ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Ламинарное распространение пламени из "Камеры сгорания газотурбинных двигателей и установок " Распространение экзотермических реакций в газовьк смесях в реальных условиях происходит при наличии градиентов температуры и концентрации и вызванных ими потоков тепла и вещества. Если холодную горючую смесь подогреть в точке локальным источником тепла до высокой температуры, го в соответствии с законом Аррениуса в этой точке экспоненциально возрастет скорость реакции. Выделившимся теплом за счет теплопроводности будут нагреты новые слои свежей смеси, в которых также начнется воспламенение. Одновременно в зоне подогрева и реакции будет иметь место взаклная диффузия продуктов сгорания и свежей смеси. В результате свежая смесь быстро сгорит и превратится в продукты сгорания. Этот процесс носит название ламинарного (послойного) горения. [c.49] Геометрическая поверхность, на которой в данный момент происходит воспламенение и которая отделяет продукты сгорания от свежей смеси, называется фронтом пламени. [c.49] Фронт пламени имеет толщину порядка I мм и на этой толщине происходит повышение температуры от начальной до температуры горения Тг. [c.49] Скорость Un не изменится, если свежая смесь будет перемещаться в трубе. При этом не должна нарушаться ламинар-ность движения ( Re Pe ), однако видимая скорость горения будет в этом случае отличаться от Un.. [c.49] В большинстве промышленных топочных устройств для ски-гания топлива организуется горение во фронте,которое в реальных условиях осложняется турбулентностью и процессами смешения горючего и окислителя. [c.50] Режим третьей стадии стабильный, но качественно отличается от режима первой стадии и называется детонацией. [c.50] Последовательные фотографии пламени,распространяющегося в цилиндрической трубке, показали, что фронт пламени имеет криволинейную форму,которая определяется параболическим профилем скорости,охлаждающим воздействием стенок, а при горизонтальном расположении трубки и гравитационными токами (рис.3.3). Это обстоятельство явилось причиной безуспешности многочисленных попыток измерения нормальной скорости горения Чп. путем наблюдения за скорос -тью распространения пламени в трубках,открытых с одного конца. Если поверхность стационарного пламени наклонена к оси трубки, то суммарная,или видимая скорость распространения такого пламени вдоль трубки во смлько раз больше Ы-п, во сколько раз поверхность пламени больше поперечного сечення трубы. [c.51] Только открытие закона Иихельсона позволило дать правильное определение нормальной скорости,разработать методы однозначного измерения (Хп, экспериментально показать что нормальная скорость действительно является физико-химической константой смеси. [c.51] Условия существования фронта пламени. [c.51] При стационарном процессе горения положение фронта пламени в потоке остается неизменным. [c.51] Рассмотрим схематическое изображение факела пламени в потоке горючей смеси. [c.51] Если скорость 3 О, )ш имели бы сферическое распространение пламени с точечным источником в центре. [c.51] Однако потов сдувает пламя в направлении своего движения, в то же время пламя перемещается навстречу потоку свежей горючей смеси со скоростью Кп. [c.51] В рез7Л тате наступает равновесие, при котором фронт пламени занимает стационарное положение, а потов приносит в зону горения свежие порции горючей смеси. [c.52] Раоснотрим элемент фронта пламени. Скорость потока может быть разложена на нормальную и тангенциальную составляющие и ц и которые стремятся снести фронт горения. [c.52] В направлении нормали п-а скорость уравновешивается нормальной скоростью распространения пламени +и.п.. [c.52] Это выражение установлено в 1890 г. русским физиком В.А.Кихельсоном и носит название закона Нихельсона или закона косинуса . Согласно этому закону проекция скорости набегающего потока на нормаль к поверхности стационарного фронта пламени всегда равна нормальной скорости горения. [c.52] Рассматривая участок фронта,примыкающий к источнику поджигания,становится ясно, что на место сносимых горящих частиц не будут приходить новые, если источник перестанет работать. [c.53] Еомпенса1 я уноса пламени в тангенциальном направлении осуществляется постоянно действующим источником поджигания стационарного фронта пламени. [c.53] Очевидно, если = О, то фронт пламени перпендивуля-ран потоку и второе условие отпадает. [c.53] Вернуться к основной статье