Скорость турбулентного горения

Обратимся к данным по турбулентному горению гомогенных топливовоздушных смесей, в которых исключается стадия смесеобразования. Давление может двояко влиять на скорость турбулентного горения на кинетику химических реакций, т. е. на скорость реакций, и на период задержки, и на параметры турбулентности. [c.40]

Согласно представлениям А. Г. Прудникова [90], на процесс горения гомогенной смеси решаюш ее влияние оказывает гидродинамика, при этом скорость турбулентного горения определяется турбулентностью набега-ющ,его потока, характеризуемого значением Re = 10 -f- 10 . [c.65]

Скорость турбулентного горения и ширина его зоны зависят от масштаба турбулентности в рассматриваемом случае одинаковым образом. [c.365]

Оценки поверхности горения в такой модели приводят к скорости турбулентного горения, выражаемой соотношением [c.365]

Скорость турбулентного горения щ перестает зависеть от природы горючего и определяется пульсационной скоростью или соответствующей ей интенсивностью турбулентности. [c.183]

Температура смеси. С увеличением температуры смеси скорость турбулентного горения увеличивается за счет роста нормальной скорости распространения пламени, и срывные пределы по скоростям и по составу смеси расширяются. Поэтому в сверхзвуковых камерах, где температура торможения велика, допустимы более [c.189]

Кроме приведенных характеристик, турбулентное горение, как и в случае распространения пламени по неподвижной газовой смеси и в ламинарном потоке, характеризуется еще скоростью горения, Скорость турбулентного горения уже больше не является физико-химической константой горючей смеси, а зависит от интенсивности и масштаба турбулентности. При мелкомасштабной турбулентности, т. е. когда длина пути смешения незначительная и мала по сравнению с толщиной фронта пламени, скорость горения зависит не только от кинетических, но и диффузионных факторов [28]. Этот случай едва ли имеет практическое значение. При крупномасштабной турбулентности фронт пламени разрывается, так что сгорают отдельные объемы смеси. Скорость горения при этом определяется только диффузионными факторами. [c.55]

Простейшим образом учесть влияние турбулентности на скорость горения однородной смеси можно, если рассматривать турбулентный поток как поток, в котором температуропроводность а значительно больше, чем молекулярная температуропроводность а. Соответственно этому формула для скорости турбулентного горения принимает вид [c.55]

Таким образом, скорость турбулентного горения при 1ш а пропорциональна корню квадратному из пульсационной скорости. Кроме увеличения скорости распространения пламени, увеличивается также ширина зоны пламени [c.56]

Крупномасштабная турбулентность, как это следует из шли-рен-фотографий процесса горения, играет существенную роль при сгорании топлива в дизелях. Она увеличивает скорость распространения пламени за счет увеличения фронта горения. По данным [24, 8 ], скорость турбулентного горения составляет величину порядка 50 м/сек. [c.62]

Нужно отметить, что, по представленным материалам, скорость турбулентных пульсаций набегающего потока сильно влияет и на время горения смеси. Это находится в противоречии с некоторыми другими работами, в которых не обнаружено значительного влияния турбулентности на входе на тепло и массообмен между потоком и взвешенными частицами. [c.238]

Следует отметить, что специальных исследований, непосредственно определяющих влияние скоростей турбулентных пульсаций на время горения или скорость пламени, автор, по-видимому, не проводил. При изменении скорости потока менялась и скорость пульсации, так как интенсивность турбулентности оставалась постоянной (около 3,5%). Эффект, полученный при изменении скорости потока, автор приписывает только изменению пульсационной скорости. Это утверждение не представляется достаточно убедительным. Вообще же следует еще учесть, что в натурном факеле размеры капель различны, и поэтому условия горения будут отличаться от тех, которые были в рассматриваемой работе. [c.238]

Более распространенным является горение в условиях крупномасштабной турбулентности (/>8). Под действием турбулентности этого вида фронт пламени начинает деформироваться. По мере, увеличения пульсационных составляющих скорости (w ) фронт пламени все более искривляется (рис. 54, а) и в конце концов разрывается. При сильной крупномасштабной турбулентности пульсирующие объемы горящего газа и свежей смеси двигаются вперемежку (рис, 54, б) и несгоревшая смесь постепенно сгорает, В этих условиях резко возрастает поверхность сгорания, которую уже нельзя назвать фронтом, поскольку она распределена по всему объему горящей смеси и в итоге скорость распространения пламени увеличивается. Зона горения в этом случае состоит как бы из множества.очагов горения. Основываясь на упрощающем геометрическом представлении, а именно на представлении о мгновенной поверхности пламени, как составленной из множества конических поверхностей, возможно получить следующее выражение для скорости турбулентного распространения пламени (для w < u ) [c.108]

Все это наглядно видно из хода кривых, изображенных на рис. 60. В ламинарной области длина пламени зависит от скорости потока, поскольку скорость распространения горения зависит от молекулярной диффузии, т. е. от величины нормальной скорости горения ( н), различной для различных газов. В турбулентной области длина пламени не зависит от скорости потока, так как скорость распространения горения прямо пропорциональна w и, стало быть, скорости потока. [c.122]

Так как вихревое поле факела непостоянно и скорость турбулентных потоков продуктов горения рассчитать не удается, то не представляется возможным аналитически определить коэффициент перехода тепла конвекцией к стенам плавильного пространства. Поэтому переход тепла конвекцией оценивают надбавкой Хг. Этот способ возможен там, где передача тепла конвекцией составляет по сравнению с переходом тепла радиацией незначительную величину. [c.294]

Существующие теории турбулентного горения [1—3] опираются в значительной степени на модель ламинарного фронтового горения пламени,, осложненного присутствием пульсационных скоростей, искривляющих фронт пламени [1, 2] или разрывающих его на отдельные объемы [3, 4],. и пригодны в известной степени только для горения гомогенных смесей. [c.249]

Сколько-нибудь законченная теория турбулентного горения еще не разработана. Из литературы известны попытки создать математическую модель турбулентного горения (Л. 22, 23], но они приводят к решениям, выражающим турбулентную скорость распространения пламени через величины, не поддающиеся измерению. [c.38]

Количественная разработка предложенных схем (моделей) турбулентного горения также не привела еще к результатам, дающим возможность надежно рассчитывать динамику процесса. Следует учитывать, что не только турбулентное горение в целом, но и отдельные процессы, составляющие это сложное явление, исследованы еще совершенно недостаточно. Не изучен характер движения отдельных объемов газа в турбулентном потоке, неизвестна количественная связь между размерами этих объемов, скоростями их движения и временем их существования. Эти сведения отсутствуют даже для тех более простых случаев, когда турбулент- [c.38]

В [14] обращено внимание на возможность турбулизации плазменного потока при пробое вблизи поверхности мишеней, в особенности при дозвуковых режимах течения. При этом ожидается, что мелкомасштабные турбулентные пульсации должны интенсифицировать процессы энерго- и массопереноса вблизи фронта поглощения, увеличивая тем самым скорость волны горения . Турбулентность более крупных масштабов способна разрушать структуру факела. Отметим также работу [16], в которой предложен возможный механизм инициирования плазмы вблизи диэлектрических поверхностей, обусловленный пробоем воздуха при термическом растрескивании облучаемой поверхности и образовании на поверхности разноименных электрических зарядов с плотностью — 10 см . Трещинный механизм пробоя может способствовать понижению пробоя массивных частиц. [c.153]

Получим выражение для среднего значения скорости гомогенной химической реакции в условиях турбулентного горения. Рассмотрим прежде всего некоторые сведения из формальной теории кинетики химических реакций. Результирующая скорость -й реакции [c.141]

Удельный объем возрастает при горении в обычных условиях в 4-5 раз. Скорость же пламени II равна при ламинарном горении для наиболее быстрых пламен 2-3 м/с. При нормальном турбулентном горении она может быть в 20-30 м/с. Таким образом, считая, что скорость звука в горючей смеси равна 330 ж/с, получим, что в случае турбулентного горения 1 — рг/ро 0.02 Ч- 0.05, а при ламинарном горении для наиболее быстрых пламен 1 — рг/ро 0.0002 Ч- 0.0005. Отсюда видно, что при вычислении изменения удельного объема во фронте пламени можно считать, что рг/ро = 1. Принимая это во внимание, преобразуем уравнения (1.1)-(1.3) к виду [c.16]

Соотношение (10.14) выведено в предположении, что прирост скорости пламени пропорционален поперечным составляющим потока газа, появляющимся при пересечении ударной волной зоны турбулентного горения. При выводе уравнения (10.14) принималось, что ударная волна, подходящая к пламени со стороны свежего газа, изменяет скорость горения так же, как и волна, подходящая к зоне горения со стороны продуктов горения (в действительности результат действия этих волн несколько различен). Это обстоятельство вводит некоторую ошибку, не превышающую 20%. [c.417]

Переход от ламинарного к турбулентному горению для струи различных газов, распространяющихся в среде неподвижного воздуха, наблюдается при различных числах Ке для воздуха 2200, природного газа 3700—4000 окиси углерода 4700 пропана и ацетилена 8900—10 400. Превышение критических значений Не при таком переходе объясняется влиянием температуры на вязкость и плотность газа. При переходе к рбу-лентному режиму появляется шум, факел нри значительном увеличении скорости отрывается. При образовании смеси за счет турбулентной диффузии скорость горения равна пульсационной скорости и пропорциональна скорости потока. [c.72]

Для движущейся горящей среды имеет значение характер ее движения. При переходе от ламинарного движения к турбулентному меняется не только очертание зоны горения, но и изменяется интенсивность процесса. Некоторое представление о влиянии режима движения смеси на скорость распространения пламени можно получить при рассмотрении рис. 2-5. Из-за больших трудностей проведения теоретических и экспериментальных исследований теория турбулентного горения еще находится в стадии разработки. Следует помнить, что в турбулентном потоке перемешивание происходит не только за счет хаотического движения молекул, но и за счет перемещений молей и значительных объемов газа [c.45]

С. С. Рыбанин, пользуясь второй моделью ( /ыц В/Ир), рассчитал скорость детонации в шероховатых трубах для ряда смесей. Коэффициент трения Сд. вычислялся по литературным данным с точностью до постоянной величины, 1 оторая определялась из опытов по детонации. Скорость турбулентного горения определялась по эмпирической формуле, взятой из экспериментального исследования турбулентного распространения горения (Л. С. Козаченко, 1960), при этом принималось Мц [c.401]

Турбулентное горение. В большинстве с.лучаев основная масса рабочей смеси в цилиндре двигателя находится в достаточно интенсивном турбулентном движении, складывающемся из направленных вихрей п беспорядочных пульсаций скоростей газовых потоков. Под воздействием турбулентности скорость распространения пламени сильно возрастает, что вызывается двумя причинами. Крупные вихри илн турбулентные пульсации больших масштабов искривляют фронт пламени и разрывают его на отдельные горящие очаги (моли), что может приводить к многократному увеличению фактической поверхности горения (рис. 52). Турбулентные пульсации мелких масштабов, сравнимых с толщиной фронта ламинарного пламени, не вызывают его искривления, но усиливая процессы теплопередачи и диффузпи в самом фронте, увеличивают скорость горения на поверхности крупных лголей. Под воздействием обоих указанных факторов скорости расиространения турбулентного иламени возрастают практически пропорционально интенсивности турбулентности (среднеквадратичной величине скоростей турбулентных пульсаций и ). При этом зависимости скоростей турбулентного горения от состава [c.108]

Интенсифицируя сам процесс горения, закрутка иЗдМеняет газодинамическую картину течения, вызывая дросселирование минимального сечепия сопла. Оба эти эффекта приводят к росту давления в камере, что в свою очередь увеличивает скорость горения топлива. Закрутка потока применяется также для реверса тяги в ВРД, для задержания радиоактивного топлива внутри ЯРД и стабилизации дуги в электродуговых подогревателях. Закрутку потока можно использовать для улучшения работы камеры сгорания. При этом ускоряется смешение и весь процесс горения и возрастает стабильность горения по сравнению с процессом, про одяш им без закрутки (скорость турбулентного горения увеличивается примерно в 3 раза). Закрутка подавляет пульсации и шум струи, увеличивает полноту сгорания, уменьшая тем самым загрязнение выхлопной струей окружаюш ей среды. Используя закрутку, можно суш ествеп-но сократить размеры камеры сгорания и уменьшить массу двигателя. Так, для ВРД использование закрутки по всему тракту позволяет сократить длину двигателя более чем на 10 %. В рабочих каналах радиальных МГ Д-генераторов происходит закрутка потока иод действием лоренцевой силы. Моншо избежать закрутки потока на выходе из МГД-каиала, компенсируя ее созданием некоторой закрутки на входе в МГД-канал. [c.194]

Для интенсификации сжигания газового топлива необходимо ускорить смешение его с воздухом и создать условия для увеличения скорости турбулентного распространения пламени и поверхности фронта пламени. Поверхность фронта пламени может быть увеличена организацией развитого зажигания по сечению горелки. Скорость турбулентного распространения пламени определяется скоростью химического реагирования, которая увеличивается с ростом температуры и концентрации реагирующих веществ. С целью повышения температуры смеси применяют предварительный подогрев воздуха, используемого для горения. Однако основной нагрев горючей смеси до ее воспламенения происходит в топочной камере за счет диффузии в нее высоконагретых продуктов сгорания. Для ускорения тепло-и массообмена сжигание должно быть организовано в высокотурбулизированном потоке и, следовательно, в потоке с повышенной скоростью. При этом должно быть организовано устойчивое зажигание, обеспечивающее воспламенение у устья горелки при высокой скорости истечения смеси из горелок. [c.65]

На основании этих опытных данных можно считать, по аналогии с газо-воздушной струей, горящей в свободном факеле (см, гл. 3), что повысить объемное теплоиаиря-жение зоны горения в туннельных горелках можно различными путями, но наиболее эффективными из них являются уменьшение диаметра кратера , увеличение скорости турбулентного распространения пламени и увеличение периметра зажигания. Перечисленные мероприятия позволяют укоротить пламя главным образом за счет уменьшения L-B, что особенно важно имсрь в виду, например, при сжиганич низкокалорийных газов в большом количестве. [c.160]

При переходе от ламинарного горения к турбулентному скорость распространения пламени Ит увеличивается. В случае мелкомасштабной турбулентности увеличение скорости турбулентного распространения пламени вызывается усилением тепло- и массообмена вследствие турбулентной теплопроводности и дуффузии. Скорость турбулентного распространения пламени [c.345]

Во втором случае, когда масштаб турбулентности велик по сравнению с шириной зоны нормального горения, турбулентность искривляет поверхность нормального пламени и, согласно принципу Михельсона, увеличивает скорость распространения горения. Г. Дамкелер (1940) для этого случая и для сильной турбулентности и Ыд) получил пропорциональность турбулентной скорости пламени скорости турбулентных пульсаций. [c.365]

К. И. Щелкин (1943), развивая идеи Дамкелера, выдвинул представление о зоне турбулентного горения (случай и Мд) как о широкой области, в которой объемы (моли) несгоревшего газа, окруженные продуктами горения, дробятся турбулентными пульсациями и сгорают с поверхности с нормальной скоростью пламени. Эта модель впоследствии получила название модели горения с поверхности (или модели поверхностного горения) в турбулентном потоке. [c.365]

Следует сказать, что поверхностная , как и всякая иная, модель является неким приближением, строго говоря, конечно, не осуществля-ЮШ.ИМСЯ в зоне турбулентного горения. Согласно А. М. Климову (1963) зона нормального горения в турбулентном пламени растягивается или сжимается. Могут существовать условия, при которых в турбулентном пламени вообще исчезает понятие о нормальной скорости горения в применении к сгоранию отдельных молей газа. Тем не менее поверхностная модель оказалась полезной в применении к теории горения вообще и теории горения в технических устройствах в частности. Например, на ее основе создана теория горения в прямоточном воздушно-реактивном двигателе (С. М. Ильяшенко а А. В. Талантов, 1964 А. В. Талантов, 1958). [c.367]

Ускоряющиеся пламена. Газодинамическая задача об условиях ускорения пламени при распространении его как от открытого, так и от закрытого концов трубы рассмотрена К. И. Щелкиным и Я. К. Трошиным (1963). При решении этой задачи сделаны следуюш ие предположения труба считалась полубесконечной, пренебрегалось потерями на теплоотдачу и трение, скорость пламени принималась пропорциональной произведению скорости двин ения газа на число Кармана (турбулентное горение при крупномасштабной турбулентности), учитывался эффект влияния распределения скоростей газа на скорость пламени, впервйе отмеченный Я. Б. Зельдовичем (1944) (величина этого эффекта определялась множителем С, который задавался в виде параметра). [c.419]

Высота конуса растет с уменьшением нормальной скорости распространения пламени. При увеличении скорости смеси выше критической поверхность конуса размывается и скорость распространения пламени увеличивается и растет с увеличением скорости потока (турбулентное горение, турбулентный режим). Пульсация скоростей начинает изменять фронт горения. Если масштаб турбулентности превысит толщ1шу слоя, в котором происходит ламинарное горение, то образуется множество мельчайших факелов, увеличивается эффективная поверхность воспламенения а интенсивность сгорания. [c.71]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...