Горение равновесное диффузионно

При диффузионном горении в турбулентном потоке (в том числе и в турбулентном пограничном слое) максимальная средняя во времени температура продуктов горения на начальных участках факела всегда будет меньше равновесной температуры горения при а = 1,0 (даже ив тех случаях, когда влиянием химической кинетики можно пренебречь, т. е. когда горючее и окислитель полностью расходуются во фронте пламени на поверхности с мгновенным значением а = 1). В турбулентном потоке фронт пламени беспорядочно перемеш,ается во времени и пространстве. Поэтому средняя во времени температура определяется вероятностью нахождения в данной точке объемов газа с данной мгновенной температурой. Поскольку вероятность нахождения фронта пламени с равновесной температурой Гр в данной точке Рф < 1, то и максимальная средняя во времени температура газа Гг.тах будет меньше Гр. В тех случаях, когда существенна роль химической кинетики, на поверхности с а = 1 не происходит полного сгорания топлива, при той же вероятности Рф максимальная температура газа будет еще более низкой. По мере увеличения длины канала сгорает все больше топлива, градиент температур в окрестности поверхности с а = 1 уменьшается и вероятность Рф на этой поверхности стремится к единице, а Гг.тах —> Тр. [c.38]

Полное время жизни капли топлива может быть получено при суммировании времени, необходимого для прогрева капли до равновесной температуры, и времени ее испарения (горения) при достижении равновесной температуры. Как известно, время испарения (для топлив, сгорающих без образования коксового остатка, если не учитывать кинетическое сопротивление, оно равнозначно времени выгорания) может быть определено по диффузионной теории горения единичной капли, предложенной в 1945 г. Г. А. Варшавским. Теория применима для горения (испарения) [c.357]

Пламя предварительно смешанной горючей смеси. Пламя над горелкой Бунзена является типичным примером горения предварительно смешанной горючей смеси [66]. В производстве сажи приходится сталкиваться с разными сочетаниями диффузионного горения и горения предварительно смешанных горючих смесей [67]. Если общее число атомов кислорода в пламени превышает общее число атомов горючего компонента, в равновесных условиях весь углерод должен находиться в виде СО и СО , а твердый углерод должен отсутствовать. Однако свечение углерода наблюдается даже при достаточно большом избытке кислорода в пламени [68]. Так, при горении ненасыщенных углеводородов, таких, как этилен и бензол, образование сажи начинается в нижней части внутреннего конуса пламени при этом образуется светящаяся оболочка, имеющая четко очерченную наружную границу. Высота оболочки может достигать нескольких миллиметров. Если такое пламя заключить в сосуд, то светящаяся оболочка станет значительно толще, распространится довольно далеко в пламя и затем постепенно исчезнет. Это объясняется тем, что при горении некоторых видов углеводородов реакции пиролиза с образованием сажи идут значительно быстрее реакций окисления молекулярным кислородом. [c.64]

Все следующие явления могут классифицироваться как явления, определяемые физическими процессами, за исключением горения капли жидкого топлива, впрыснутого в камеру ЖРД, при ее равновесной температуре (А) горения капли жидкого топлива, впрыснутого в камеру ЖРД с начальной температурой, которая ниже равновесной температуры (Б) турбулентного диффузионного пламени в промышленной печи (В) наружного пламени горелки Бунзена, в которую подается топливовоздушная смесь (Г) внутреннего пламени, горелки Бунзена, в которую подается топливовоздушная смесь (Д). [c.147]

Процессы горения металлов. Сжигание металлов, входящих в состав топлив, является более сложной задачей, чем организация сгорания органических соединений. Можно считать, что горение металлов, которые вводятся в состав твердых ракетных топлив, происходит по диффузионному механизму. Температура пламени, окружающего частицу металла, больше равновесной адиабатической температуры горения данного топлива. Равновесие, по-видимому, наступает после конденсации окиси металла в последующих стадиях горения в камере двигателя. [c.373]

Сложные соединения, содержащие металлы, могут окисляться в целом, или же разлагаются на металл и другие продукты. Горение частиц металла, которые при этом образуются, протекает по диффузионному механизму. По-видимому, по указанному механизму происходит горение большинства алкильных соединений металлов. Температуры, которые могут быть достигнуты при горении металлов, ограничены температурой испарения окиси металла независимо от того, разлагается окись при испарении или нет. Если продукты горения металлов диффундируют в более холодные зоны, то они конденсируются. Температуры испарения или конденсации изменяются в зависимости от давления, и для тех соединений, которые разлагаются, достигаемая температура горения будет также зависеть от температуры диссоциации. Таким образом, температура горения устанавливается в результате равновесного процесса испарения и диссоциации [c.373]

В последние годы опублпкованы отечественные и зарубежные работы [1], в которых делается попытка теоретически решить эту задачу на основе представлений о диффузионном механизме горения, аналогичном горению в ламинарном потоке, но с той разницей, что перемешивание окислителя с горючим протекает не со скоростью молекулярной диффузии, а более интенсивно — со скоростью турбулентной диффузии. Предполагается, что в результате взаимной диффузии горючего и окислителя в пограничном слое на некотором расстоянии от стенки образуется некая поверхность ну.тевой толщины, на которой устанавливается стехиометрическое соотношение горючего и окислителя (а = 1). На этой поверхности — во фронте пламени происходит мгновенное сгорание топлива и достигается температура, соответствующая равновесному составу продуктов горения. Из фронта пламени продукты горения диффундируют в обе стороны, в результате чего выше фронта пламени находится смесь газов, состоящая из продуктов горения и окислителя, ниже фронта пламени — из горючего и продуктов горения (концентрация окислителя равна нулю). В каждом сечении канала поле температур соответствует распределению концентраций продуктов горения в газовом потоке. Параметры пограничного слоя — ноля температур, скоростей и концентраций — находятся нз решения интегральных уравнений движения, энергии, неразрывности и состояния при ряде упрощающих допущений (Рг = Ье = 1, постоянство энтальпий и концентраций на поверхности стенки). [c.30]

Для примера рассмотрим реакции горения водорода и окиси углерода и реакцию хлора с водородом. Первая из этих реакций протекает по механизму сплошь разветвленных цепей (см. стр. 500), в котором ведущими активными центрами являются атомы Н. Концентрация последних, ввиду автокаталитического характера реакции, может заметно превышать их равновесную концентрацию при температуре пламени, вследствие чего диффузия атомов Н в свежую смесь должна играть существенную роль в ее воспламенении. Поэтому нужно ожидать, что распространение пламени водорода должно обладать чертами, характерными для диффузионного механизма. К этому заключению приводит также тот факт, что ввиду разветвленно-цепного механизма реакции горения водорода, в стадии ее развития выделяется только 10% всей энергии, как это явствует из уравнения реакции Н -Ь О2 + ЗН2 = 2Н2О + ЗН 4- 11,0 ктл. [c.618]

В противоположность тепловой теории горения, согласно которой распространение пламени обусловлено переносом тепла теплопроводностью и диффузионным перемешиванием продуктов сгорания и свежей смеси, диффузионные теории горения основаны на переносе из пламени в свежую смесь активных центров. Наибольшую известность получили теории Хэнфорда — Пиза и Ван-Тиггелена. Первая теория основана на том, что во фронте пламени (в зоне максимальных температур) даже термодинамически равновесные концентрации некоторых активных центров, и прежде всего атомов водорода, столь значительны, что, диффундируя в свежую смесь, эти центры могут инициировать реакцию, поскольку [c.30]

На величину этого периода для высоковязких топлив влияют два противоположно действующих фактора. Так как высоковязкие остатки нефтепереработки состоят из высококипящих углеводородов, то значения 0 и равновесной температуры увеличиваются. Вместе с тем малая летучесть этих топлив обусловливает нх более быстрый прогрев. Экспериментальное определение времени прогрева для тяжелых топлив осложняется высоким температурным коэффициентом объемного расширения нефтепродуктов. Малая летучесть существенно влияет на протекание всех стадий процесса испарения и горения высоковязких топлив. По Д. Н. Вырубову [146 ], в этих условиях уменьшается роль чисто диффузионного испарения и увеличивается влияние теплообмена на протекание процессов смесеобразования. [c.361]

Для очень быстрых реакций наблюдаемая скорость определяется скоростью переноса реагирующего вещества к наружной поверхности зерен (область внешней диффузии). Концентрации реагирующих веществ у нарун иой поверхности зерен в этом случае близки к равновесным, порядок реакции близок к первому и наблюдаемая энергия активации очень мала. Вследствие относительцо медленного переноса тепла реакции, теми-ра поверхности катализатора в этом случае отличается от темп-ры реакционной смеси и для экзотермич. реакций близка к темп-ре адиабатич. разогрева при полном превращении. Во внешне-диффузионной области протекают промышленные реакции окисления аммиака, окисления спиртов, поверхностного горения. В этой области активность катализатора не влияет на наблюдаемую скорость реакции, а лишь определяет границы условий осуществления реакции в области внешней диффузии. [c.236]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология