений т , для которых Сх является отрицательной веш ественной величиной. При этом наибольший интерес представляет первый из этих интервалов 1,39<иг2<9, который соответствует [как это следует из формулы (49.3)] наименьшим амплитудам смеш ений среды при акустических колебаниях Ац. [c.444]

Отклонение поверхности фронта пламени от конической вызывается неравномерностью скоростей потока и распространения нламени по сечению трубки или сопла. [c.143]

Величина нормальной скорости распространения пламени остается примерно постоянной по всей поверхности свободно перемещающегося пламени. Это положение базируется на постулате Г у и Форма фронта пламени всегда устанавливается таким обра--зам, что количество газа, сгорающего на единице поверхности фронта пламени, остается приблизительно постоянным . [c.218]

Метод Зельдовича и Франк-Каменецкого можно использовать и для описания горения однородной смеси в общем случае. Для этого следует решить уравнение теплопроводности без источников с двумя граничными условиями 1) на поверхности фронта пламени температура равна температуре продуктов сгорания и 2) на бесконечном удалении от фронта пламени температура равна температуре свежей смеси. Еще одно граничное условие для скачка производной от температуры по нормали к зоне реакций определяет положение фронта пламени. [c.9]

Анализ результатов расчета показывает, что последний эффект обусловлен взаимодействием двух процессов. С одной стороны, по мере удаления от сопла положение осредненной поверхности фронта пламени (т.е. поверхности = при 1ижается к оси факела, т.е. перемещается в область, где интенсивность пульсаций концентрации a/средней температуры. С другой стороны, по мере удаления от сопла зпзеличивается излучение. Такое увеличение связано с тем, что в процессе смешения расстояние между двумя близко расположенными поверхностями z=Zih z =Z d2 растет (см. 3.8), т.е. увеличивается излучающий объем и, следовательно, потери тепла. Оба указанных эффекта взаимно компенсируются. В целом излучение и пульсации концентрации примерно одинаково влияют на среднюю температуру. [c.185]

Рассмотрим теперь горение в турбулентном потоке. Основная информация об этом процессе получена при измерениях аналогов величин и S , соответственно скорости распространения турбулентного яламени и, и протяженности зоны горения 6г. Эти понятия определены, однако, не столь четко, как в теории ламинарного горения. Напомним, что величина 4 характеризует удельную скорость переработки свежей смеси на поверхности фронта пламени и равна отношению объемного расхода смеси к площади его поверхности. Такую поверхность можно определить равенством с = = Со = onst. Как свидетельствуют проведенные выше оценки, толщина фронта пламени мала по сравнению с характерными размерами задачи. Следовательно, площади разных изотерм с = Со слабо отличаются друг от друга. В турбулентном потоке величина 6, всегда порядка характерного размера задачи, и поэтому площади осредненных изотерм (с) = Со = = onst значительно различаются. [c.217]

При определении площади поверхности фронта пламени этим методом возникает еще одна серьезная проблема. Например, как показано на рис. 6.3, положения фронта пламени, полученные обычной фотографией (яркая полоса, видимая невооруженным глазом), шлирен- и теневой фотографией, различаются. Тогда какое же из них использовать при определении скорости горения Есть различные подходы, приемлемость того или другого еще дискутируется. Эта проблема, включающая и оптический аспект, является предметом дальнейших исследований. Предполагается, что правильному определению скорости горения соответствует внутренняя граница фронта пламени на теневой фотографии. Эта граница является нижней границей градиента температуры во фронте пламени. Однако есть данные, что из-за оптических факторов такой выбор неверен. С сокращением расстояния I [c.116]

Рассмотренные выше методы являются методами измерения скорости горения в ламинарных потоках при измерениях скорости горения в турбулентных потоках применяются аналогичные методы. При наличии турбулентности в газовой смеси фронт пламени искривляется и, кроме того, непрерывно беспорядочно колеблется. Следовательно, понятие скорости горения в этом случае относится к усредненному фронту пламени. В лабораторных условиях горение в турбулентных потоках трудно наблюдать, если горение происходит не в горелке. Именно поэтому горелку и применяют в этом случае. На правом снимке рис. 6.10 показана одна из мгновенных фотографий пламени в турбулентном потоке горедки. При использовании методов измерений скорости горения по углу наклона пламени и по площади фронта пламени необходимо определить усредненную по времени и пространству поверхность фронта пламени, имеющего неоднородность, аналогично показанной на рисунке. При фотографировании пламени горелки в турбулентном потоке с большой выдержкой получаем снимок усредненного фронта пламени, как показано на левом снимке рис. 6.10, неоднородности которого размыты из-за многократного наложения мгновенных изображений фронта пламени. В одном из методов [20] используется для расчетов поверхность, средняя между внешней и внутренней границами размытого изображения пламени. Однако вопрос о том, является ли правильным выбор этой поверхности в качестве усредненной — остается невыяснен. Такой метод приводит к большим индивидуальным ошибкам при измерении, и повторяемость результатов крайне низка. Взамен этого метода [c.125]

Вновь вернемся к эксперименту Дамкелера по бун-зеновским пламенам. Для определения скорости горения Дамкелер использовал метод, разработанный для ламинарных бунзеновских пламен и перенесенный им на турбулентные бунзеновские пламена 5т—У/А (где 1 —объемный расход газа Л — поверхность фронта пламени). В этом методе важно установить истинное положение фронта пламени. При наличии пульсаций фронт пламени искривляется, испытывая беспорядочные колебания. На фотографиях пламени, полученных с длительной экспозицией, можно обнаружить две огибающие поверхности внутреннюю и внешнюю. Если в качестве основы взять внешнюю поверхность, то скорость горения, определенная на этой по-верхности, окажется в хорошем согласии с 5л. Внутренняя поверхность дает более высокую скорость горения именно ее и принял Дамкелер за основу при определении скорости турбулентного горения 5т. Этот метод, как будет показано ниже, слабо обоснован и дает, по-видимому, не совсем правильные результаты. [c.154]

Продукты горения от фронта пламени должны отходить с большей скоростью, чед1 скорость так как они в процессе горения нагреваются и расширяются. Скорость распространения пламени по отношению к свежей смеси и продуктам горения, таким образом, должна быть различна. Соотношение между этими скоростями можно определить, используя закон сохранения веса вещества. Для единицы поверхности фронта пламени справедливо соотношение [c.91]