Горение вибрационное

В последние годы проблема возбуждения акустических колебаний в газовом столбе, в котором происходит горение, стала весьма злободневной. Это вызвано тем, что ряд практически важных задач, связанных с созданием высокофорсированных камер сгорания, не может быть решен без тщательного анализа явления, которое иногда называют вибрационным горением. Указанное обстоятельство находит свое отражение в большом количестве статей, публикуемых в зарубежных изданиях. [c.6]

Рис. 52. Осциллограмма колебания давления при вибрационном горении. Пример одновременного возбуждения двух частот.

А1д стическая неустойчивость процесса горения (вибрационное горение) проявляется в виде установившихся колебаний давления, скорости и температуры газа в камере сгорания. При этом пульсаций скорости приводят к разрушению воздушно-заградительных завес и, следовательно, к нарушению режима охлаждения деталей камеры сгорания, а пульсации давления — к вибрациям камеры и сопряженных с ней афегатов, угрожающим их целостности и порождающим сильный шум. [c.511]

Рассматриваемые ниже автоколебания акустического типа можно охарактеризовать как вызванные наличием обратной связи. В случае возбуждения автоколебаний процессом горения (вибрационное горение) обратная связь будет приводить к влиянию акустических колебаний на процесс горения. Поэтому в специальной главе будет рассмотрен целый ряд физических явлений, приводящих к замыканию подобной обратной связи. Однако в большинстве теоретических расчетов обратная связь не конкретизируется, а вводится чисто формально, как зависимость существенного параметра в зоне горения (на поверхности разрыва 2) от величины колебательной составляющей скорости или давления. [c.21]

Одним из новых направлений в технике сжигания жидкой серы за рубежом является использование особого вида неравномерного горения — вибрационного [c.97]

Идеализированная схема вибрационного горения. В начале настоящего параграфа было показано, что вместо сложного процесса горения внутри зоны а в расчетную схему можно ввести некоторую плоскость теплоподвода 2 с тем, однако, условием, чтобы она содержала некоторые источники массы, импульса и энергии. Хотя такое представление процесса вибрационного горения не может вызвать возражений по существу, ему недостает наглядности. [c.136]

Неустойчивая работа газовых горелок, особенно в режиме вибрационного горения, отрицательно влияет на состояние основных элементов конструкции печного агрегата пирозмеевиков, подвесок, решеток, опорных деталей, огнеупорной обмуровки, теплоизоляции и др. Преждевременный выход из строя элементов конструкции печи приводит к значительному сокращению продолжительности рабочего пробега, общему снижению производительности оборудования. [c.280]

Вопросы, которые рассматриваются в этой главе, являются более новыми и более тесно связанными с приложениями, чем вопросы, которые обсуждались ранее. Исследования горения твердых ракетных топлив и неустойчивости горения стимулировались в основном трудностями, которые встретились при разработке ракетных двигателей твердого и жидкого топлива. Расчет зависимости скорости горения твердого топлива от давления, температуры и т. п., предсказание условий, в которых возникает вибрационное горение в ракетных двигателях твердого и жидкого топлива и оценка влияния колебаний на скорость и механизм горения остаются важнейшими проблемами, которые не решены полностью и до сих пор. [c.270]

Модель зоны горения, которая обычно используется при исследовании вибрационного горения, является моделью с одномерной гомогенной плоской зоной горения (см. рис. 1). Принимается допущение об одноступенчатой химической реакции в газе и предполагается, что процесс газификации также является одноступенчатым поверхностным процессом и не затруднен обратным процессом. Единственным процессом, который принимается во внимание в конденсированной фазе, является процесс теплопроводности. Влиянием тепловых потерь и возвращения молекул из газа в конденсированную фазу всегда пренебрегают. Исследования различаются лишь подходом к анализу процессов в газовой фазе. [c.300]

Согласно работам [Л. 2, 3], взаимодействие волны сжатия с пламенем не носит одностороннего энергетического характера пламя не только ускоряется, взаимодействуя с волной сжатия, но и разрушается. Это разрушение приводит к оригинальной структуре горящего факела в свежую смесь распространяется столб горящего газа, а по краям образуется тороидальный огненный вихрь. Рассматриваемый здесь механизм явления относится к вибрационному распространению пламени в трубах и должен, несомненно, иметь общие черты со стационарным пульсирующим горением, так как процесс в обоих случаях имеет идентичный характер, основывающийся на общности начальных процессов, динамики развития колебаний и условий интенсификации горения. [c.276]

С другой стороны, известно, что ряд опытов, поставленных на промышленных топках, показал большую перспективность создания топок, в которых вибрационное сгорание является нормальным режимом горения. Реализация таких режимов сулит большие выгоды в части увеличения теплонапряженности топок. Кроме того, в последнее время стали появляться статьи, указывающие на большие возможности, которые открывает переход к вибрационному сгоранию в металлургии, химической промышленности и т. д. [c.9]

Авторы исследовали также влияния разного рода препятствий, располагавшихся у открытого конца трубы, на характер вибрационного горения. Они постепенно приближали к открытому концу трубы пластину и убедились, что после приближения (для трубы с диаметром 100 мм) пластины на расстоянии 15 мм н меньше, колебания в сильной степени демпфировались. Вибрационное горение практически прекращалось полностью, если у открытого конца трубы помещалась стеклянная вата. [c.15]

В последние 10 — 15 лет вибрационное горение стали наблюдать не только в опытах академического типа, наподобие описанных выше, но и в двигателях и топках. При этом оказалось, что в подобных устройствах могут [c.17]

Слагаемые Р% ш Q в системе (15.7), как правило, будем опускать, так как первое из них не играет заметной роли в процессе вибрационного горения, а второе (соответствующее теплоподводу, не связанному с пересечением горючим границ области V) проявляется лишь в специальных случаях (возбуждение колебаний нагретыми сетками, введение горючего непосредственно в зону сгорания). [c.122]

Система уравнений (15.7) в случае описания процесса вибрационного горения при помощи величин II и Р% приобретает следующий вид [c.138]

Надо заметить, что этот вывод имеет большое практическое значение. Дело в том, что при исследовании камер сгорания возникает вопрос о возможности испытаний их изолированно от двигателя, путем присоединения к воздухопроводу, нередко имеющему очень большую длину. Казалось бы, при этом нарушается всякое подобие акустических условий работы и поэтому изучать на такой установке процессы вибрационного горения испытываемой камеры нельзя. Однако анализ явления, который был проведен выше, показывает, что это простое рассуждение является неточным и если камера сгорания склонна к неустойчивости (вибрационному горению), то эта неустойчивость проявится (причем в тех же формах, без изменения частоты колебаний и т. п.) и на установке с длинным входным воздухопроводом. [c.243]

Этот результат тоже представляет значительный практический интерес. Он говорит, что если камера сгорания доведена на стенде с длинным трубопроводом и не дает на нем вибрационных режимов горения, то возникновение их при переходе к более коротким входным участкам маловероятно. И в то же время, если камера сгорания доведена при малой длине входного участка, то простое удлинение его способно привести к вибрационному горению. [c.245]

ЧТО волна полностью проходит. Таким образом, уменьшение Т1 означает приближение к условию открытого конца. В специально поставленном эксперименте цилиндрическая труба диаметром 100 мм, в которой происходило вибрационное горение, подсоединялась к ресиверам с диа- [c.248]

При некоторых режимах работы двигателя на бензине может возникать детонационное горение, сопровождшощееся металлическим пуком в цилиндре двигателя, дымлением, падением мощности и повышением температуры двигателя. Детонационный (взрывной) процесс горения отличается скоростью распространения фронта пламени до 1500-2500 м/с. В рабочей смеси в тактах всасывания и сжатия ускоряются реакции окисления углеводородов и образования активных промежуточных продуктов (гидроперекисей). Особенно высока их концентрация в последних порциях несгоревшей части смеси, где наиболее высоки температура н давление. При детонации микроколичеств гидроперекисей возникают ударные волны (см. рис. 2), которые могуг вызывать перегрев двигателя, вибрационные напряжения на деталях камеры сгорания, удаление масляной пленки с поверхности гальзы цилиндра и повышение износа цилиндров и колец. Ресурс работы двигателя в условиях детонации может снизиться в 1,5-3 раза. Глубина и скорость химических превращений при горении рабочей смеси возрастают при повышении температуры и давления ( степени сжатия ) в камере сгорания. [c.39]

Методом ЭСР в О и X - диапазонах в области температур 77-500К, с привлечением данных Мессбауэровской спектроскопии и измерений намагниченности на вибрационном магнетометре (при 77 300 К) исследованы продукты реакции горения твердофазных смесей Сбо/Ре(асас)з, с исходным соотношением Сбо Ре = 1.(1 5), 2.(1 2), [c.86]

Начнем изложение с последовательного описания все более сложных моделей стационарного, плоского одномерного горения твердого ракетного топлива. Далее будут затронуты неодномерные модели горения и кратко рассмотрено эрозионное горение. При обсуждении неустойчивого горения в 3 основное внимание будет сосредоточено на вибрационном горении в двигателях твердого ракетного топлива. Будет введено понятие акустической проводимости поверхности и понятие о времени запаздывания на основе этих понятий будут описаны явления нестабильного горения в ракетных двигателях твердого и жидкого топлива. Изложение будет кратким и большая часть математических вопросов будет опущена. [c.270]

Ценность гипотезы о времени запаздывания заключается в ее общности. Например, результаты экспериментов по воспламенению реагентов, инжектируемых в поток горячего газа, удобно описывать, используя понятие о времени задержки воспламенения (связанном с полной скоростью химической реакции), которое в основном эквивалентно понятию о времени запаздывания (см. 1 главы 4), Плодотворные исследования вибрационного горения в ракетных двигателях, работающих на жидком топливе, были основаны на использовании гипотезы о времени запаздывания, введенной в работах [4з,45-бо] шедшей применение главным образом в работах Крокко [51-66]. Вопрос о неустойчивости горения в ракетных двигателях, работающих на жидком топливе, здесь будет освещен очень кратко обзор можно найти в работах [88,57-88]. [c.305]

Высокочастотные колебания (с частотой ббльшей, чем приблизительно 10 циклов в секунду) возникают под действием того же механизма (распространение акустических волн), который уже обсуждался применительно к ракетным двигателям твердого топлива, с той разницей, что время запаздывания здесь связано с запаздыванием процесса превращения капель жидкого топлива в газообразные продукты, который в данном случае происходит во всей камере, а не только на поверхности. Чтобы учесть пространственную протяженность зоны превращения, Крокко и Ченг в работах [8 .88] ввели понятие о пространственном запаздывании (связанном со временем запаздывания через среднюю скорость потока топлива). При исследовании высокочастотной неустойчивости горения в жидкостных ракетных двигателях не рассматривались столь сложные модели, как в случае описанного выше вибрационного горения твердого топлива. Главной причиной [c.305]

ЭТОГО ЯВЛЯЮТСЯ большие трудности, возникаюш,ие при точном описании распределенных в пространстве процессов испарения и горения. Только в настоящее время состояние теории стационарного процесса в жидкостных ракетных двигателях (см. главу И, особенно 3 и б) начинает приближаться к той стадии, когда могут оказаться плодотворными попытки создания более фундамен-тaльныY моделей вибрационного горения в жидкостных ракетных двигателях [ ]. [c.306]

Г. Д. Саламандра. Вибрационное расирострапение пламени.— Сб. Физическая газодинамика и физика горения . Наука , 1967. [c.125]

Расход воздуха при данном расходе топлива устанавливался таким образом, чтобы можно было проверить работу камеры горения в наиболее выгодном ре-jKHMe. Часть опытов была проведена с заведомо увеличенным, а часть с сильно заниженным избытком воздуха, что позволило определить пределы устойчивости горения и срыва вибрационного режима и возможность работы в дальнейшем на полугенераторном режиме. [c.272]

К сожалению, работы иностранных авторов посвяп епы главным образом вопросам возбуждения неустойчивости в ракетных двигателях, и, следовательно, могут иметь сравнительно узкую сферу приложения. В то же время известно, что аналогичные явления наблюдаются в промышленных топках, экспериментальных установках для изученпя процессов сгорания, в ряде физических экспериментов (труба Рийке) и т. п. Поэтому уже давно назрела необходимость в более общем, чем обычно, рассмотрении проблемы возбуждения акустических колебаний теплоподводом (в частности горением). Одной из задач, которая ставилась при написании этой книги, была попытка разработки основ систематической теории процесса вибрационного горения, позволяющей рассмотреть все множество частных случаев с единой точки зрения. Однако рассмотрение конкретных инженерных проблем в рамках настоящей книги было бы нецелесообразным. Это значительно увеличило бы объем книги, а главное, затрудни.ло бы исследование сути явления и разработку общих методов, поскольку внимание читателя неизбежно распылялось бы детальным анализом различных частных вопросов. Кроме того, не следует забывать, что актуальные сегодня инженерные задачи могут стать неинтерес- [c.6]

Несмотря па то, что вибрационное горение известно давно, и ему пссвящепо сранительно много работ, далеко не все вопросы теории этого явления разработаны. В результате осповныо теоретические выводы сводятся к утверждению, что частоты колебаний определяются акустическими свойствами системы, условия возбуждения сводятся к критерию Рэлея (неточность которого будет показана в гл. III), а из большого количества возможных механизмов обратной связи до сих пор достаточно подробно рассмотрен (применительно к жидкостным реактивным двигателям) лишь так называемый механизм Крокко. [c.10]

При попытке разработки основ теории процесса вибрационного горения выявилась необходимость систематического рассмотрения изучаемого явлешш, причем рассмотрения с наиболее общей точки зрения. Такая общность полезна потому, что дает возможность анализировать самые различные случаи путем применения единой методики. [c.10]

Несколько позже, тоже во второй половине XIX столетия, Маллар и Ле-Шателье наблюдали ири сгорании в трубах переход от плавного движения пламени вдоль трубы к вибрационному горению. Позже аналогичное явление наблюдали и другие авторы. Первыми тщательно поставленными опытами, в которых вибрационное горение было достаточно полно исследовано, явились опыты Коварда, Хартвелла и Джорджсопа ), опубликованные в 1937 г. Основная масса опытов велась в горизонтальных [c.14]

Полученные здесь качественные результаты в целом у довлетворительно согласуются с опытными данными. Насколько можно судить по ряду опытов, вибрационное горение действительно возникает при иереобогащенни зоны горения и в ряде случаев удается подметить его связь с падением полноты сгорания по мере обогащения смеси. [c.209]

Путнэм и Деннис, Исследование вибрационного горения в горелках. Вопросы ракетной техники, № 5 (23), 1954. [c.237]

Описанное явление наблюдалось в специальном эксперименте. Свободно обдуваемая воздушным потоком труба имела телескопическое устройство, которое позволяло непрерывно наращивать длину входного участка, не изменяя режима обдува входного сечения. В концевой части трубы располагалась зона горения. После возбуждения вибрационного горения производилось медленное увеличение длины холодной части трубы и велось непрерывное наблюдение за изменением частот колебаний. Частоты колебаний первоначально имели тенденцию к снижению, но затем скачкооб1)азно повышались до исходного значения. [c.242]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология