Зоны рециркуляции

На рис. 6 показана воображаемая схема движения двух теплоносителей. Течение жидкостей в пространстве теплообменника оказывается трехмерным, при этом могут существовать зоны рециркуляции, в которых линии тока замкнуты. [c.8]

При высоких температурах плазменных струй характерное время многих реакций сравнимо с характерным временем смешения и значительные превращения реагентов могут происходить на участке незавершенного турбулентного смешения реагирующих потоков. В пределе "быстрой" химической реакции [439] процессы химического превращения полностью определяются процессами переноса. При рассмотрении реакторов-смесителей с коаксиальным вводом дозвуковых потоков реагентов и плазмы смешение происходит в ограниченном пространстве реактора, поэтому возможно образование зон рециркуляции [82, 84, 86]. Наличие в потоке таких зон делает необходимым пользоваться системой уравнений Навье—Стокса, а не приближением пограничного слоя. [c.184]

Форма туннеля должна быть такой, чтобы обеспечить наличие устойчивых зон рециркуляции высокотемпературных продуктов сгорания, поджигающих вновь поступающую смесь. [c.15]

Рис. 2-23. Зависимость ширины зоны рециркуляции от расстояния до устья струи а — при разных углах установки лопаток р

На рис. 21 представлены типичные линии потока для канала большой длины. В области между точками N и Р истинная схема потока принимает форму трубки Вентури. Степень рециркуляции и положение верхней границы зоны рециркуляции (сечение ЛГ) можно с достаточной точностью определить на основании теоретического анализа. Положение нижней границы зоны рециркуляции определить аналитически не удалось. [c.317]

При большой длине двухмерной системы канал — сопло нижняя граница Р, по-видимому, перемещается дальше в направлении струи с такой же скоростью, с какой верхняя граница N перемещается навстречу струе от критической точки С, соответствующей положению центра зоны рециркуляции (нулевая циркуляция). Для некоторых каналов с осесимметричными струями получены данные, указывающие на существование постоянной нижней границы зоны рециркуляции. Для каналов, длина которых лишь немногим больше длины нормальной зоны рециркуляции, сказывается влияние близости выходного конца канала на размеры зоны рециркуляции она удлиняется до самого выхода канала, так что жидкость может засасываться извне. [c.317]

ВЫХОД через сопло 3 — зона рециркуляции 4—область нечетки контуров струи. [c.318]

На рис. 25 представлены условия образования зоны рециркуляции в двухмерной струе, заполняющей канал квадратного сечения 10 X 10 см. Эта линия ближе к параболе, чем к прямой, как это следовало бы из рассмотренной выше теории осесимметричной струи. Можно видеть, что при постоянном общем расходе выходящей жидкости с увеличением количества жидкости, поступающей через соп.то, условия приближаются к требуемым для возникновения рециркуляции. При постоянном отношении общего [c.319]

На рис. 28 приведены типичные данные по распределению скоростей в зоне рециркуляции, принимавшиеся в сочетании с гауссовским распределением [37] для вычисления параметров рециркуляции. При помощи этого метода было установлено, что в осесимметричной системе между рециркули- [c.321]

В связи с большим вниманием, привлекаемым в настоящее время пневматическими автомобилями и аналогичными устройствами, значительный объем работ был посвящен кольцевым струям круглой и эллиптической формы, как непрерывным, так и образуемым рядом щелевых струй, ударяющихся о поверхности. Как указывалось выше, при свободных струях этого типа внешняя поверхность замыкается, что приводит к образованию ограниченной зоны рециркуляции за вершиной потенциального ядра. Однако если такие кольцевые струи расположены вблизи поверхности, то возникает новое явление, представляющее большой интерес применительно к закрытым системам сгорания. В подобных случаях струя уже не замыкается, а, наоборот, [c.323]

Для простых систем верхняя граница зоны рециркуляции может быть найдена расчетом с достаточной точностью, но для определения нижней границы и количества рециркулирующей жидкости для обычных сложных систем требуется большой объем дополнительных исследовательских работ. [c.340]

Очевидным критерием возможности стабилизации пламени плохо обтекаемым телом является требование, чтобы длина горячей зоны рециркуляции I была равна или больше, чем длина установления пламени, определяемая формулой (92). Индекс 2 в уравнении (92) теперь обозначает величины внутри зоны рециркуляции. Так как скорость в зоне рециркуляции пренебрежимо мала (и, 0), а температура в зоне рециркуляции, как показывает эксперимент, весьма близка к температуре адиабатического пламени Т ], выражение для критерия установления пламени принимает вид [c.430]

Это приводит к выносу значительной части пламени из туннеля в топку, увеличению теплоотдачи факела и снижению температур в реакционных зонах. Рециркуляция продуктов сгорания в размере 25% при многоструйной выдаче газа и в размере 20% при одноструйной выдаче уменьшает выход окислов азота соответственно в 1,8 и 1,9 раза. Увеличение степени рециркуляции приводит в обоих случаях к снижению ее эффективности и появлению в отходящих газах продуктов незавершенного горения. При этом химический недожог тем больше, чем меньше однородность газовоздушной смеси и чем больше в ней инертных продуктов рециркуляции. Сравнительно низкие показатели по уменьшению окислов азота за счет рециркуляции были получены и на крупных промышленных и энергетических котлах, хотя абсолютный их выход был значительна больше, чем на стендовой установке. Так, на котле типа ПК-41 паропроизводительностью 475 т/ч, оборудованном прямоточными горелками, выход окислов азота при степени рециркуляции 23% снизился примерно в 1,8 раза с 520 до 300 мг/м [3]. При этом без рециркуляции коэффициент избытка воздуха составлял 1,03, а с рециркуляцией — 1,06. [c.13]

Если в зону рециркуляции продуктов сгорания подсасывается хотя бы небольшое количество воздуха из атмосферы, кривая 2 резко сдвигается в левую сторону вплоть до того, что в некоторых случаях верхний предел устойчивости перестает существовать (как в случаях, рассмотренны.х на рис. 2-1 и 2-5), [c.49]

В этой связи представляет интерес предложение Р. Б. Ахмедова Л. 13] классифицировать горелки, применяемые для сжигания газа и мазута в топках парогенераторов, в зависимости от способа подвода воздуха. Выбор данного классификационного признака обосновывается тем, что от вида воздушного регистра и его конструктивных параметров зависит форма факела, угол его раскрытия, скоростные поля внутри амбразуры и на выходе из горелки, размеры зоны рециркуляции газов и интенсивность турбулентного перемешивания. Данная классификация относится главным образом к вихревым горелкам, так как в прямоточных горелках возможен только один способ подвода воздуха — аксиальный на формирование структуры факела может оказывать влияние только форма устья горелки круглая, прямоугольная, щелевая. [c.73]

В большинстве исследований стабилизации пламени в высокоскоростных потоках рассматривается процесс на стабилизаторах, изготовленных в виде тел плохообтекаемой формы или полых конфигураций. В тех случаях, когда использовалось пилотное (вспомогательное) пламя, оно обычно связывалось с плохообтекаемыми стабилизаторами и зависело от создаваемой ими зоны рециркуляции. Пределы устойчивости пламен, стабилизированных вспомогательными пламенами, выражались в виде зависимости от количества тепла, отдаваемого вспомогательным пламенем в систему. [c.71]

На фиг. 1 схематически представлены два типичных плохообтекаемых стабилизатора — препятствие и полый цилиндр. По мере поступления горючей смеси в зону рециркуляции, расположенную за стабилизатором, горючая смесь смешивается с горячими продуктами сгорания, образовавшимися в результате более раннего зажигания, и быстро реагирует вследствие повышения своей температуры и концентрации активных частиц или одного из этих факторов. В этой зоне возможно инициирование [c.89]

В зонах рециркуляции и на границах между продуктами сгорания и горючей смесью, пламена как бы прикрепляются и стабилизируются. [c.90]

В опубликованной литературе имеются, по-видимому, некоторые расхождения в отнощении использования результатов, полученных в исследованиях процессов зажигания, к решению задач стабилизации пламени горячей поверхностью. Например, некоторые исследователи наблюдали, что расстояние точки, где начинает разветвляться изотерма, соответствующая температуре стенки, как это показано на фиг. 6, от передней кромки плоской пластины равно длине конечной плоской пластины, имеющей температуру, достаточную для стабилизации пламени в примыкающем к ней пограничном слое. Однако автор данной статьи считает, что это расстояние связано только с длиной горячей поверхности, необходимой для зажигания, и что устойчивость пламени над горячей гладкой поверхностью не обусловливается процессом непрерывного зажигания, если отсутствует зона рециркуляции у хвостового конца поверхности. Пламя, инициированное горячей поверхностью, будет распространяться по горючей смеси, пока не стабилизируется где-либо выше хвостового конца поверхности. Этот вывод частично подтверждается в связи с опытами Тунга и др. [19]. Более того, если бы непрерывное зажигание могло стабилизировать пламя на гладкой поверхности, то потребовался бы очень длинный стержень для стабилизации пламени в опытах Хоттеля и др. [13], так как длина, как она определяется выше, при низких значениях температуры поверхности, используемых в этих опытах, оказалась бы очень большой. Мы надеемся, что проводимые в настоящее время в Массачусетском технологическом институте исследования помогут решить эти вопросы. [c.103]

Анализ экспериментальных данных показал, что основные аэродинамические характеристики закрученных струй профили скоростей, изменение максимальных скоростей вдоль струи, максимальная скорость обратного течения, длина зоны рециркуляции и количество рециркулирующих газов, угол раскрытия струи, распределение давлений в струе и другие характеристики определяются в значительной степени безразмерным интегральным параметром крутки п — IMIKD, который также сохраняется постоянным вдоль струи и является ее основной интегральной характеристикой D — [c.38]

Характер изменения размеров зоны рециркуляции как для сложных кольцевых, так и для простых струй, одинаков. По мере удаления от устья факела ширина зоны рециркуляции и количество газов в ней сначала возрастает, а затем начинает падать. Чем больше интенсивность крутки, тем больше размеры зоны рециркуляции и тем большее количество газов рециркулирует к устью факела (рис. 2-23). Изменение режимных условий истечения кольцевых соосных струй оказывает некоторое влияние на размеры зоны и количество рециркулируюш,их газов, но основным определяющим параметром остается величина п. [c.50]

Рециркуляция представляет собой одно из важнейших явлений, наблюдаемых в практическп применяемых системах сгорания в струе. При отсут-ствип других источников энергии наличие зоны рециркуляции, по-видимому, играет исключительно [c.316]

Как и для струй, большинство исследований рециркуляции было проведено на системах без сгорания. Одними из наиболее известных являются исследования, проведенные Честерсом [33]. На рис. 19 представлены типичные экспериментально наблюдавшиеся результаты. Этот рисунок получен для диагональной струи, входящей в камеру квадратного сечения и вытекающей с двух противоположных углов. При отсутствии нестабильности можно построить примерный эскиз движения потока путем создания зон рециркуляции, устраняющих необходимость резкого изменения направления струи у угла, противоположного углу входа струи. [c.316]

Интересно не только определить, в каких случаях возникает зона рециркуляции, но и размеры этой зоны. На рис. 27 приведены данные, показывающие зависимость размера зоны от параметра подобия т. Расстояние х от сопла, выраженное через к — половину ширины соила, содержит множитель о , который представляет собой средневзвешенное безразмерное напряжение сдвига, введенное Куртэ [36] в предложенной им теории. Принятие логически правдоподобного, но меньшего, чем принимаемое для свободных струй, значения позволяет достигнуть совпадения теоретически вычисленных величин с экспериментальными показателями. Эта теория не позволяет вычислить положения нижней по длине струи границы зоны рециркуляции. [c.321]

Из рис. 25 видно, что после того как зона рециркуляции установилась,, по мере уменьшения общего расхода жидкости или увеличения ширины канала появляется область, в которой поток становится нестабильным и ниже пунктирной линии хвостовой участок струи колеблется от одной стороны к другой. Аналогичное явление (вихревой канал Кармана) общеизвестно, но до последних лет возможности его возникновения в камерах сгорания не уделяли должного внимания. Честерс в своих первых опытах на моделях [38] получил доказательства таких колебаний потока. В других опытах [39] изучались условия, определяющие частоту колебаний струи, поступающей в канал большой ширины, но малой высоты с закрытым выходом. На рис. 30 представлена интерпретация одной серии наблюдений, про- [c.322]

При ударе сплошной кольцевой струи о пластинку струя отклоняется нарун у и внутри струи образуется зона рециркуляции, в которой существует повышенное давление. Составная струя, образованная большим числом щелевых струй, не расширяется, а ударяется о пластину неиосред-ственно по оси щели, и жидкость растекается по пластине во всех направлениях. Часть жидкости отклоняется во внутреннюю область струи, заключенную внутри пелены. Через промежутки между струями эта жидкость может снова вытекать в окружающее пространство. Такой уход жидкости сопровождается падением давления. Таким образом, даже прерывистая кольцевая пелена может ограничивать зону повышенного давления и тем самым усиливать тягу [40]. [c.324]

Сходство между пламенем диффузионным и предварительно приготовленной смеси выявляется также при детальном рассмотрении процесса стабилизации пламени. Практически в любом случае обнаруживается небольшая область, где происходит рециркуляция, в результате которой продукты сгорания снова возвращаются в поток тонливо-воздушной смеси. В пламени предварительно приготовленных смесей топливо и воздух уже тщательно смешаны, в диффузионном же пламени они диффундируют друг в друга с образованием смеси с приблизительно стехиометрическим составом по фронту пламени [46—48]. Имеются данные, показывающие, что даже в так называемом гомогенном реакторе вокруг каждой струи существует зона, в которой инициируется и протекает реакция [49]. Следует отметить, что хотя существование такой критической точки играет весьма важную роль в стабилизации пламени, зона рециркуляции вблизи критической точки является источником потока, движущегося в противоположном направлении к критической точке. Следовательно, условия, влияющие на образование и положение такой зоны рециркуляции, будут влиять и на срыв п.чамени. [c.328]

Измерить характерный размер стабилизатора пламени d легче, чем определить длину зоны рециркуляции I. Обычно считается, что величина отношения l/d зависит только от гидродинамических условий и, как показывает эксперимент, в случае горячего турбулентного следа она имеет практически постоянное значение [ Ч. Следовательно, в формуле (96) I d. Зависимость величины и тяг от давления р при постоянной начальной температуре представляет больший интерес, чем зависимость этой величины от плотности р. Так как при постоянном имеет место зависимость р, а величина kj p зависит только от Т, формула (96) дает [c.431]

Из представленных графиков видно, что в зоне рециркуляции продуктов сгорания концентрация О2 максимальная на оси и снижается к перифер1ии тонки. В противоположность этому концентрация КОг на оси камеры сгорания минимальна. Такой характер полей О2 и КОг [c.52]

Здесь Яоси, Но обозначают динамические напоры на оси факела на расстоянии X и на выходе из горелки А — коэффициент, зависящий от соотношения между поперечными сечениями горелки и камеры сгорания Рг/Р роси, ро — плотности газов на оои факела на расстоянии X и аэроомеси на выходе из горелки г1Уо — скорость аэр 0смеаи на выходе из горелки ф=К г/ т — относительная длина зоны рециркуляции газов. [c.54]

На рис. 4-9 приведены графики изменения состава и температуры топочных газов по ширине начального участка факела на расстоянии 450 м м от устья горелки (цифры сбоку рисун кав указывают раосгояиие от горизонтальной оси горелки до сечения замера). Видно, что концентрации О2 и КОг, а также температура в начальном сечении факела распределяются неравномерно. Из этого рисунка также видны три следующие характерные зоны зона рециркуляции продуктов сго-рапия зона воспламенения аэросмеси зона невоспла Менившейся аэросмеси. [c.55]

Устойчивость горения бензино-воздушных смесей в турбулентно потоке изучалась Э. Л. Солохиным. Ставилась задача выявить влияние параметров потока (скорость, турбулентность, избытки воздуха) и размеров тел плохообтекаемой формы на срывные характеристики корытообразных стабилизаторов. В ре зультате исследования было установлено, что с увеличением характерного размера стабилизатора его стабилизирующая способность повышается. Увеличение скорости потока и начальной турбулентности потока ухудшает характеристик стабилизатора и приводит к тому,, что срыв пламени наступает при меньших избытках воздуха. Другими словами, чем выше начальная турбулентность активного потока, тем более высокие температуры требуется поддерживать в зоне рециркуляции продуктов сгорания. Ухудшение устойчивости горения при интенсификации турбулентности потока, особенно в районе зажигания , отмечалось Л. Н. Хитриным [Л. 8]. Эти положения справедливы только при том условии, что турбулентность потока увеличивается в результате роста скорости. Если же повышать турбулентность потока путем его закручивания, то стабильность горения растет с увеличением интенсивности крутки. [c.51]

Графики а, б и в на рис. 5-25 относятся к сечениям топки, совпадающим с осью абсцисс, на которой отмечены точки отбора проб продуктов сгорания при помощи газозаборной трубки. По оси ординат отложены локальные значения потери тепла от химического недожога <7з и коэффициента избытка воздуха а. Как видно из графика а, кривая / в сечении первого лючка имеет специфичную для двухфронтового воспламенения резкую неравномерность. За коническим стабилизатором существует центральная зона рециркуляции и поэтому здесь происходит практически полное горение. В противоположность этому на удалении 200—300 мм от оси горелки имеет место химический недожог до 45%, который свидетельствует о том, что в этих местах локализуется ядро факела (область невоспламененной газовоздушной смеси). Ближе к стенкам туннеля, где существует периферийная зона рециркуляции продуктов сгорания, снова регистрируется падение химического недожога практически до нуля. Кривая II дает представление [c.105]

Между действием изолированного вспомогательного пламени и действием плохообтекаемого стабилизатора имеется некоторое сходство. Исследователи, изучающие стабилизацию пламени плохообтекаемыми телами, считают, что зона рециркуляции, образующаяся непосредственно за стабилизатором, служит в качестве вспомогательного пламени и что тепло- и массооб-мен между продуктами сгорания этой зоны и основным потоком свежей горючей смеси через свободный вихревой слой, разделяющий их, играет весьма существенную роль в процессе зажигания основного потока и в формировании распространяющегося пламени. [c.72]

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]

Следует указать, что описанная выше упрощенная модель воспроизводит только одну из существенных стабилизационных характеристик плохообтекаемого тела. Из-за сложности этой задачи и важности других существенных характеристик нельзя ожидать, что эта упрощенная модель сможет предсказать характеристики стабилизатора во всех возможных условиях. Вполне вероятно, что иногда определяющим фактором может оказаться поддержание зоны рециркуляции в условиях, необходимых для последующего зажигания входящей горючей смеси. В этом случае, согласно модели, воспроизводящей интенсивное смешение, а также процессы горения, можно соответствующим образом предсказывать характеристики, как об этом свидетельствуют работы Лонгвелла [7], Маллинса [8] и Сполдинга [9]. Однако этот конкретный механизм не обеспечивает сходства внешнего вида пламени с тем, которое реально распространяется в камере сгорания. Таким образом, возможно, что в некоторых случаях наблюдалось только устойчивое, но не распространяющееся остаточное пламя. Следовательно, чтобы количественно и полностью предсказать стабилизационные характеристики плохообтекаемых тел, необходимо подробно изучить упрощен- [c.92]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология