Волны горения сильные

Расширение газов при горении смеси приводит к образованию ударной волны, распространяющейся перед фронтом пламени. Сжатие газа и его нагревание в ударной волне тем сильнее, чем больше скорость движения расширяющихся газов, которая в свою очередь определяется скоростью горения. При быстром сгорании нагревание смеси в ударной волне может стать настолько значительным, что произойдет ее воспламенение перед фронтом пламени. В этом случае создается такой режим горения, при котором послойный процесс поджигания осуществляется не путем теплопроводности, а под действием импульса давления, т. е. путем детонации. Прн детонационном горении образуется комплекс ударной волны и следующей за ней зоны сжатой и нагретой реагирующей смеси — так называемая детонационная волна. [c.23]

Волны горения, у которых конечные состояния находятся на линии ВЕ,— это слабые волны горения, а волны, у которых конечные состояния лежат па линии ЕР,— это сильные волны горения. Изменения давления и скорости в сильной волне горения превышают соответствующие изменения в слабой волне горения. Предельными случаями являются сильная волна горения с р = О, которая [c.52]

Из анализа структуры волны горения в пункте в 2 главы 6 показано, что сильная волна горения не может осуществляться поэтому участок ОЕ ветви горения на кривой Гюгонио не имеет физического смысла. В большей части случаев волны горения фактически близки к изобарической волне. [c.53]

Различие между двумя указанными выше схемами турбулентного горения заключается в том, что в первой схеме превалирует процесс распространения пламени, а во второй — процесс самовоспламенения. Ни та, ни другая модель в полной мере пе объясняют всех особенностей турбулентного горения. При построении теории турбулентного горения необходимо совместное рассмотрение как распространения пламени, так и объемных реакций, протекающих в тех зонах, где турбулентное смешение опережает распространение пламени. А. Н. Воинов [9] указывает, что возможность объемного горения сильно возрастает с повышением давления и что роль объемных реакций, завершающихся самовоспламенением, должна сильно проявляться в форсированных камерах сгорания при высоких давлениях. Возникновение очагов самовоспламенения в процессе горения является одной из вероятных причин появления элементарных ударных волн, вызывающих нарушение нормального развития процесса горения в двигателях внутреннего сгорания. [c.159]

Оказывается, что наблюдаемые распространённости элементов в области железного пика удаётся объяснить только приняв во внимание взрывы массивных звёзд (т.н. сверхновых типа 11). В этом случае фронт ударной волны вызывает сильное возрастание температуры в ядерных оболочках звезды. Например, в оболочке кремния температура составляет около 500 кэВ, в О-и Ке-оболочках — выше 100 кэВ, в Н-оболочке — всего около 10 кэВ. Таким образом, лишь для оболочек 51, Ые, О и Не характерно взрывное горение, в то время как Н-оболочка вряд ли успевает принять участие в процессах взрывного ядерного синтеза. Отсюда следует, что за доли секунды в недрах звезды рождаются элементы от 51 до Ре, тогда как распространённости лёгких элементов (от О до Mg) изменяются незначительно [64. [c.73]

Сжатие газа и его нагревание в ударной волне тем сильнее, чем больше скорость движения расширяющихся газов, определяемая скоростью горения веществ. При быстром сгорании повышение температуры смеси в ударной волне становится настолько значительным, что происходит самовоспламенение смеси. Возникает режим горения, при котором импульс воспламенения передается от слоя к слою не за счет теплопроводности, а вследствие импульса давления — это и есть явление детонации. [c.243]

Явление детонации можно объяснить следующим образом. При достаточно большой начальной скорости горения (скорости распространения пламени), например при горении газовоздушной смеси в длинном трубопроводе, продукты горения вследствие резкого увеличения объема и возрастающего сопротивления (трения) стенок трубы начинают двигаться вслед за фронтом пламени, вызывая его турбулизацию, т. е. искривление и увеличение его поверхности (рис. 60) и, как следствие, дальнейшее увеличение количества сгорающего веществами скорости распространения пламени (ы). При эт й возникает ударная волна, во фронте которой происходит скачкообразное повышение плотности, давления и температуры вещества. Сжатие газа и его нагревание в ударной волне тем сильнее, чем больше скорость движения расширяющихся при горении газов. Ударная волна и образующаяся за ней зона сжатой, нагретой, быстро реагирующей (вплоть до самовоспламенения) смеси (см. рис. 60) составляют вместе детонационную волну. [c.327]

Скорость химических реакций зависит не только от температуры, но и от давления. Для некоторых реакций с увеличением давления возрастает скорость химических реакций. К таким реакциям относятся реакции горения органических веществ топлива. При некоторых значениях давления реакция либо совсем не протекает, либо протекает чрезвычайно медленно. При достижении определенного значения давления горение сильно ускоряется и может характеризоваться возникновением взрывных волн давления (детонацией). [c.121]

Сжатие газа и его нагревание в ударной волне тем сильнее, чем больше скорость движения расширяющихся газов, определяемая в свою очередь скоростью горения. [c.133]

Во фронте ударной волны происходит скачкообразное повышение плотности, давления и температуры вещества. Сжатие газа и его нагревание в ударной волне тем сильнее, чем больше скорость движения расширяющихся газов, определяемая, в свою очередь, скоростью горения- [c.148]

В практике работы многочисленных горелок обычно сжигают газ в условиях турбулентного потока, однако при возникновении гидродинамических волн горение может перейти в детонационное, характеризуемое сильными хлопками и взрывами. Скорость детонационного горения очень велика и достигает 3—4 км/с. [c.65]

Первый — режим плавного перехода горения в детонацию — реализуется, когда скелет в волне сжатия сильно разогревается, что приводит к ускорению волны горения (см. сплошную линию 2 ниже точки С на рис. 5.4.3), которая догоняет и поглощает (в точке С) волну сжатия скелета (штриховая линия 2). Образовавшаяся нестационарная детонационная волна выходит на режим стационарного распространения. Этот режим имеет место в случае низкой температуры воспламенения Тв. [c.438]

Легкая детонация, по мнению Миллера [179], может произойти еще до того, как закончится горение, и затем горение идет без детонации следовательно, необязательно, чтобы детонация происходила в несгоревшей части топлива. Она может появиться в той части, предварительно воспламененной за счет автоокисления или при движении пламени, которая не сгорела полностью. Хотя при сильной детонации и происходит полное сгорание, но она не представляет собой внезапно возникшее явление, а состоит из постепенного наращивания отраженных волн давления наращивание происходит непосредственно перед детонацией. [c.412]

Давление в детонационной волне в несколько раз выше давления адиабатического сгорания в жесткой бомбе. При встрече с препятствием — стенкой сосуда давление в детонационной волне возрастает. В определенных условиях давление в отраженной детонационной волне может в несколько сот раз превосходить начальное (до сгорания). Поэтому детонационное горение, вызывающее сильные разрушения, представляет собой большую опасность при образовании горючих газовых систем. [c.133]

Детонационное горение вызывает наиболее сильные разрушения производственного оборудования — трубопроводов, аппаратов и др. Скорость детонационной волны и давление в ней не зависят от скорости реакции в пламени, а определяются тепловым эффектом реакции и теплоемкостями продуктов сгорания. [c.186]

В современном представлении детонационная волна, распространяющаяся в горючей газовой среде, является двухслойной. Первый слой представляет собой адиабатическую ударную волну, при прохождении через которую газ сильно разогревается. В химически активном газе разогрев этот, если он достаточно интенсивен, может вызвать воспламенение. В связи с тем что толщина ударной волны ничтожно мала (порядка длины свободного пробега молекулы), в пределах ее процесс горения, по-видимому, развиться не в состоянии. Поэтому область, в которой протекает горение, образует второй, более протяженный, но практически также весьма тонкий слой, примыкающий непосредственно к ударной волне (рис. 5.18). [c.218]

Горение, протекающее за фронтом очень сильной ударной волны, начинается на столь высоком тепловом уровне, что может вызвать лишь относительно небольшой прирост температуры торможения. Поэтому в пределе [c.222]

Метод ионизационного датчика. Сущность электрического метода с использованием ионизационных датчиков заключается В способности продуктов горения или детонации проводить электрический ток. В заряд ВВ помещают два или более искровых промежутка, на которые подается определенное напряжение. ВВ в исходном состоянии обладают весьма малой проводимостью, и электрический ток через искровые промежутки не проходит. В детонационной волне или в пламени продукты сильно ионизованы, сопротивление их невелико (для продуктов взрыва типичных [c.15]

Если фронт пламени в волне горения сильно искривлен или если рядом с фронтом пламени находятся тела, поглощающие тепло, то анализ процесса горения оказывается очень сложным. Поэтому в первом приближении пренебрегают указанными эффектами и рассматривают одномерное распространение так на-зываемдао -ПЛОСКОГО. адпа батнческого пламени . Во введении уже говорилось о том, что распространение пламени сопровождается передачей тепла от продуктов сгорания к несгоревщему газу через фронт пламени. При этом в зоне горения по мере развития реакции изменяются концентрации реагентов и продуктов реакции и возникают градиенты концентраций, которые вызывают диффузию этих веществ. Важнейшими факторами реакций горения наряду с температурой является концентрация активных радикалов, поэтому было бы не совсем правильно при анализе процесса горения рассматривать лишь передачу тепла во фронте пламени. Тем не менее в целях упрощения анализа поначалу можно не учитывать диффузию. Другое упрощение связано с тем, что, как уже указывалось ранее, разность давлений перед фронтом пламени и за фронтом пламени мала и ею также можно пренебречь. [c.129]

Распространение газов ири сгорании приводит к образовании ударной и взрывной волн, которые движутся перед фронтом 1 орення. Сжатие газа и его нагревание в ударной волне тем сильнее, чем больше скорость движения рлсншряюпхнхся газов, определяемая скоростью горения вспц ств. При быстром сгорании повьииение темперагуры смеси в ударной волне становится настолько значительным, что происходит воспламенение смеси. Возникает режим горения, где передача [c.40]

ПО потоку, соответствует распространяющейся с большой скоростью волне горения, в которой кинетическая энергия достаточно велика, а процессами переноса (вязкость, теплопроводность и диффузия) можно пренебречь. По-втому эта волна горения существенно отличается от волн, рассмотренных в главе 5. Различие связано главным образом с тем, что детонационная волна характеризуется гораздо большим значением массовой скорости (конвективной скорости). В этом случае потоки, обусловленные явлениями переноса, могли бы оказаться сравнимыми по величине с конвективными потоками только при наличии очень больших градиентов. Однако скорость химической реакции не является достаточно высокой для того, чтобы столь высокие значения градиентов могли быть достигнуты. Изменение параметров течения в этой волне горения показано на рис. 5, где ей соответствуют части кривых, расположенные справа. Вследствие больших значений скорости давление в области волны горения не остается постоянным (см. рис. 5). На рис. 5 видно небольшое уменьшение температуры при приближении к горячей границе. Этот эффект отсутствует у большинства сильных детонационных волн. Он наблюдается в волнах Чепмена — Жуге и связан с тем, что на линии Рэлея с добавлением тепла температура уменьшается (число Маха, конечно, растет) при числе Маха, заключенном между [c.211]

Распространение газов при сгорании приводит к образованию ударной и взрывной волн, которые движутся перед фронтом горения. Сжатие газа и его нагреванме в ударной волне тем сильнее, чем больше скорость движения расширяющихся газов, определяемая скоростью горения веществ. При быстром сгорании повышение температуры смеси в ударной волне становится настолько значительным, что происходит воспламенение смеси. Возникает режим горения, при котором импульс воспламенения передается от слоя к слою не за счет теплопроводности, а вследствие импульса давления — это и есть явление детонации. Давления в детонационной волне значительно больше давлений при взрыве, и это приводит к сильным разрушениям. [c.47]

Детонационное горение. Детонационное горение возникает во взрывоопасной среде при прохождении по ней достаточно сильно ударной волны (или волны ударного сжатия). Например, если в сосуде с горючей газовбздушной смесью взорвать точечный заряд взрывчатого вещества, то по газовой смеси от точки расположения заряда начнет распространяться ударная волна. В ударной волне происходит внезапное (скачкообразное) повышение параметров состояния газа — давления, те.мперату-ры, плотности. Повышение температуры газа при сжатии в ударной волне значительно больше, че.м при аналогичном сравнительно медленном адиабатическо.м сжатии.. Абсолютная температура газа, сжатого ударной волной, пропорциональна давлению ударной волны. Следовательно, если ударная волна достаточно сильная, то температура газа под действием ударного сжатия может повыситься до температуры са.мовоспламенения. Так как смесь реакционноспособна, произойдет химическая реакция. Выделившееся тепло пойдет частично на энергетическое развитие и усиление ударной волны, поэтому она будет перемещаться по смеси, не ослабевая. Этот комплекс, представляющий собой ударную волну и зону химической реакции, называется детонационной волной, а само явление — детонацией. Так как химическая реакция при детонации протекает по тому же уравнению, что при самовоспламенении, определяюще.м процесс горения, то детонацию можно считать детонационным горением. [c.132]

Интересные эффекты связаны со своеобразием кинетических характеристик безгазовых систем. В случае сильного автоторможения реакции реакционный слой в волне горения имеет четкую двухзонную структуру. Первая зона определяет скорость распространения волны горения (зона распространения), вторая — полноту горения (зона догорания). Процессы в зоне догорания на скорость распространения волны горения не влияют. Ширина зоны распространения такого же порядка, как и ширина зоны прогрева (для газов зона реакции на порядок уже зоны прогрева). Это обстоятельство стимулировало разработку теории горения с широкими зонами реакции (Б. И. Хайкин, А. П. Алдушин). Протяженность зоны догорания может быть очень большой. В этом случае возможны сильные теплопотери, уменьшение реальной температуры горения и большая неполнота реакции. [c.96]

Возникновение детонации. Детонационный режим горения возникает во взрывчатой среде при ее сжатии достаточно сильной ударной волной. Такая волна может создаваться В1нешним инициирующим импульсом сжатия, например, от заряда твердого или жидкого взрывчатого вещества. Известны случаи возникновения детонации по этому механизму иа промышленных объектах при воздушных бомбардировках во время войны. [c.36]

Возрастающая турбулизация зоны горения в трубе приводит к тому, что конус сильно вытянутого пламени перестает быть гладким. Он заменяется размытой турбулентной зоной, в которой малые объемы исходной горючей среды и продуктов сгорания хаотически перемешаны между собой. При такой возрастающей турбулизации зоны горения возникает все усиливающаяся ударная волна перед фронтом пламени. Воспламенение Б ней при достижении критического режима и переход к детонации происходят скачкообразно. Б силу изложенного детонация в реальных технологических объектах обычно возникает при сгоратии в длинных трубах. [c.37]

Обычно детонационная волна возникает как результат местного взрыва в горючей смеси. В области взрыва развиваются весьма высокие давления и от нее устремляется очень сильная ударная волна. При прохождении через холодную горючую смесь эта волна, как указывалось выше, вызывает значительный разогрев газа и может довести его до воспламенения. Именно в этом случае за фронтом ударной волны следует область горения, образующая в совокупности с ударной волной волну детонационную. Так как вблизи центра взрыва скорость распространеняя волны и интенсивность ее очень велики, то относительные скорости газа в начале области горения и в конце ее близки между собой и существенно ниже критической скорости [c.222]

Работа огнепреградителя в комплексе с крышевым дыхательным клапаном или патрубком, соединяющим резервуар непосредственно с атмосферой, имеет еще одну весьма существенную особенность. На очень коротком пути пламени из атмосферы в резервуар через дыхательное устройство в крыше не может возникнуть сильная волна сжатия (давление взрыва), так как, избыточные продукты горения за фронтом пламени свободно и своевременно выбрасываются в атмосферу, а проходимый фронтом пламени путь (до встречи с огнепреградителем) недостаточен для развития [c.135]

Сильно. жндотермнческис реакции 9—12 могут явиться исходными цепеобразующим и реакциями лишь в очень горячем пламени н при сильной взрывной волне. При горении же при низкой теннеу)атуре преимущественное значение имеют реакции 13 и 14. Для заметного образовапия перекиси водорода важны [c.38]

Детонация может также инициироваться при прохождении ударной волны по горючей смеси в ударной трубе. Если изменение давления в ударной волне не слишком велико, то в этом случае детонационные волны также распространяются со скоростью Чепмена — Шуге. Недавно путем подбора условий течения воздушного потока в сопле Лаваля были получены стоячие детонационные волны, неподвижные относительно лабораторной системы координат ]. Условия течения подбирались так, что отраженный маховский прямой скачок уплотнения располагался за выходом сопла. Если воздух предварительно подогрет до достаточно высокой температуры и в поток добавлено горючее (водород), то ударная волна поджигает смесь, и последующее горение превращает скачок в стационарную плоскую сильную детонационную волну. Ниже будет рассмотрена структура и скорость распространения детонационных волн, полученных описанными выше методами. [c.193]

Точки ф (0) и ф (1) являются узлами, поэтому на рис. 3 эти две точки соединены бесконечным числом интегральных кривых. Следовательно, для целой области значений параметров будут существовать приемлемые решения, проходящие через обе эти точки. Таким образом, независимо от скорости реакции сильная детонация имеет место при любой скорости распространения, большей, чем скорость, соответствующая верхней точке Чепмена — Жуге. С другой стороны, между точками ф (0) и ф+ (1) не рис. 3 проходит лишь одна интегральная кривая (обозначенная через /),т. е. при любой заданной скорости волны слабая детонация может существовать лишь для некоторых функций скорости реакции. Аналогично, между точками ф (0) и ф (1) проходит лишь одна интегральная кривая (обозначенная через Ь), следовательно, слабая волна обычного горения распространяется с определенной скоростью волны, зависящей от скорости реакции. На-ррнец, на рис. 3 отсутствуют интегральные кривые, сое- [c.202]

Вильямс в работе [ ] сформулировал линейные обыкновенные дифференциальные уравнения с переменными коэффициентами, пригодные для расчета взаимодействия акустических волн с зоной горения (а также внутренней неустойчивости). При этом рассматривалась протяженная реакционная зона, в которой могут иметь место колебания. Тем самым были исключены искусственные предположения о поверхности пламени и зоне теплопроводности. Однако Вильямс получил лишь грубые аналитические оценки величины акустической проводимости окончательные результаты были ограничены случаем низких частот и высоких энергий активаций реакции в газовой фазе. Так же как в работах Харта и Мак Клюра, в работе Вильямса были найдены области усиления и затухания, однако результаты свидетельствуют о менее сильной тенденции к усилению акустических колебаний, чем результаты, полученные Хартом и Мак Клюром. Для выяснения природы взаимодействия акустических колебаний с плоской одномерной реакционной зоной горящего твердого топлива необходимо дальнейшее исследование дифференциальных уравнений, установленных в работе [ ]. Необходимо также рассмотреть взаимодействие волн давления с неплоской и негомогенной зоной горения смесевого твердого топлива, описанного в пункте е 2 ). [c.302]

Колебания низкой частоты (меньшей или равной приблизительно 10 колебаний в секунду) включают колебания в линиях подачи топлива, в системе инжекции, а также в камере сгорания. Эти частоты обычно достаточно малы, сравнительно с частотами собственных акустических колебаний камеры, так что давление внутри камеры может считаться одинаковым во всей камере (т. е. механизм распространения волн здесь не играет роли). Отсюда следует, что колебания не должны так сильно зависеть от пространственного распределения процессов, протекающих в камере (т. е. отпадает необходимость рассматривать пространственное запаздывание ), так что неустойчивость может быть описана обыкновенными дифференциальными уравнениями, в которых учтено время запаздывания. Эти уравнения могут включать несколько времен запаздывания, соответствующих временам запаздывания системы питания, системы инжекции и различных процессов, происходящих в камере сгорания [ ]. Крокко внес существенный теоретический и практический вклад в изучение свойств времен запаздывания процессов превращения, происходящих в камере сгорания. Теоретическое исследование низкочастотных колебаний включает определение реакции одной из частей ракетной системы на колебания другой части конструкции ракеты, выявление узлов конструкции, склонных к самовозбуждению, и разработку сервомеханизма с обратной связью, предназначенного для стабилизации системы. Примеры такого анализа были даны Тзяном [ ], который использовал аналитический метод, предложенный Саче [ ]. Этот вопрос выходит за рамки теории горения и относится к области теории регулирования. [c.306]

Картина расиределе-ния продуктов горения в камере позволяет сделать следующие предпо-лол<ения о возможном механизме горения в пульсирующем потоке после заполнения объема камеры смесью скорость последней из-за наличия резкого пережима начинает сильно уменьшаться, что приводит к значительной турбулизации потока. Воспламененная смесь в результате быстрого сгорания генерирует волну сжатия, которая, взаимодействуя с пламенем, ускоряет процесс. [c.276]

В случае растянутого сгорания, если зона горения имеет структуру, показанную в верхней части рис. 94, упомянутый здесь механизм возмущения эффективной скорости распространения пламени, вследствие волнообразования на поверхностях раздела, будет в значительной степени ослаблен. В этом можно убедиться из рассмотрения двух схем, приведенных в нижней части рис. 94. В левой и правой частях рисунка дано поведение одного и того же моля горючей смеси, окруженного продуктами сгорания. Граница моля является фронтом пла-Л1ени. Моменты а (левый рисунок) и б (правый рисунок) сдвинуты во времени на Уг периода акустических колебаний, поэтому направления действующих в эти мгновения на моль ускорений противоположны. Легко сообразить (это ясно из приводившихся в конце гл. VII общих соображений и видно из правой части рис. 75), что если в момент а максимальное волнообразование наблюдалось на левой границе моля, то на правой его границе будет минимум волнообразования. Это следует из того, что на одной из этих границ ускорение действует от холодного газа к горячему, а на другой — от горячего к холодному. Очевидно, далее, что через полпериода, когда направление ускорения изменится на обратное, характер волнообразования тоже изменится (момент б). Та граница, на которой было сильное волнообразование, станет невозмущенной, а прежде невозмущенная покроется волнами. Учтем теперь, что эффективная скорость сгорания пропорциональна суммарной поверхности пламени. Вследствие того, что левая и правая границы моля покрываются волнами попеременно, то в среднем общая площадь поверхности раздела остается постоянной для всех моментов времени. Здесь, конечно, не учитывается неизбежное уменьшение этой поверхности вследствие сгора- [c.414]

Для ВВ характерны два режима хим. превращения-Эелго-нация и горение. При детонации р-ция распространяется очень быстро (1-10 км в зависимости от природы ВВ, св-в и размеров заряда) в результате передачи энергии посредством ударной волны. Материалы, находящиеся в контакте с зарядом детонирующего ВВ, сильно деформируются и дробятся (местное, или бризантное, действие взрыва), а образующиеся газообразные продукты при расширении перемещают их на значит, расстояние (фугасное действие). Бризантное действие зависит от плотности заряда и скорости детонации, фугасное действие определяется теплотой взрыва, объемом и составом выделившихся газообразных продуктов. [c.365]

Данное обстоятельство указывает на то, что возникновение локальных взрывов имеет общий характер и является существенным и неотъемлемым элементом процесса перехода горения ВВ в детонацию. Было установлено, что нри переходе горения тэна в детонацию локальные взрывы происходят не только непосредственно вблизи фронта горения, но и на некотором расстоянии за фронтом—в горящей среде (рис. 81,е). Взрыв возникший в зоне конвективного горения, с характерным рваным фронтом приводит к образованию ударной волны, которая, распространяясь со скоростью 2800 м/сек, догоняет фронт горения и после незначительной ( 2 мксек) задержки вызывает детонацию ВВ (О = = 7800 м/сек). Возможность образования отдельных, способных к взрыву объемов несгоревшего или частично прореагировавшего вещества представляется совершенно естественной, так как фронт конвективного горения не является плоским и сильно искривлен. [c.173]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология