Диффузионный факел

Фиг. 42. Диффузионные факелы топливного газа, горящего в воздухе.

Скорость выгорания сжиженных углеводородных газов может быть определена по формуле (1.4). Для определения скорости выгорания сжиженных-газов, разлитых на поверхности, необходимо учитывать тепловые потоки от пламени, которыми определяется скорость выгорания по истечении определенного времени. Высоту осесимметричного турбулентного диффузионного факела пламени горючих газов можно вычислить по приближенной эмпирической формуле [c.157]

Х.16. Схема сажеобразования в диффузионном факеле. [c.546]

Необходимым условием для образования сажи является наличие осадительной поверхности. Если бы этой поверхности не было, то сажа, образуюш аяся во внутренних слоях диффузионного факела, сгорала бы в верхней его части. [c.192]

При вытекании струи горючего газа в спутный поток воздуха (или в неподвижный воздух) на границах струи начинается горение Кислород диффундирует к пламени через все утолщающийся слой продуктов горения. Когда пламя подойдет к оси струи газа, горение заканчивается. Простое выражение для высоты h диффузионного факела можно получить уже из соображений размерности [c.42]

То же можно сказать и о стенде Н. Н. Норкина [144], построенном для исследования диффузионного факела при сжигании водяного газа. [c.220]

Анализ работ [1—5], посвященных экспериментальному исследованию турбулентного диффузионного факела, образованного коаксиальными струями газа и окислителя, показал, что имеющиеся в настоящее время экспериментальные данные не позволяют однозначно оценить влияние начальных условий истечения потоков газа и окислителя на размеры и форму факела рассматриваемого типа, хотя и очевидно, что эти условия играют решающую роль. [c.52]

Эксперименты показали, что в турбулентном диффузионном факеле связь между функциями деформации продольной координаты для динамической, тепловой и диффузионной задач может быть приближенно выражена постоянным числом, аналогичным по смыслу турбулентному числу Прандтля, т. е. [c.58]

Таким образом, на основании изложенного можно полагать, что аэродинамическая теория факела в сочетании с методом эквивалентной задачи теории теплопроводности позволяет построить достаточно обоснованную методику приближенного расчета турбулентного диффузионного факела, образованного коаксиальными струями газа и окислителя. [c.60]

Для перемещения измерительных элементов в образованном таким образом турбулентном диффузионном факеле служила координатная система 6 с ценой деления лимбов 0,1 лш. Динамические напоры в факеле измеряли при помощи трубок Пито 4 и микрома-номеров ММП с ценой деления 0,2 мм вод. ст. Температуру измеряли методом двух термопар , т. е. двумя термопарами 5 ПР 30/6 с диаметрами спаев 0,3 и 0,55 мм, расположенными симметрично оси напорной трубки. Э.д.с. термопар регистрировались потенциометром ЭПП-09 со шкалой О-ь 14 же и ценой деления 0,1 мв. На этой же установке отбиралась проба газа из факела через ту же снабженную холодильником трубку Пито в аспираторы с последующим анализом проб на хроматографе. Проводившееся также определение средних по времени координат фронта пламени по измерению электропроводности факела в различных поперечных [c.61]

На рис. 3, 4 и 5 приведены экспериментальные и расчетные данные по изменению динамического напора, температуры и концентрации в поперечных сечениях диффузионного факела, образованного коаксиальными струями газа и окислителя. Из рис. 4 и5 видно, что приближенный аналитический расчет по формулам [c.63]

Практическим результатом удовлетворительного качественного (для численного метода расчета) и количественного (для аналитического расчета газодинамических характеристик факела) соответствия расчетных и экспериментальных данных является вывод о том, что аэродинамическая теория газового факела в сочетании с методом эквивалентной задачи теории теплопроводности позволяет провести полный газодинамический расчет турбулентного диффузионного факела, образованного коаксиальными струями газа и окислителя, с достаточной для инженерных целей точностью. [c.65]

Далее, экспериментами установлено (рис. 6, а, б, й), что с увеличением начальной концентрации метана в смеси, вытекающей через газовое сопло, с уменьшением относительной скорости любого из потоков (т. е. чем меньше начальное соотношение потоков импульсов отличается от единицы) и с увеличением начальной толщины облекающего потока геометрические размеры свободного турбулентного диффузионного факела, образованного коаксиальными потоками газа и окислителя, увеличиваются. [c.66]

Изменяя начальные условия истечения газа и воздуха, можно обеспечить рациональное сжигание газообразного топлива в турбулентном диффузионном факеле оптимальных размеров. [c.66]

Сопоставление результатов наших экспериментов по изучению влияния начальных условий истечения потоков на закономерности развития турбулентного диффузионного факела, образованного коаксиальными струями газа и окислителя, с литературными данными по изучению процессов смешения в изотермических турбулентных коаксиальных струях [И] показывает, что динамические характеристики факела удовлетворительно отражаются процессами в холодных струях. Более того, практически наиболее важный случай работы горелочных устройств (регулирование размеров факела при заданном коэффициенте избытка воздуха) удовлетворительно качественно отражается в холодных продувках [12], [c.67]

Особый интерес применительно к расчету турбулентного диффузионного факела методом эквивалентной задачи теории теплопроводности представляет вопрос об универсальности используемых при расчете по этому методу эмпирических зависимостей. [c.68]

Таким образом, результаты настоящей работы позволяют количественно учитывать влияние некоторых начальных условий на аэродинамику турбулентного диффузионного факела, образованного горелкой типа труба в трубе , что может непосредственно использоваться при анализе работы горелочных устройств рассмотренного типа, а также для инженерных газодинамических расчетов факелов, развивающихся в пространстве, которое можно считать свободным. [c.70]

С нашей точки зрения, целесообразно ограничить число анализируемых компонентов следующими пятью СОа, Ог, Нг, 00, СН4 и относить к продуктам химического недожога лишь Нг, СО, СН4. При зтом мы выигрываем как в простоте и быстроте анализа, так и в простоте отбора пробы. Кроме того, с точки зрения современных представлений о механизме горения в турбулентном диффузионном факеле скорость горения (длина турбулентного диффузионного факела) определяется сложностью состава горючего, или, другими словами, числом молей окислителя, необходимых для окисления моля топлива. Чем больше последняя величина, тем больше длина факела (рис. 1) Л. 6]. Для сжигания моля Нг, СО, СН4 требуется 0,5—2 моля кислорода, а для сжигания моля пропана СзНа уже [c.288]

В соответствии с ранее развитыми представлениями о диффузионном горении в ламинарном потоке переход от ламинарного режима к турбулентному для диффузионного факела может быть иллюстрирован качественным графиком, представленным на фиг. 10-2. Относительная длина диффузионного факела (отношение длины факела I к его ширине Ь) должно равняться отношению скорости потока к скорости диффузии, определяющей скорость смесеобразования Пока явление протекает в ламинарной области, [c.96]

При газообразном топливе диффузионный очаг горения может получить наибольшую относительную протяженность (длина диффузионного факела в калибрах) при ламинарном характере течения потоков топлива и воздуха. [c.127]

Существенно отметить, что дпфф знойное пламя не может сколь угодно близко подойти к краям горелки пз-за наличия теплоотвода в горелку. Между тем взаимная диффузия окислителя и горючего начинается непосредственно на срезе горелки. Следовательно, вблизи краев горелкп горение идет в гомогенной смеси, а выше становится диффузионным. Хотя область гомогенного горения мала, она весьма существенна для устойчивости диффузионного факела [12]. [c.42]

В работе И. Л. Вертлиба и В. А. Арутюнова даны результаты исследования турбулентного диффузионного факела на основе аэродинамического метода Л. А. Вулиса. [c.5]

При расчете диффузионного факела используются следующие допущения, позволяющие упростить математическую сторону задачи и получить решение. Используется модель фронтального гореппя предполагается, что горение происходит в очень узких фронтах иламснп горючее и окислитель поступают раздельно с противоположных сторон фронта Фронт пламени (лштемати-ческое ожидание фронта) представляется в виде математической [c.18]

Расчет диффузионного факела можно просодить па основе модели объемного [c.18]

Параметры турбулентного перемешивания в горящем факеле приняты те же, что и при смешивании в неизотерыической струе. Обработка экспериментальных данных по диффузионным факелам убедительно показала возможность объяснения их на основе значений параметров турбулентного перемешивания струй. [c.19]

Расчет профилей средних температур и концентраций. Профили средних концентраций и температур в диффузионном факеле получаются за счет разбалтывания квазиламинарного профиля температур и концентраций в факеле (формулы 4 и 5) турбулентной диффузией с дисперсией От (формула 1). [c.24]

Кроме того, расчетно-теоретическое исследование показало, что для расчета диффузионного факела суш,ественна величина а, аналогичная по смыслу турбулентному числу Прандтля, так как выбор той или иной величины 0 может сказаться на расчетных характеристиках факела. Вопрос об абсолютной величине 0 может быть решен только экспериментально. Следует помнить, что использование в расчете факела любого выбранного значения ajn самого предположения о ст = onst является известным приближением. Поэтому при приближенных расчетах факела критерием для выбора постоянного значения а пока должна быть наилучшая сходимость теоретического расчета с экспериментом. [c.59]

Практически наиболее важный из этих экспериментов есть случай регулирования размеров факела при работе горелки с заданным соотношением расходов газа и воздуха. Специально проведенные при постоянном соотношении расходов газа и воздуха, соответствующем коэффициенту избытка воздуха а, равному 1,1, при котором обычно работают в печах горелки рассматриваемого типа (горелки труба в трубе ), эксперименты показали (рис. 6, г), что наименьшие размеры имеет факел при наименьшей начальной толщине облекающего потока, а наибольшие — факел при наибольшей начальной толщине, хотя на этом последнем режиме соотношение рцо2 наиболее отличается от единицы (из рассматриваемых в данном случае). Отсюда следует, что решающее влияние на геометрические размеры свободного турбулентного диффузионного факела в случае изменения начальных условий истечения потоков при постоянном соотношении расходов оказывает относительная толщина облекающего потока. [c.66]

Рис. 1. Влияние состава горючего на относительную длину турбу-лентйого диффузионного факела [Л. 6].

Когда местная турбулентность создается за счет набегания потока на плохо обтекаемое тело ( экраны , воротники , сетки, расположенные вблизи форсунки или горелки, или в отдельных случаях сама форсунка или горелка), масштаб дробления оказывается примерно одного порядка с начальным масштабом турбулентности. В этом случае горение осуществляется по второму механизму (турбулентное смесеобразование). Горение устойчиво держится в турбулентном следе, так как среди всех возможных, образующихся концентраций всегда находится и такая, которая необходима для воспламенения при данных условиях вновь образующейся и поступающей к месту горения рабочей смеси. По мере удаления потока от источника турбулизации (края плохо обтекаемого тела) масштаб турбулентности будет расти, а масштаб дробления останется примерно прежним или даже уменьшится за счет вторичного дробления. В конце концов на некотором расстоянии от стабилизатора воспламенения (источника турбулизации) масштаб дробления станет настолько меньше масштаба турбулентности, что горение начнет итти по первому механизму (микросмешение посредством молекулярной диффузии), что должно привести к ухудшению хода процесса выгорания. Такое положение вещей и наблюдается обычно в хвосте пламени диффузионного факела. Впрочем, этому должны способствовать и другие факторы уменьшение концентрации окислителя в потоке, охлаждение факела и пр. Для того чтобы микродиффузионное горение протекало в диффузионной области, необходимо соблюсти условие [c.97]

Ламинарные режимы, применяемые в таких горелках, делают их приборами весьма умеренных форсирово К. Если по тем или иным причинам возникнет стремление к созданию диффузионных горелок малых форсировок с сильно укороченными факелами, то может быть с успехом применен принцип, вполне аналогичный принципу беспламенных горелок кинетического типа с заменой единичных газовых и воздушных каналов множеством параллельных канальцев. В этом случае, несмотря на столь вялое смесеобразование, какое возникает за счет молекулярной диффузии, диффузионные факелы с ничтожными поперечными размерами получат и ничтожную протяженность, хотя и заметно большую, чем при кинетическом принципе горения. [c.127]

Разумеется, что и при жидком диффузионном факеле применимы различные мероприятия, аналогичные упоминавщимся ранее для газовых факелов и направленные к стабилизации фронта воопламенения и интенсификации процесса сгорания. [c.133]

Зоны топочного пространства. В сущности, все приведенные выще рассуждения об объеме и длине факела остаются формальными, хотя развитие факела и, в частности, его длина интересовали уже не одного исследователя [Л. 11 и 51]. Дело не только в чрезмерной примитивизации схемы факела, который в реальных условиях вынужденного потока развивается гораздо сложнее, но и в том, что на самом деле активная зона диффузионного факела представляет собой его поверхностную оболочку с весьма небольщой толщиной фронта горения. Поэтому ра спрос 11ранение тепловыделения на весь объем, занимаемый факелом, представляется столь же формальным приемом, как и отнесение этого тепловыделения к объему всей топочной камеры, значительная часть которой совсем не занята процессом горения. К таким частям топочного объема относятся зоны / и III, схематически показанные на фиг. 18-2. Самое горение может происходить только в зоне смесеобразования, т. е. в зоне II, которая сама делится фронтом горения на внутреннюю //д и наружную// . Первая заполнена смесью топливного газа с продуктами сгорания, вторая — смесью продуктов сгорания с воздухом. Для всей толщи фронта горения характерно соблюдение стехиометрических пропорций (в среднем по толще). Таким образом, если представлять себе фронт горения как некоторую поверхность, то она является поверхностью теоретического избытка воздуха (а=1).В связи с этим она является также и поверхностью ма1ксимально развиваемой температуры процесса при данной внешней теплоотдаче факела [c.188]

Однако, если условие постоянства теоретического избытка воздуха (а = 1) является непременным для всего фронта горения диффузионного факела, то значение других характеристик не может сохраняться от зоны к зоне, так как фронт горения постепенно качественно изменяется чем дальще от начала факела, тем больше топливный газ балластируется в зоне мертвыми продуктами сгорания, уменьщая свою теплотворную способность (/Сг ) Это вызывает соответствующее уменьщение и теоретического расхода окислителя, в противовес чему расход последнего начинает значительно расти вследствие все большего забалластиро-вания окислителя такими же продуктами сгорания (к ,ц Т ) в зоне // . Наконец, при естественном развитии процесса в потоке, т. е. при взаимном выравнивании скоростей его отдельных слоев, в конце факела заметно ухудшается интенсивность смесеобразования, которая при прочих равных условиях определяет скорость сгорания образующейся горючей смеси, иначе говоря, удельное тепловыделение на единицу поверхности фронта сгорания (9 , 1 ккалчас). Следствием падения удельного тепловыделения должно явиться ухудшение теплового баланса конечных зон факела, которое не может быть [c.188]

Таким образом, при диффузионном факеле, развивающемся по принципу свободной струи (горение в неограниченном пространстве), струя будет раздаваться, как обычно, от центра к периферии и характеризоваться соответствующими полями скоростей (фиг. 18-4,а). Аналогичный факел, заключенный в принудительные габариты топочной камеры с проточной частью, отнесенной к периферии, и с необтекаемым телом в сердцевине, будет развиваться в условиях движения потока, распространяющегося от периферии к центру и характеризующегося совершенно другим полем скоростей (фиг. 18-4,6). Это охватывающее вынужденное движение потока должно соответственно интенсифицировать последние стадии смесеобразования и укорачивать факел по сравнению со свободным его развитием. [c.190]

Существенно, что в зоне смесеобразования, которая, по сути дела, и является зоной горения, всегда находится такая концентрация газообразного горючего, которая оказывается достаточной для воспламенения в том месте, где образующаяся смесь достигает необходимого уровня разогрева. Такой разогрев должен поддерживаться постоянным посторонним источником тепла либО обеспечиваться достаточным притоком тепла из самой активной зоны горения. Если прц весьма мало форсированных режимах, т. е, при ничтожных скоростях потока образующейся смеси, теплопроводность по следней может ока,-заться достаточной для передачи тепла навстречу этому потоку и обеспечит стабилизацию) воспламенения, то при сколько-нибудь значительных скоростях (форсировках) потока необходимый и своевременный приток тепла к месту стабилизированного воспламенения становится возможным только за счет обратных конвективных потоков горячих продуктов сгорания, воэникающих, например, в кормовой части плохо обтекаемого тела. Это и дает повод диффузионному факелу как бы привязаться к кромкам такого тела (или системы тел), могущего обеспечить стабилизированное воспламенение в известных пределах форсировки. [c.227]

Как и при кинетическом горении, для стабилизации фронта горения турбулентного диффузионного факела устойчивое поджигание может быть достигнуто с помощью постоянно действующего постороннего источника тепловой энергии ( дежурные огни в заторможенной части потока и т. п.). Однако опыт показывает, что в подавляющем большинстве случаев, при не слишком чрезмерных форсировках горелки, применение посторонних (источников поджигания не вызывается необходимостью. Они предусматриваются только для целей р Озжига, т. е. применяются в период стабилизации [c.232]

Мысленно разделим эту камеру на несколько последовательных зон. Как мы видели при разборе хода процесса в диффузионном факеле , первыми войдут в процесс краевые частицы топлива, а сердцевинные будут проходить процесс смесеобразования и, следовательно, процесс сгорания, последовательно опаздывая. Таким образом, в первой зоне успеет вступить в реакцию горения и выделить тепло лишь ничтожная часть топлива, по отношению к которой введенный в топку воздух окажется в огромном избытке. Это в сущности и равносильно тому, как если бы в первой зоне мы организовали процесс с огромным избытком воздуха. Ничтожное количество выделяющегося в этой зоне тепла оказывается в состоянии прогреть всю массу воздуха с возникшими продуктами сгорания лишь до очень невысокой температуры. В следующей, второй зоне количество сгоревшего топлива заметно возрастет, а относительный избыток воздуха в газах заметно уменьшится. Это приведет к соответствующему росту температуры, которая и далее, от зоны к зоне, будет повышаться до тех пор, пока избыток воздуха в продуктах сгорания не упадет до окончательного значения, соответствующего полному сгоранию топлива (фиг. 32). [c.106]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология