Пламена диффузионные ламинарные

Чтобы показать сходство между пламенами предварительно приготовленных смесей и диффузионными пламенами, следует обратиться сначала к рис. 35, где показаны пределы срыва для пламени смесей бутан — воздух с содержанием бутана от 2 до 28% (под отрывом пламени подразумевается отдаление его от сопла с установлением на некотором расстоянии по направлению потока). Смесь, содержащая 28% бутана, выходит далеко за пределы воспламеняемости, и поэтому ее горение можно рассматривать как диффузионное. В качестве характеристического параметра принят градиент скорости на границе пламени этот параметр позволяет установить достаточно четкую корреляцию данных для одного и того же топлива при неизменном давлении в камере сгорания (в данном случае давление окружающей среды). Если принять за основу градиент скорости, фактически существующий на выходе из сопла, вблизи которого находится пламя, то показатели для ламинарного и турбулентного режимов потока укладываются в данном случае на одной линии. Наряду со сходством пламени предварительно приготовленной смеси и диффузионного пламени между ними существуют и различия. Как видно из рис. 35, отрыв турбулентных диффузионных пламен может происходить на пределе стабильности пламени, после чего пламя стабилизируется в зоне сгорания на некотором расстоянии от сопла. Именно такого типа пламена обычно применяются в промышленной практике. Для срыва этого пламени требуется большое дополнительное увеличение скорости. [c.326]

Диффузионные пламена уже очень давно и широко используются в промышленпости в силовых установках, цементных печах, мартеновских и плавильных печах, печах для термической обработки, в нефтезаводских факелах, камерах сгорания реактивных двигателей и в других аналогичных областях. Тем не менее изучение литературы показывает, что турбулентным диффузионным пламенам, несмотря на их важное промышленное значение, посвяш ено гораздо меньше научных исследований, чем пламенам предварительно смешанных газов и ламинарным диффузионным пламенам. Однако в цели авторов не входит обсуждение опубликованных работ эта глава посвяш ена рассмотрению данных, необходимых для более глубокого понимания природы и методов получения турбулентных диффузионных пламен, а также ознакомлению с различными явлениями, сопровождаюш,ими пламена этого типа. [c.296]

Многочисленные пламена можно классифицировать по начальному физическому состоянию реагентов, дисперсному составу й аэродинамике движения. Такие классификации дают несколько десятков различных типов пламен [1]. Пламена могут быть пламенами газообразных, жидких или твердых реагентов светящимися (содержащими конденсированные продукты) или прозрачными предварительно перемешанными или диффузионными - ламинарными или турбулентными. [c.11]

При горении твердых и жидких горючих образуются диффузионные ламинарные пламена двух типов. Первый тип (колоколообразное пламя) характерен для прозрачных или-слабосветящихся пламен. Максимальная температура в таких пламенах наблюдается в устье пламени. Второй тип пламени не имеет четкой вершины и характерен для светящихся пламен, выделяющих из устья пламени конденсированные частицы. Максимальная температура в пламенах этого типа наблюдается в зоне боковой поверхности пламени. [c.47]

Диффузионное ламинарное пламя представляет собой удобный объект для исследования процесса образования сажи при горении углеводородов. Его можно рассматривать как миниатюрное реакционное устройство, в котором происходит образование сажи. Этот вид горения широко применяется в технике для получения специальных сортов сажи [1—3]. [c.20]

Дополнительные сведения могут быть получены из данных, представленных на рис. 35 и 36. Следует отметить, что пламя должно удерживаться в некоторой точке или зоне этой зоне необходимо уделить особое внимание. В ламинарном диффузионном пламени смежные порции воздуха и топлива взаимно диффундируют друг в друга вблизи торца горелки. На некотором расстоянии, меньшем, чем расстояние погасания, образуется горючая смесь различных компонентов в виде области, толщина [c.327]

Высота диффузионного пламени зависит от многих причин и прежде всего от скорости движения горючих паров и газов. Когда скорость движения потока горючих газов ниже критической, т. е. находится в ламинарной области, высота пламени прямо пропорциональна скорости потока (р пс. 15, схемы /, 2, 3). Однако такое пламя образуется только при очень малой площади горения и малых поперечных сечениях потока газов. Это бывает у таких очагов горения, как газовая горелка, свеча и другие. Например, средняя скорость вступления воздуха в пламя свечи не превышает величины 0,5 м сек, что соответствует значениям критерия Рейнольдса 200—300. Эти величины значительно меньше критических [c.56]

Наиболее типичное диффузионное пламя образуется при воспламенении струи горючего газа, вытекающего из длинной трубки малого диаметра в атмосферу воздуха. Влияние турбулентности в этом случае иллюстрирует рис. 8.1 [1]. Когда скорость струи невелика, течение, естественно, является ламинарным, граница пламени устойчива пламя на вид гладкое горение протекает спокойно. По мере увеличения скорости струи высота пламени возрастает. Однако такая картина наблюдается лишь до некоторой предельной скорости струи. При дальнейшем увеличении скорости струи граница пламени становится неустойчивой, причем, неустойчивость вначале возникает лишь у [c.169]

ЛАМИНАРНОЕ ДИФФУЗИОННОЕ ПЛАМЯ ЛРИ ГОРЕНИИ ГАЗА ИЛИ ГОРЮЧЕЙ ЖИДКОСТИ [c.42]

До сих пор речь шла лишь о высоте диффузионного пламени, возникающего в струе горючего газа, вытекающего из горелки. Возникает вопрос, какую форму имеет диффузионное пламя Этот вопрос много лет тому назад был решен численно Бурке и Шуманом [7], которые получили результаты, позволившие объяснить качественно и даже количественно экспериментальные факты. Бурке и Шуман рассмотрели задачу о ламинарном диффузионном пламени следующим образом. На срезе вертикальной трубки радиусом L, по которой поступает горючий газ, устанавливается ламинарное диффузионное пламя. Эта трубка помещена по оси другой, более длинной внешней трубки, имеющей радиус Н. По зазору между внешней и внутренней трубками поступает воздух. Средние скорости течения горючего газа и воздуха одинаковы, т. е. объемные расходы горючего газа и воздуха поддерживаются в отношении (/ — 1)2. Для упрощения задачи вводятся следующие допущения скорости течения горючего газа и воздуха в зоне пламени постоянны коэффициент диффузии постоянен диффузия осуществляется только в радиальном направлении смешение горючего газа с окислителем осуществляется только за счет диффузии. Фактически химическая реакция локализуется в пределах очень узкой области, которую можно рассматривать как математическую поверхность. Она занимает положение, в котором скорости диффузии горючего газа и воздуха обеспечивают получение стехиометрической смеси. [c.180]

Диффузионные пламена газа (или распыленного твердого, или жидкого горючего) широко применяются в промышленных топках. Изучение диффузионных пламен представляет интерес также при разработке методов борьбы с пожарами в нефтехранилищах и т. п. Хотя в технике в большинстве случаев приходится иметь дело с турбулентными диффузионными пламенами, значительная часть научных работ относится к ламинарным диффузионным пламенам, более доступным для теоретического анализа и лабораторных исследований. Для конденсированных смесей, где размеры частиц компонентов малы, интерес представляют лишь ламинарные диффузионные пламена. [c.42]

ЛАМИНАРНЫЕ И ТУРБУЛЕНТНЫЕ ДИФФУЗИОННЫЕ ПЛАМЕНА [c.169]

Распространение пламени в заранее перемешанных газах существенно зависит от того, есть или нет пульсаций, их интенсивность и масштаб. Аналогичное влияние оказывает турбулентность и на диффузионные пламена. Разумеется, существуют некоторые общие свойства, проявляющиеся как при наличии пульсаций, так и в их отсутствие, однако основные закономерности распространения турбулентных и ламинарных диффузионных пламен различны. [c.169]

Д. А. Франк-Каменецкий. Ламинарное диффузионное пламя. Дополнение редактора к книге Льюиса и Эльбе Горение, пламя и взрывы в газах . М., Изд-во иностр. лит-ры, 1948. [c.81]

Диффузионное пламя, где неразбавленный поток топлива и весь воздух, необходимый для горения, смешиваются между собой путем диффузии через поверхность пламени. В зависимости от скорости подачи топлива и скорости его смешивания с воздухом диффузионное пламя может быть ламинарным или турбулентным. Практическими примерами диффузионного пламени являются пламя горелки Бунзена при закрытых воздушных окнах (рис. 14.2,а), пламя свечи, простой факел сжигаемого нефтезаводского газа и пламя, получаемое при капельном горении жидкого топлива. Длина диффузионного пламени, как следует из этих примеров, может составлять от нескольких сантиметров до многих метров. [c.555]

Рассмотрим форму и особенности широко распространенных диффузионных пламен. Диффузионные пламена наблюдаются при горении неперемешанных газов, а также при горении металлов, жидких и твердых органических и элементорганических соединений в окружающей окислительной среде. На основе представлений об определяющей роли диффузии при горении в ряде работ [2—6] проведен теоретический анализ характеристик диффузионного пламени. Бурке и Шуман в 1928 г. рассмотрели горение параллельных ламинарных потоков горючего и окислителя, движущихся с одинаковыми скоростями, и получили уравнение, описывающее форму и размеры пламени. Полученные в предположении бесконечно большой скорости реакции зависимости, определяющие форму и размеры пламени, оказались в удовлетворительном соответствии с опытом. Расчеты основывались на рассмотрении взаимной диффузии горючего газа и кислорода. Случай, рассмотренный Бурке и Шуманом, является частным, однако результаты расчетов имеют общее значение и могут быть применены, например, к диффузионным пламенам жидкостей [2]. [c.11]

Изучение распределения горючего и кислорода в различных сечениях диффузионного пламени, перпендикулярных к его оси, приводит к картине, схематически показанной на рис. 132. Как видно, кислород полностью отсутствует внутри объема, ограниченного фронтом пламени (пунктир), так же как и горючее отсутствует за пределами этого объема (см. также [714]). Однако эта картина часто оказывается усложненной разного рода побочными процессами. Чаще всего усложнение возникает в результате турбулизации газовых потоков, что наблюдается при достаточно больших скоростях газа или при действии внешних факторов, нарушающих ламинарное течение газа . Пламена, в которых преобладает конвекционный механизм смешения газов, называются турбулентными пламенами. Заметим, что к турбулентным относятся практически все технические пламена, в частности топочные пламена. [c.471]

Состав газа, в коническом воздушном ламинарном диффузионном пламени парафина при горении на воздухе исследован авторами работы [22] (рис. П.9). Отбор газовых проб из пламени производился с помощью кварцевого капилляра, который вводился в пламя снизу через осевой канал в исследуемом образце. Ото- [c.106]

Наиболее характерным примером диффузионного пламени является пламя при горении жидкости в резервуарах, детально рассмотренное в работе [)1]. В частности, в этой работе показано, что в зависимости от диаметра резервуара режим горения может быть ламинарным и турбулентным. Реальные пожары почти всегда характеризуются турбулентным режимом горения, обусловливающим повыщенные скорости распространения пламени и выгорания ве щества (массового горения). Форма и размеры пламени тесно связаны с режимом горения. Эти вопросы рассматриваются ниже. [c.9]

В технике широко распространены процессы диффузионного горения. В этих процессах все реагирующие вещества находятся в газовой фазе, но предварительно не перемешаны, и процесс смешения происходит одновременно с процессом горения. Простейшим в теоретическом отношении примером является ламинарное диффузионное пламя. Здесь горение происходит в зоне диффузионного смешения двух параллельных ламинарных газовых потоков, разделенных сплошной поверхностью раздела. В технике обычно приходится иметь дело с турбулентным газовым факелом, где скорость горения определяется скоростью турбулентного смешения. [c.266]

Пламя керосиновых ламп, спиртовых лабораторных горелок также представляет собой ламинарное диффузионное пламя. [c.112]

Печной процесс получения сажи из газового сырья, разработанный в 1922 г., является дальнейшим развитием канального процесса. В этом процессе используется такое же ламинарное диффузионное пламя, как и в канальном, но оно получается в более компактной установке, работающей по принципу регенеративной печи. Конструкция камеры сгорания представлена на рис. 14. Через щелевые горелки пропускаются попеременные потоки природного газа и воздуха в отношении 1 5. Диффузионные пламена смешиваются и наполняют большую прямоугольную печь, в которой происходит образование сажи (рис. 15). Из печи газо-сажевая смесь подается через длинную заполненную насадкой дымовую трубу в нижнюю часть вертикального холодильника, где она быстро охлаждается водой от 1300 до 200° С, а затем направляется в систему улавливания. [c.213]

Следует вообще отметить, что турбулентные диффузионные пламена изучены еще слабо и теория их не развита в такой степени, как для ламинарного пламени. В частности, недостаточно ясными представляются условия перехода к турбулентному режиму горения при диффузионном горении гомогенных смесей. В отличие от изложенных условий перехода к турбулентному горению в гетерогенной системе пере сод диффузионного факела от ламинарного к турбулентному режиму для гомогенных смесей, согласно [19], наблюдается при следующих числах Ке 2200 — для водорода, 3700—4000 — для городского газа, 4750 — для окиси углерода, 8900—10400 — для пропана и ацетилена. [c.35]

На основании измерений и визуальных наблюдений процесс проникания окружающего воздуха в пламя представлен следующим образом. Разрежение, возникающее на выходе конвекционной колонны из резервуара, вызывает приток воздуха. У пламени нет замкнутого контура. Через зоны, в которых горение не происходит, воздух проникает до самой оси пламени. Смешение и горение происходит более или менее глубоко внутри резервуара, о чем свидетельствуют графики изменения концентрации компонен-тов И температуры по оси потока. Таким образом, в отличие от ламинарного диффузионного пламени, здесь нет реакционной зоны, в которую изнутри поступает горючий газ, а снаружи — воздух, где они реагируют между собой, а есть обширная реакционная область, простирающаяся от границы конвекционной колонны до оси пламени. Диаметр реакционной зоны и формирующейся над ней конвекционной колонны равен примерно половине диаметра резервуара. [c.117]

Во всем предыдущем изложении особое внимание уделялось аэродинамическим характеристикам сгорания в струях. Уместно перейти к рассмотрению типичных опытных данных по процессам сгорания в струе. Особый упор делается на турбулентные диффузионные пламена вследствие важного их промышленного значения. Пламена нредварительно приготовленных топливо-воздушпых смесей и ламинарные диффузионные пламена, являвшиеся предметом многочисленных опубликованных в литературе исследований, будут затрагиваться лишь в порядке сравнения. [c.326]

Liu V. K., Shih T. М., I. Heat Transfer, 102, 724 (1980). [Имеется перевод Лю, Ши. Ламинарные диффузионные пламена в пограничном слое со смешанной конвекцией и несерым излучением.—Труды амер. о-ва инж.-мех., сер. С, Теплопередача, 1980, № 4, с, 145.] [c.430]

В ламинарно движущейся горючей смеси пламя распространяется со скоростью и в направлении, нормальном к его пов-сти. Пламя имеет стабилизированную в пространстве форму при условии, что и равна нормальной составляющей скорости потока В случае вытекания из горелки радиуса г заранее перемешанной смеси со скоростью потока и = onst стабилизированная пов-сть.пламени (т.н факел) имеет форму конуса с высотой h = г]/ и — . Г увеличением расхода горючего пов-сть пламени увеличивается, обеспечивая сгорание всей смеси. В случае диффузионного Г., напр, при ламинарном истечении горючего в атмосферу окислителя, форма пламени определяется условием равенства нулю на его пов-сти концентраций горючего и окислителя. [c.597]

Форма и особенности открытых воздушных диффузионных пламен твердого и жидкого горючего исследованы с помощью фотографирования и киносъемки. Фотоснимки ламинарных диффузионных пламен представлены на рис. 1.3. Пламена алифатических соединений (гептана,- пентадекана, твердого парафина С2вН54) и бензина (бензина в первоначальный момент горения) имеют колоколообразную форму, которая соответствует теоретической кривой (рис. 1.3а). Визуально отчетливо наблюдаются темная внутренняя зона (в нижней части пламени), светящаяся зона внутри пламени, светящийся реакционный слой на поверхности пламени и ореол вокруг пламени. При дальнейшем горении бензина форма пламени изменяется и приобретает коническую форму или форму усеченного конуса, что, очевидно, связано с началом выгорания ароматических соединений. Из устья ла-минарнцх пламен исследованных ароматических соединений (бензола, толуола, нафталина, антрацена, флуорена, стильбена, тола-на, динитротолуола) (рис. 1.36) выделяется значительное количество дыма. Как и при горении алифатических соединений наблюдается темная зона в нижяей части пламени, светящаяся зона внутри пламени и реакционный слой на поверхности. Пламя имеет форму усеченного конуса, не соответствующую форме теоретической кривой. [c.13]

Хотя общее количество воздуха, проходящего через детектор, было обычно намного выше требз емого стехиометрического соотношения, по-видимому, при применении диффузионного пламени и ламинарного потока воздуха только небольшая часть последнего могла участвовать в процессе горения. Это подтверждается данными рис. 5, б для чистого водорода, которые показывают, что требуется в шесть раз больше воздуха по сравнению с теоретически рассчитанным количеством, чтобы получить независимость сигнала от расхода воздуха. Как видно из рис. 5, а, при постоянном потоке углеводородного пара разница в уровне сигнала для двух значений пЬтока водорода существенно сокращается с увеличением сигнала. Как и следовало ожидать, при постоянном потоке углеводородного пара и разных значениях потока водорода для получения независимости величины сигнала от расхода воздуха требуется одинаковый (определенный) расход воздуха. При низких расходах воздуха (<50 мл/мин) становится очень трудно стабилизировать пламя вследствие недостатка кислорода и наличия водяного пара, образующегося во время горения водорода. Большие потоки воздуха, с другой стороны, вызывают рост шумовых сигналов, хотя не происходит серьезной потери чувствительности даже при скорости 2500 мл1мин. [c.81]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология