Скорость проскока пламени

Если скорость газа в какой-либо точке поверхности пламени сделается меньше скорости горения, пламя будет проскакивать обратно через трубку. В широких трубках пламя принимает форму, показанную на фиг. 35а. Как видно, при уменьшении скорости потока условие проскока пламени против потока достигается прежде всего в слое О, на некотором расстоянии от стенки. В этом слое действие трения на газовый поток оказывается существеннее, чем влияние охлаждающего действия стенки на скорость горения. В слоях, лежащих еще ближе к стенке, соотношение этих эффектов будет обратным и фронт пламени изгибается кверху. В центре жр трубки скорость газа превышает нормальную скорость горения. Форма пламени обычно асимметрична вследствие чувствительности [c.202]

В инжекционных горелках для смешения топлива с воздухом используется инжекционное действие газа, быстро вытекающего из сопла в смеситель. В промышленных печах чаще используются горелки среднего давления с давлением газообразного топлива 1,3—3 ama. В этих горелках инжектируется 80—100% воздуха, необходимого для горения (в соответствии с требуемой длиной пламени). Так как в камеру сгорания поступает хорошо подготовленная смесь газа с воздухом, то она быстро сгорает с образованием короткого и несветящегося пламени. Пламя можно получить еще более коротким или вообще устранить его путем пропускания смеси газа и воздуха через узкие отверстия или щели керамической вставки у устья горелки. Поверхность керамической вставки со стороны печи раскалена до высокой температуры, при которой смесь очень быстро сгорает. Газ горит только вблизи поверхности керамической вставки, так как теплопроводность этого материала настолько мала, что смеси, протекающей через щели со скоростью большей, чем скорость распространения пламени (в результате чего не может произойти проскока пламени в смесительную камеру), достаточно, чтобы охладить щели до температуры ниже температуры воспламенения. Оба типа этих горелок приведены на рис. А, Б. У некоторых новейших типов этих горелок используется пористый керамический материал, в котором поры выполняют функцию отверстий. [c.40]

Метан и кислород подогревают раздельно до 600°. Эти газы смешиваются в головке форсунки затем скорость газов уменьшается, так как камера смешения постепенно расширяется. Форсунка представляет собой керамический блок со многими цилиндрическими каналами, из которых смешанные газы вытекают с такой скоростью, что проскок пламени или взрыв невозможны. При этом образуется плоское пламя толщиной в несколько сантиметров. Вследствие высокой скорости газов реакционная смесь после пламенной зоны вполне однородна. Температура газовой смеси достигает 1400° эту смесь моментально охлаждают до 80°, впрыскивая в нее воду. Продукты реакции имели следующий приближенный состав (в объемных процентах) [c.278]

Если скорость истечения газовой смеси из сопла приблизительно равна скорости распространения фронта пламени, мы получим стабильное горение (рис. 79, а). Если скорость истечения выше, чем скорость горения, то пламя сорвется с горелки и будет гореть на некотором расстоянии от среза сопла (рис. 79, б) или вообще исчезнет. Если скорость истечения газов меньше скорости горения, то пламя затягивается внут ь ( проскок ). [c.126]

На рис. 30.20 приведена принципиальная схема пламенного спектрофотометра. Одной из основных частей пламенного фотометра или спектрофотометра являются распылители и горелки. В пламенной фотометрии применяют горелки двух типов нераспыляющие (ламинарные) и распыляющие (турбулентные). Нераспыляющие горелки имеют внешнюю распылительную систему. Образуемые в ней аэрозоли вместе с газом-окислителем подаются в конденсационную камеру — смеситель, где смешиваются с горючим газом и затем попадают в пламя горелки. В комбинированных горелках-распылителях окислителя применяют кислород. Для стабилизации режима горения таких горелок необходимо увеличивать скорость истечения газов из сопла горелки, что делает поток газов турбулентным. В горелках такого типа анализируемый раствор втягивается газом-окислителем в капилляр и затем распыляется в реакционную зону пламени. Существенной частью нераспыляющих горелок являются их наконечники с тонкой защитной сеткой или щелевые, обеспечивающие равномерное горение пламени без проскока его в корпус горелки. [c.695]

В горелке предварительного смешения раствор распыляют в виде аэрозоля с помощью окислителя через смесительную камеру. Полученную в результате смесь аэрозоль-окислитель затем смешивают с горючим перед введением в горелку. В отличие от предыдущего способа, в камере происходит отделение более крупных частиц аэрозоля. Это приводит к тому, что в пламя поступают более мелкие частицы аэрозоля, что обеспечивает полное испарение капель и атомизацию частиц. Однако эффективность перевода пробы в аэрозоль обычно порядка 5%. Такие пламена имеют ламинарную структуру. Для горелок предварительного смешения существенно, чтобы скорость смеси горючее-окислитель на выходе была выше скорости распространения пламени, чтобы избежать проскока и взрыва. [c.18]

В конструкциях всех устройств для сжигания топлива с полным перемешиванием газа и воздуха до входа в горелочный туннель есть общие черты. Для предотвращения обратного удара (проскока) пламени в горелку горящая смесь должна входить в печное пространство со скоростью, большей скорости распространения пламени. Чем больше скорость струи горючей смеси, 7ем больше расстояние точки воспламенения от устья горелки, если не предусмотрены средства для торможения всего или части потока. Горение начинается в той точке струи, где ее скорость равна скорости распространения пламени, при условии, что температура смеси газа и воздуха равна или выше температуры воспламенения. Если эта точка расположена в устье горелки (предельный случай), пламя может проскочить в горелку. [c.72]

Измерение скоростей затруднительно, особенно в горелке, направленной в печь. Изготовители горелок обошли это затруднение следующим образом. Для каждой горелки существует определенное отношение между скоростью газа и падением давления в ней. Это положение относится и к горелкам с предварительным смешением и к турбулентным. Если на испытательном стенде горелка работает некоторое время с нормальной мощностью, то, повышая давление и увеличивая расход газа и воздуха, достигают давления, при котором пламя гаснет при испытании на открытом воздухе или выносится из горелочного блока, если горелка направлена в горящую печь. Наоборот, если напор перед горелкой постепенно снижается, то при определенной величине в горелках предварительного смешения получается проскок пламени, а в турбулентных горение проникает в сопло. [c.86]

Бунзеновское пламя является типичным примером стабилизации посредством описанного выше механизма. Устойчивость этого пламени часто экспериментально изучалась при двух предельных условиях — при проскоке и срыве пламени. Установлено, что состав смеси, при котором наблюдаются эти пределы, в значительной степени зависит от пограничного градиента скорости [11, 12]. [c.95]

Однако при исследовании устойчивости бунзеновского пламени встречаются некоторые трудности. К ним относятся разбавление горючей смеси окружающей атмосферой и сильное расхождение потока вблизи нижнего края пламени, где условия являются важными при определении устойчивости пламени. Следовательно, в расчет пределов устойчивости обычным методом вносятся ошибки. Кроме того, критерий устойчивости может быть изучен только при двух предельных условиях — проскоке и срыве. Эти условия находятся на границе неустойчивости предел скорости при проскоке определяется охлаждением стенки горелки, а предел скорости при срыве — разбавлением окружающей атмосферой. Хотя пламя вблизи выхода из горелки между этими двумя пределами устойчиво, критерий устойчивости в этих условиях изучить нельзя, так как не известен профиль скоростей пламени. [c.95]

В случае использования предварительно приготовленных смесей воздуха и природного газа проскок можно было устранить, устанавливая лопасти с помощью диска диаметром 125 мм, в результате чего возрастала скорость газа между лопастями. Полученные нами пламена очень напоминали пламена, полученные ранее в работе [1]. В этой работе использовалась циклонная установка несколько меньших размеров, в которой, вероятно, создавалось более интенсивное поле циклонных потоков. При молярных отношениях воздуха и природного газа больше 7 1 пламена в туннеле стабилизировались в форме полых цилиндров, простирающихся до задней стенки вихревой камеры, и выступали из выходного отверстия туннеля. Наиболее интенсивным цвет пламени, как правило, был при соотношении воздух/газ порядка 9. При больших соотношениях интенсивность пламен уменьшалась, и они уменьшались по диаметру и длине. При соотношениях, равных примерно 12 1 — 15 1, пламена срывались. Перед самым срывом пламена становились весьма неопределенными и образующиеся в них продукты сгорания были сравнительно холодными. [c.377]

Обратный проскок пламени можно предотвратить, подобрав такие размеры каналов в горел очном блоке, при которых скорость газа превышает скорость распространения пламени. Смесь газов можно подать в зону горения только в том случае, если линейная скорость поступающего потока меньше скорости тушения потока, т. е. скорости, при которой пламя отрывается. Скорость тушения потока зависит от диаметра канала, по которому проходит смесь газов. Экспериментальные данные показывают, что скорость тушения быстро уменьшается с увеличением диаметра канала (в тех случаях, когда диаметр не превышает 10 мм). При диаметрах более 10 мм отверстие канала оказывает небольшое влияние. Скорость тушения в этом случае составляет 10,05—10,66 м/сек. В старых конструкциях горелочного блока газовые каналы имели максимальный диаметр 10 мм, в более новых эта величина достигает 20, а иногда и 35 мм. [c.150]

Как правило, горелки с предварительным смешением могут работать без засорения с растворами, содержащими несколько процентов твердого вещества. Засорение при более высоком содержании твердых веществ происходит в результате осаждения материала на горячей прорези, откуда выходят газы пламени. Если расширить прорезь, засорение уменьшается, но возрастает опасность обратного проскока пламени. Некоторые исследователи применяли низкотемпературные пламена, чтобы использовать более широкую щель. В нашей работе с воздушно-ацетиленовыми пламенами в 10-сантиметровой горелке максимальная безопасная ширина щели составляла 0,63 мм, однако, этот размер зависел от применяемой скорости потока газа. Растворы, содержащие до 5% твердых веществ, создавали в этой горелке очень небольшое засорение. [c.35]

Амос и Томас показали, что алюминий удобно определять в пламени кислород — ацетилен — азот, причем присутствие азота уменьшает скорость сгорания смеси, снижая тем самым потенциальную возможность проскока пламени, без заметного снижения его температуры. Авторы обнаружили также, что замена в пламени азота аргоном не изменяет чувствительности определения. Уиллис [83] исследовал температуру и скорость распространения различных пламен, используя в качестве окислителей окислы азота, а в качестве горючего — ацетилен. Согласно литературным данным, различные комбинации этих газов дают почти такую же температуру, как у оксиацетиленового пламени, а скорость распространения, как у смеси воздух — ацетилен. Некоторые из этих данных помещены в табл. ИЛ. Выдающийся успех был достигнут при использовании закиси азота. Сейчас имеется возможность получить достаточную чувствительность при определении любого металла, работая с пламенем столь же безопасным, как пламя воздух — ацетилен. Следует отметить, что многие значения чувствительности и пределов обнаружения (см. табл. П1. 1 на стр. 54) были получены с пламенем закись азота — ацетилен. [c.38]

Если скорость газовоздушной смеси в направлении, нормальном к поверхности конуса горения, станет ниже скорости распространения пламени, то произойдет обратный удар, и пламя проскочит через огневые отверстия внутрь горелки. Обратный удар (проскок) пламен является недопустимым в эксплуатации явлением, т. к. приводит к горению смеси внутри горелки, ее нагреву, нарушению инжекции первичного воздуха и неполноте сгорания газа. Обратный удар пламени обычно сопровождается хлопком с последуюш,им шумом при горении газовоздушной смеси внутри горелки. Во многих случаях горение при хлопке может прекратиться, и в топку или в помещение будет выходить несгоревший газ [4]. [c.299]

Количество первичного воздуха в газовоздушной смеси является одним из основных факторов, влияющих на скорость распространения пламени. В смесях, в которых содержание газа превышает верхний предел его воспламеняемости (взрываемости), пламя вообще не распространяется. С увеличением количества первичного воздуха в смеси скорость распространения пламени увеличивается, достигая наибольшей величины при содержании воздуха около 90% от теоретически необходимого. Из этого следует, что при увеличении подачи первичного воздуха в горелку создается смесь, более бедная газом, способная гореть быстрее и вызвать проскок пламени внутрь горелки. Поэтому при увеличении нагрузки горелок увеличивается сначала подача газа, а затем воздуха, а при уменьшении нагрузки наоборот. По этой же причине в момент зажигания горелок первичный воздух не должен в них поступать, горение сначала идет за счет вторичного воздуха и по мере увеличения нагрузки горелок в них подают первичный воздух. [c.150]

Для быстрых и точных испытаний высокоэффективных фильтров применяется фотоэлектрический метод с натриевым пламенем Основу его составляет чрезвычайно чувствительный визуальный компаратор . Аппаратура состоит из распылителя, испарительной трубки и водородной горелки, нижний конец которой соединен с небольшой камерой. Аэрозоль хлорида натрия образуется распылением его 2%-ного раствора и высушиванием капелек. Аэрозоль протягивается со скоростью 85 л/мин через испытуемый фильтр или респиратор, а затем проходит через упомянутую камеру, откуда часть его втягивается за счет конвекции в водородное пламя. Свет от пламени попадает на фотоэлемент, полученный импульс усиливается и регистрируется. Конвективная циркуляция почти не зависит от скорости течения в камере, и интенсивность желтой окраски пламени, появляющейся при наличии натрия, пропорциональна концентрации аэрозоля. Поэтому прибор может быть прокалиброван с помощью аэрозолей с известной концентрацией и использован для количественных измерений проскока вплоть до 0,001%. Одна из модификаций этого прибора непосредственно указывает, удовлетворяет ли фильтр определенным требованиям если нет, то интенсивность света натриевого пламени превосходит установленный уровень, и вместо- зеленой индикаторной лампочки загорается красная. [c.348]

При возрастании тепловой мощности горелки и достижении скоростью потока какого-то предела поджигающее воздействие зоны оказывается недостаточным — пламя отрывается. Отрыв может быть частичным, когда горение происходит на некотором расстоянии от устья горелки, и полным, когда горение прекращается полностью. Уменьшение тепловой мощности горелки ведет к тому, что на каком-то режиме скорость потока окажется меньше Скорости распространения пламенн — происходит проскок, или обратный удар, пламени. [c.264]

Если скорость истечения будет выше, чем скорость горения, то пламя сорвется с горелки и будет гореть на некотором расстоянии от среза сопла (рис. 82, б) или вообще исчезнет. Если скорость истечения газов меньше скорости горения, то пламя будет затягиваться внутрь ( проскок ). [c.146]

При стационарном режиме скорость вытекания смеси равна скорости нормального распространения пламени, но по мере регулирования горения возможны и нарушения стабильности зоны горения отрыв пламени от кратера горелки или втягивание пламени в смесительную полость горелки (проскок пламени). Высота конуса зоны горения бунзеновской горелки зависит от скорости подачи смеси Wf. При чрезмерном увеличении скорости пламя оторвется, а при слишком малой скорости произойдет проскок. [c.111]

Условия устойчивости горения для смесей различного состава удобно изобразить схематически в виде диаграммы (рис. 2,2). Показанная на диаграмме зона устойчивого горения соответствует допустимому соотношению скоростей горение и истечения потока газов. Если скорость истечения превышает некоторую критическую величину, фронт горения удаляется от краев сопла ( отрыв пламени), и пламя гаснет. Если же, наоборот, скорость истечения слишком мала, может произойти так называемый проскок пламени внутрь горелки. [c.51]

Проскоки пламени, возникающие в этих горелках вследствие падения давления газа ниже предельного, ликвидируются автоматически при восстановлении его, т. е. пламя выдувается из смесителя при увеличении скорости в нем, что является очень ценным свойством таких горелок. Пользуясь этим свойством, горелки разжигают со стороны смесителя. При растопке факел вносится через торцовое отверстие на головке к срезу сопел и газовый кран медленно открывается. [c.139]

Проскок пламени возникает в том случае, если скорость распространения пламени в среде газо-воздушной смеси до каким-либо причинам становится больше скорости движения самой газо-воздушной смеси через выходное отверстие горелки. Скорость распространения пламени в газо-воздушной смеси, достигающая при комнатной температуре 64 см/сек, зависит от различных факторов. Чаще всего проскок происходит при повышении содержания воздуха в смеси. В этом случае следует закрыть газовый кран, чтобы потушить пламя, и затем отрегулировать горелку так, чтобы уменьшить доступ воздуха или соответственно увеличить приток газа. [c.11]

Наличие хлопка указывает на то, что в смесителе горелки образовалась взрывчатая газовоздушная смесь, которая при зажигании мгновенно воспламенилась, и пламя распространилось против движения газа, вытекающего из горелки. Проскок происходит в том случае, когда скорость истечения газовоздушной смеси из горелки меньше скорости распространения пламени. Практически явление проскока происходит тогда, когда у инжекционной горелки низкого или среднего давления при зажигании остался полностью открытым регулятор воздуха, а газ поступает в горелку в недостаточном количестве и, следоватетльно, с малой скоростью. Явление проскока пламени может возникать и у горящей горелки, например, при внезапном снижении ее производительности. Производительность горелки может упасть при резком уменьшении подачи газа, например, вследствие быстрого падения давления газа в газопроводе. Проскок может также произойти в момент выключения инжекционной горелки при открытом регуляторе воздуха, особенно тогда, когда горелка перегрета. [c.88]

Хотя приведенное выше описание является до некоторой степени упрощенным, в нем отражены существенные характеристики процесса стабилизации пламени телами илохообтекаемой формы. К ним относятся следующие характеристики 1) наличие зоны рециркуляции 2) размер зоны рециркуляции, а также температура, скорость и концентрация активных частиц в горячих газах в этой зоне должны быть такими, чтобы втекающая в эту зону свежая горючая смесь воспламенялась и реагировала настолько быстро, чтобы зона рециркуляции находилась в условиях, необходимых для последующего зажигания 3) распространение пламени, которое может быть инициировано в зоне рециркуляции 4) независимо от того, угаснет ли в зоне рециркуляции иламя до того, как распространится по всей смеси, или оно вообще не будет инициировано, химическая реакция и перенос количества движения, тепла и массы на границе горючей смеси и продуктов сгорания, вытекающих из зоны рециркуляции, должны быть такими, чтобы смесь воспламенялась ниже ио потоку, инициируя таким образом другое пламя, способное распространиться по всей камере сгорания 5) распространение пламен должно происходить так, чтобы не нарушался указанный выше механизм инициирования пламени очевидно, что проскок пламени будет нарушать этот механизм. [c.90]

То, что К в предыдущем примере считается равным единице, следует из экспериментальных данных и интуитивных предпосылок, о которых упомянуто выше. Дальнейшие уточнения были бы возможны, если бы был найден метод определения отношения в числе Карловитца независимым способом. Нам кажется, что для этого потребуется определить относительную ширину зоны подогрева и зоны реакции в волне, характеризуемой отношением Ть — Т—Ти). Это позволило бы с более общих позиций подойти к теории расстояния гашения (в том числе для различных геометрических конфигураций, таких, как плоскопараллельные пластинки и цилиндрические трубки) и глубины проникновения при гашении одной поверхностью, измеряемых при помощи отношения SugF, где gp — критический градиент скорости при проскоке пламени [2]. Этот вопрос подробно рассмотрен в нашей книге Горение, пламя и взрывы в газах , 1951 г. Как нам кажется, из изложенного выше следует, что уточненная концепция растяжения пламени могла бы заменить идеальную, но очень сложную теорию, основанную на детальном описании переноса тепла и процессов химической кинетики. [c.598]

Пламена предварительно смешанных газов принято характеризовать скоростью пламени, т. е. скоростью распространения фронта пламени в негорящую смесь топлива с воздухом. Величина этой скорости зависит преимущественно от состава горючей смеси, температуры и давления. В том случае, когда пламя стабилизировано на горелке, скорость фронта пламени может превышать скорость газовоздушного потока, и тогда возникает опасность проскока пламени в подаваемую смесь. Диффузионное пламя не способно к проскоку . (Подробное обсуждение структуры различных пламен можно найти в монографии [2]). [c.556]

Рассмотрим условия, при которых пламя сохраняет устойчивость, т.е. остается неподвижным относительно устья горелки. Известно, что в зоне горения устанавливается динамическое равновесие между стремлением пламени продвинуться навстречу потоку газовоздушной смеси и стремлением потока отбросить пламя от горелки. Однако указанное явление наблюдается в определенном (очень узюм) интервале скоростей истечения газовоздушной смеси из горелки. Когда скорость распространения пламени в какой-либо точке фронта горения превысит скорость истечения газовоздушной смеси, возникает проскок пламени. А в тех случаях, когда скорость газовоздушной смеси во всех точках фронта горения превышает скорость распространения пламени, происходит отрыв пламени. [c.482]

Размеры запальных отверстий должны обеспечивать устойчивость запального пламени в отношении проскока. Конструктивно запалы выполняются в виде щелей, каналов различной формы, латунных сеток, разбивающих поток на отдельные мелкие струи с целью создания равномерного и устойчивого запального пламени. Для газов с большой теплотой сгорания и низкой скоростью распространения пламени иногда применяют двухступенчатые запалы. В этом случае пламя первой ступени поджигает струю горючей смеси, выходящей из второй ступени, расположенной ближе к основному отверстию. Теплота, вьвделяемая пламенем первой ступени, идет на подогрев горючей смеси, вытекающей из второй ступени. Тем самым скорость распространения пламени смеси, вытекающей из второй ступени запала, повышается. Это способствует увеличению предела устойчивого горения в горелке в отношении отрыва пламени и расширения диапазона регулирования ее тепловой мощности. [c.219]

Если скорость выхода ацетилено-кислородной смеси из сварочной горелки (или резака) не соответствует скорости распространения пламени, наблюдается или отрыв пламени от мундштука горелки, когда скорость выхода газа больше скорости распространения пламени, или, наоборот, проскок пламени внутрь горелки, когда скорость выхода газа меньше скорости распространения пламени. Проскок внутрь горелки сопровождается обычно затуханием горелки с хлопком (с ударом), почему он и называется обратным ударом пламени. В результате обратного удара пламя, пройдя по шлангам, может достигнуть ацетиленового генератора и вызвать взрыв. Поэтому ге- [c.23]

Регулируя горение газа, не следует допускать проскока пламени внутрь горелки пли отрыва его, а также горения газа коптящим пламенем. При скорости вытекания газовоздушной смеси из устья горелки меньшей, чем скорость раснространения пламени, пламя проскочит внутрь горелки. Если газовоздушная смесь будет вытекать со скоростью, значительно превышающей скорость распространения пламени, пламя может оторваться от горелки, бздет гореть [c.55]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология