Скорость испарения капли жидкого топлива

Таким образом, повышение температуры подогрева топлива приводит к суш,ественному уменьшению критерия Л < 1 и сокращению периода испарения. Однако полностью задачу горения потока распыленного жидкого топлива нельзя сводить к задаче испарения одной капли. В ряде опытов топливо предварительно доводилось до парообразного состояния и затем вводилось в реакционный объем. Если бы скорость горения определялась одним только испарением капель, то парообразное топливо при вводе вторичного воздуха должно было бы сгореть мгновенно или по крайней мере на очень коротком участке. На самом же деле этого не происходит, как и при горении газообразного топлива. Время и протяженность горения зависят от ряда других факторов гидродинамики, диффузии, скорости реакций в условиях теплообмена между факелом и окружающими стенками и т. д. Процесс горения даже термически подготовленного топлива протекает в течение определенного времени, хотя и приближается по характеру к процессу выгорания газообразного топлива, т. е. к гомогенному горению. При этом для эффективного сгорания термически подготовленного жидкого топлива, вводимого в реакционное пространство в парообразном состоянии, требуется не только хорошее смешение с окислителем, но и температура окислителя не ниже температуры топлива. [c.67]

При установившемся состоянии скорость горения капли жидкого топлива определяется скоростью испарения топлива с поверхности капли. [c.133]

Ранее (см. подраздел 3.2) мы уже говорили о том, что при сжигании жидкого топлива в топочную камеру подается распыленное топливо - капли мазута или дизельного топлива В результате распыления многократно увеличивается поверхность частиц жидкого топлива, а значит - и скорость его сгорания. Устройство, которое обеспечивает распыление жидкого топлива, назьшается форсункой. Благодаря форсунке из каждой капли жидкого топлива диаметром 1 мм получается миллион капель диаметром 10 мкм, что приводит к увеличению площади испарения в 600 раз. [c.18]

Скорость горения капли жидкого топлива, взвешенной в неподвижном воздухе, не зависит от следующих факторов химико-кинетических свойств топлива (А), содержания кислорода в воздухе (Б), количества кислорода, необходимого для единицы массы топлива (В), скрытой теплоты испарения жидкости (Г), теплопроводности газовой оболочки вокруг капли (Д). [c.37]

Анализ этого уравнения показывает, что температура в каждой точке предпламенного участка факела тем выше, чем выше начальная температура потока и температура во фронте пламени. Увеличение скорости потока снижает эту температуру. Совместное влияние указанных факторов приводит к тому, что величина участка, на котором наблюдается интенсивный рост температуры, будет сравнительно небольшим, и прогрев капель главным образом определяется начальной температурой потока. Это имеет весьма существенное значение для тяжелых топлив, так как для ускорения их прогрева требуются значительно более высокие температуры среды (см. гл. 1, п. 2). Ускорение прогрева топливного факела прежде всего достигается увеличением начальной температуры потока и его интенсивной турбулизацией. В практике обе эти задачи решаются созданием вращательного движения потока воздуха путем установки различного рода турбулизаторов, главным образом лопаточных завихрителей. Обычно для практических расчетов принимается, что температура среды в головной части топочного устройства остается неизменной и для различных конструкций фронтовых устройств и топочных камер составляет от 600 до 1000° С. В этих условиях прогрев топливного факела приближенно может быть рассчитан в соответствии с закономерностями прогрева и испарения одиночной капли жидкого топлива, которые приведены в гл. 1. [c.71]

Капля жидкого топлива окружена атмосферой, насыщенной парами этого горючего. Вблизи от капли по сферической поверхности с диаметром г устанавливается зона горения. Химическое реагирование смеси паров жидкого топлива с окислителем происходит весьма быстро, поэтому зона горения весьма тонка. Скорость горения определяется наиболее медленной стадией — скоростью испарения горючего. [c.179]

В соответствии с законом Дальтона скорость испарения жидкости прямо пропорциональна поверхности испарения. Что-бы ускорить процесс смесеобразования, жидкое топливо в двигателях распыливают на мельчайшие капли. Поверхность испарения, а следовательно, и скорость испарения в этом случае резко возрастают. [c.39]

При горении распыленных топлив в жидкостных и воздушно-реактивных двигателях, а также в двигателях с воспламенением от сжатия образуется двухфазная смесь, в которой наряду с испаренным топливом присутствуют капли жидкого топлива. Для характеристики этой смеси большое значение имеют качество распыливания и скорость испарения топлива. [c.164]

Горение жидкого топлива рассматривается как процесс горения его паров, капли рассматриваются лишь как источник пара. Предполагается, что скорость, или время, испарения определяется константой, соответствующей условиям испарения одиночной капли. С другой стороны, горение паров топлива, т. е. реакция химического взаимодействия молекул топлива и кислорода, происходит в условиях как бы гомогенной смеси со скоростями, зависящими от местных концентраций, реагирующих веществ и температуры. [c.66]

При движении капель в потоке в результате теплоотвода из зоны горения температура поверхности и жидкого ядра капель непрерывно повышается. Предполагается, что когда температура капли топлива достигнет температуры кипения жидкости, давление насыщенного пара на поверхности капли делается больше внешнего Давления. При таких условиях скорость диффузии паров топлива в окружающую среду (воздух) достигает очень большой величины. В этом случае скорость испарения капель в газовом потоке [c.95]

УДЕЛЬНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ — поверхность, приходящаяся на единицу объема жидкого тела. Имеет большое значение при карбюрации и при впрыске топлива в цилиндр двигателя через форсунку. Скорость испарения распыленного топлива тем выше, чем тоньше его распыливание, т. е. чем больше У. п. топлива. Возрастание У. п. по мере дробления капли можно видеть из таблицы, где приведены резуль- [c.682]

Еще более эффективной является установка форсунок в воздушных соплах с ориентацией впрыска топлива навстречу воздушному потоку (рис. 13, г). Такое расположение форсунок обеспечивает высокую относительную скорость топлива и, следовательно, хорошее качество его распыливания при умеренных скоростях воздуха, подачу в циклонный реактор воздуха с достаточно равномерно распределенными в нем каплями топлива. В результате испарение и выгорание капель топлива завершается на коротком участке у воздушных сопл, что уменьшает опасность коксообразования на стенках циклонного реактора. Рассматриваемая схема установки форсунок является одной из типовых при сжигании жидкого топлива в прямоточных камерах сгорания воздушно-реактивных двигателей [27 94 . [c.32]

Приведенные выше расчеты и экспериментальные данные относятся к испарению неподвижной относительно воздуха капли. С некоторым приближением они применимы и к свободно оседающим в воздухе мелким капелькам и частицам. Крупные же капли падают довольно быстро, и скорость их испарения при этом заметно повышается. Определение скорости испарения капель, движущихся относительно газообразной среды, представляет интерес для таких процессов, как распылительная сушка, охлаждение распыленной водой и горение распыленного жидкого топлива, а также для метеорологии (испарение дождевых капель). Многие исследователи изучали скорость испарения капель, обдуваемых воздухом с различной скоростью. На основе теоретических соображений, подтвержденных измерением скорости уменьшения диаметра капель, обдуваемых воздушным потоком, скорость испарения в этих условиях можно представить формулой [c.105]

Влияние скорости воздушного потока проявляется также и в аэродинамическом воздействии потока воздуха на струю жидкого топлива (при карбюрации) или капли его (при непосредственном впрыске), в результате которого струя топлива разбивается на отдельные капли, а последние дробятся на мельчайшие капельки, что значительно увеличивает поверхность испарения. [c.12]

Горению жидкого топлива должны предшествовать распыление и испарение. Скорость нагрева капли зависит от разности температур нагревающей среды и поглощающей тепло капли и от величины отношения поверхности капли к ее объему. Поэтому в технике стремятся выполнить наиболее тонкое распыление (на мельчайшие капли), что достигается с помощью форсунок различной конструкции. Для удовлетворения условий пневмотранспорта вес капли в газо-воздушной среде должен быть меньше силы сопротивления ее движению в этой среде. В отношении скорости испарения капель существует несколько точек зрения. Г. А. Варшавский придерживается мнения, что скорость испарения регулируется диффузионным процессом. Д. А. Франк-Каменецкий рассматривает три стадии процесса испарения при температурах ниже температуры кипения жидкости (стадия диффузионного испарения) при температуре кипения, когда давление паров начинает превышать давление окружающей среды, причем скорость испарения регулируется в основном процессом конвек- [c.108]

Даже этот простейший случай весьма сложен из-за многообразия физико-химических процессов, происходящих при сжигании топлива. Горению серы, которое происходит только в газовой фазе, предшествует испарение серы, смешение ее паров с воздухом и прогрев смеси до температур, обеспечивающих необходимую скорость реакций. Поскольку интенсивное испарение с поверхности капли начинается лишь при определенной температуре, каждая капля жидкой серы должна быть нагрета до этой температуры. Очевидно, чем выше эта температура, тем больше времени (при прочих равных условиях) потребуется для прогрева капли. Когда над поверхностью капли образуется горючая смесь паров серы и воздуха предельной концентрации и температуры, происходит воспламенение. [c.70]

Твердые частицы. Рассмотрим вначале чисто диффузионный пфенос к частице, помещенной в неподвижную жидкость или газ. Такой случай, хотя и крайне редко, но все же встречается на практике. Примерами могут служить рост кристаллов в пересыщенных растворах при лимитирующем диффузионном сопротивлении подводу кристаллизующегося вещества к поверхности кристалла диффузионное горение капельки жидкого топлива, лимитирующей стадией которого является испарение жидкости с поверхности капли. Б указанных случаях можно пренебречь скоростью движения частиц относительно жидкости (газа) вследствие ее малости (Рбс—>0). При этом уравнение (5.3.1.1) для среды, окружающей частицу, сводится к виду [c.275]

Сделанные выше выводы применимы к парообразному топливу, но, как показывает уравнение (2.6), не следует ожидать, что капли подчиняются тем же самым законам, так как скорость проникновения будет, кроме того, зависеть от размеров капель, от частоты турбулентных пульсаций и т. д. Чем крупнее капли и чем выше частота турбулентных пульсаций скорости, тем ниже коэффициент диффузии по сравнению с таким же коэффициентом для парообразных топлив. Поэтому для капель одинакового размера следует ожидать, что с увеличением скорости основного течения отношение Е1Е будет возрастать. Так как на распыливание влияют скорость воздушного потока, плотность и отношение воздуха к топливу, то для онределения коэффициента диффузии капель топлива необходимо иметь подробные сведения о процессах распыливания и о турбулентности. Имеется очень мало данных, необходимых для сравнения коэффициентов диффузии факела распыленного и испаренного топлива. Типичные данные приведены на рис. 104, где величина Elu построена в зависимости от скорости воздуха для легкого углеводородного топлива, которое испаряется на коротком расстоя- НИИ от точки впрыскивания, а также для дизельного топлива, которое практически не испаряется. Мы видим, что при малых скоростях величины этих коэффициентов диффузии близки друг к другу, а при больших скоростях коэффициент диффузии капель дизельного топлива становится намного меньше коэффициента диффузии для испаренного топлива. В этих опытах распыливание осуществлялось путем пропускания жидкого топлива через трубку, направленную против потока. Распыливание вызывалось соударением воздушного потока с топливной струей. [c.354]

Как показали В. Фомин и А. С. Ирисов [4], скорость движения пленки примерно в 50 раз меньше скорости воздушного потока, а поверхность иленки вследствие вихревого характера воздушного потока и увеличенного трения его о движущуюся пленку принимает волнистый характер. При скоростях, больших 20 м/сек, с гребней волн начинают срываться капли топлива. Одновременно с поверхности пленки происходит испарение топлива, Наибольшее количество пленки образуется в смесительной камере карбюратора и в начале впускного трубопровода, где в работающем двигателе в виде пленки находится до 10—15% топлива. В зоне подогрева впускного трубопровода количество пленки уменьшается, и при благоприятных условиях работы двигателя и хорошем топливе к концу трубопровода и у впускных клапанов вся она испаряется. Вообще количество жидкой пленки зависит от свойств топлива, режима работы двигателя, конструкции впускной системы и других факторов. [c.40]

Бремя смесеобразования зависит от скорости вращения коленчатого вала и угла опережения зажигания и составляет 0,05—0,1 с в двигателях с частотой вращения 2500 об/мин. Основная часть топлива уносится во впускной трубопровод, где крупные капли оседают на стенках и образуют жидкую пленку, которая обычно полностью испаряется к концу впускного трубопровода. При утяжелении фракционного состава бензина испарение иногда продолжается в цилиндре в тактах всасывания и сжатия. [c.211]

Так как скорость горения капли жидкого топлива определяется скоростью испарения, то время ее выгорания можно рассчитать на основе уравнения теплового баланса ее испарения за счет тепла, яолучаемого из зоны горения, т. е. [c.180]

Очень большое техническое значение имеют процессы сжигания распыленного жидкого топлива, используемые в стационарных нефтяных топках, двигателях Дизеля и различных типах реактивных двигателей. Сжигание распыленного топлива — сложбеый процесс, состоящий из ряда последовательных стадий. Первую из них составляет чисто гидродинамический процесс распыла, от которого зависит крупность капель. Далее следуют движение капли по баллистической траектории, ее испарение и смешение паров с воздухом, сопровождающееся их сгоранием. Характер цротекания процесса определяется скоростью движения капли но отношению к газовому потоку. В зависимости от нее следует различать спокойное и интенсивное горение капли. Если капля своем движении полностью увлекается газовым потоком (а в [c.266]

Скорость испарения. Определение скорости испарения является более слолшой задачей, чем вычисление равновесного количества испаренного топлива. Необходимо знать распределение капель по размерам и иметь подробную картину течения газа за каплей, а так ке располагать точными физическими характеристиками углеводородов в жидкой и паровой фазе. В принципе скорость испарения можио вычислить, однако строгое решение этой задачи было бы очень сложным. Излагаемая пигке прибли/кеиная теория дает возможность выявить влияние ряда наиболее существенных параметров камеры сгорания. [c.359]

Испарение бензина и образование горючей смеси в карбюраторном двигателе происходит в воздушном потоке на пути от карбюратора до цилиндра и завершается в камере сгорания. Скорость воздушного потока в диффузоре карбюратора составляет 40... 150 м/с и в 20... 30 раз превышает скорость топливной струи. В воздушном потоке струя топлива разбивается на мелкие кагши, средний диаметр которых составляет 0,1...0,3 мм. Образовавшиеся капли подхватываются воздушными потоками и интенсивно испаряются. Часть капель попадает в цилиндры двигателя, где под действием высокой температуры испарение завершается. А другая часть капель при выходе из диффузора карбюратора оседает на стенках впускного коллектора и образует пленку жидкого топлива. [c.90]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология