Пламя турбулентное

При достаточно больших значениях числа Рейнольдса сопутствующее горению движение газа в трубе становится турбулентным, что в свою очередь оказывает обратное турбулизирующее действие на пламя. В вопросах о турбулентном горении еще много неясного, и они здесь не будут рассматриваться. [c.667]

В стеклодувных горелках воздух, смешиваемый с газом, поступает под некоторым давлением. Это увеличивает скорость потока смеси. С ростом скорости потока ламинарное пламя переходит в турбулентное. Участки газовой струи в турбулентном пламени совершают беспорядочные вихревые перемещения, и горение сопровождается шипящим или свистящим звуком. При этом фронт пламени утолщается, внутренний конус укорачивается, округляется и может исчезнуть. При больших скоростях струи пламя может оторваться от горелки и погаснуть. [c.252]

В топочных устройствах в большинстве случаев пламя распространяется в турбулентном потоке, причем турбулентность может быть увеличена при помощи завихривающих вставок в газовых горелках. Поток воздуха (или газа), проходя через такой завихритель, закручивается и принимает характер циклонного движения. В циклонных камерах благодаря преимуществам закрученного потока обеспечивается очень хорошее смесеобразование и очень интенсивное горение факела. [c.234]

Применительно к условиям стационарного процесса горения (факел, пламя) можно представить себе три характерных режима распространения пламени ламинарный (нормальный), турбулентно-мелкомасштабный, турбулентно-крупномасштабный.. [c.104]

Приведенные выше формулы относятся к случаю, когда пламя образуется струей газа, вытекающего в неподвижный воздух. Открытое пламя газа, горящего в спутной параллельной струе воздуха, имеющего начальную скорость w , будет более коротким, так как за счет переноса турбулентных пульсаций воздушной струи интенсифицируется процесс перемешивания горючего газа [c.125]

Механизм стабилизации пламени за плохообтекаемыми телами ряд исследователей объясняет тепловым состоянием области горения за стабилизатором, где создается вихревая зона с обратными токами и куда подается распыленное топливо. Холодный воздух, обтекая стабилизатор, соприкасается с зоной горения происходит турбулентное перемешивание газов, паров топлива и воздуха и его нагрев до температуры, необходимой для воспламенения и горения. Полагают, что пламя срывается тогда, когда вихревая зона получает от вновь подожженных газов тепла меньше, чем требуется для зажигания этих газов [55, 56]. [c.41]

Высокую эффективность действия пульсаций, отмеченную выше, удается объяснить, только предположив, что пламя само генерирует дополнительные пульсации, которые суммируются с пульсациями, существовавшими в потоке без горения. В то же время постепенное ослабление эффективности действия пульсаций по мере увеличения ш7 н, также отмеченное выше, может быть объяснено уменьшением относительной роли турбулентности, генерированной пламенем, по сравнению с пульсациями набегающего изотермического потока. [c.45]

Заканчивая на этом описание фронтовой модели турбулентного горения, переходим к рассмотрению объемной модели, в которой турбулентное пламя трактуется как протяженная зона гомогенной объемной реакции. [c.46]

По теории объемного горения [17] турбулентное пламя представляется как зона горения, раздробленная на отдельные очаги. Химическое реагирование происходит во всем объеме, в гомогенной смеси исходных веществ и продуктов сгорания. [c.345]

Горение однородной газовой смеси происходит благодаря распространению пламени в горючей смеси, выходящей из горелки. В зависимости от характера движения горючей смеси различают ламинарный и турбулентный характер горения. При ламинарном режиме пламя распространяется от периферии горелки, от зажигающего кольца , где местная скорость равняется Ип, и за.время [c.345]

В реакторе Гриненко (рис. 6.2.5) получают ацетилен путем частичного соединения метана с кислородом в потоке большой турбулентности. Смесь метана с кислородом, подогретая до 400 °С в подогревателе I, выходит из сопла 3 с большой скоростью, загорается и поступает в камеру сгорания 5, где происходит горение в турбулентном потоке. Пламя устанавливается путем бокового введения дополнительного количества кислорода, нагретого [c.622]

Ламинарное и диффузионное пламена представляют прототип элементарных пламен, изучение которых позволяет определить пределы распространения, критические условия ускорения, стабилизации пламени и т. п. Советской школой была разработана тепловая теория пламени, однако аналитическое выражение скорости пламени удалось получить только для условий с целым рядом ограничивающих предположений. Дальнейшее развитие теории ламинарного горения должно включать развитие аналитических методов учета влияния кинетики и тепломассообмена, диффузии активных центров, исследование структуры зоны пламени. Аналогичные задачи могут быть названы для диффузионного пламени, среди которых существенны для условий двигателей (особенно дизелей) раскрытие законов процесса горения капли и факела топлива и турбулентного диффузионного пламени. [c.379]

Уменьшение длины туннелей возможно для всех газов до величины, равной 2 /г диаметром выходного отверстия горелки, что достаточно для обеспечения поджигания смеси и надежной стабилизации пламени, но завершение сгорания газов будет происходить уже в объеме топочного пространства котла или печи. Повышение стабилизирующей пламя способности туннелей и сокращение их длины может быть достигнуто установкой в центре туннеля, по оси потока смеси, против выходного отверстия горелки, какой-либо насадки из огнеупорного материала трудно обтекаемой формы в виде конуса. В этом случае при ударе струи смеси в конус за ним создаются дополнительные вихревые потоки разогретых газов, т. е. увеличивается турбулентность и поверхность фронта зажигания смеси, отчего ее воспламенение и сгорание будет происходить еще быстрее. В результате этого тепловое напряжение туннелей может быть повышено вдвое, а длина их сокращена наполовину. [c.144]

Движение газовоздушной смеси может быть ламинарным или турбулентным. При турбулентном движении скорость распространения пламени значительно больше, чем при ламинарном. Очевидно, что устойчивое горение газовоздушной смеси может происходить только в определенном диапазоне скоростей истечения ее из горелки. Если скорость истечения газовоздушной смеси из горелки (при форсированной работе) значительно превысит скорость распространения пламени, то наступит явление отрыва пламени от выходного насадка горелки. Наоборот, если скорость истечения газовоздушной смеси будет значительно меньше нормальной скорости распространения пламени, то пламя начнет втягиваться в горелку и дойдет до того места, где происходит смешение газа с воздухом, т. е. произойдет явление, называемое проскоком пламени. [c.128]

Рассмотрим турбулентное диффузионное пламя, образующееся при истечении струи газообразного топлива из круглого сопла вертикально вверх в неподвижный воздух. Известно, что в первом приближении диффузионное горение можно описать, предполагая, что состав и температура пламени равновесны [5]. Поэтому учет влияния излучения и отклонений от термодинамического равновесия на состав и температуру пламени дает малые поправки при описании основных характеристик факела. Эти поправки, однако, сильно влияют на образование N0, так как скорость окисления азота сильно зависит от температуры и концентрации атомарного кислорода [6. [c.381]

Случай крупномасштабной турбулентности может быть рассмотрен исходя из других представлений (см., например, К. И. Щелкин и Я. К. Трошин, 1963). Перенос горения крупномасштабными турбулентными пульсациями в принципе отличается от переноса горения при помощи турбулентного тепло- и массообмена. Перенос горения имеет не диффузионный, а эстафетный характер. Пламя, перемещаемое турбулентной пульсацией, оставляет в любом месте, где есть горючая смесь, новый фронт горения. Языки пламени, проникнув благодаря турбулентным пульсациям в не-сгоревшую смесь, поджигают ее и оставляют в несгоревшей смеси, независимо от дальнейшей судьбы элемента газа, участвовавшего в турбулентной пульсации, очаги горения, образующие новый фронт горения. Эстафетный характер передачи горения при крупномасштабной турбулентности приводит к зависимости турбулентной скорости пламени от средней квадратичной скорости пульсаций вида [c.365]

По характеру изменения степени черноты факела пламени от оптической толщины его можно разделить на четыре вида. При изменении оптической толщины в интервале 0<Ви<1 пламя является оптически прозрачным. Это — несветящееся пламя при горении газа и светящееся пламя при горении жидких и твердых топлив малых характерных размеров. Второй вид пламени находится в интервале изменения числа 1<Ви 6, и степень его черноты не зависит от числа Ви. Это — ламинарное и слабо турбулентное светящееся пламя. Для первого и второго вида пламени в качестве эффективной температуры берется ее максимальное значение. Третий и четвертый виды пламени относятся к развитому турбулентному пламени с оптически плотной газовой средой, что приводит к уменьшению эффективной температуры по (4.105). [c.182]

I — основной металл 2 — зона струи с ламинарным истечением З — ядро струи 4 — зона струи С турбулентным истечением 5 и 5 — зоны смешения 6 — подогревающее пламя [c.27]

Но в большинстве случаев сжигания газообразного топлива пламя распространяется в турбулентном потоке, который отличается от ламинарного тем, что в каждой точке потока скорость изменяется и по величине и по направлению, а отдельные струи перемешиваются и движение носит беспорядочный, хаотический характер. [c.274]

Этим видам горения соответствуют свои виды пламен ламинарное, турбулентное и детонационное пламя. [c.178]

На рис. 5.4 показана схема перехода горения газовой смеси при поджигании ее у закрытого конца трубы [30]. Физической причиной возникновения детонации является взрыв адиабатически сжатой газовой смеси. На начальном этапе горения (см. рис. 5.4) образуется ламинарное пламя П. В результате расщирения продуктов сгорания перед фронтом пламени возникает волна сжатия 5, за которой происходит ускорение движения фронта пламени и непрореагировавщей газовой смеси. В дальнейшем в связи с турбулизацией потока газа перед пламенем оно превращается в турбулентную область сгорания. В результате увеличивается скорость распространения пламени относительно несгоревщей смеси, что приводит к увеличению давления и температуры в волне сжатия. Прогрессивное увеличение амплитуды волны сжатия происходит до тех пор, пока не создаются условия, необходимые для взрывного воспламенения адиабатически сжатой смеси и перехода процесса в детонационный. [c.98]

Дальнешее развитие теории горения в турбулентном потоке [72] исходит из предположения о тесной взаимосвязи мелкомасштабной и крупномасштабной турбулентности. Исходя из этих представлений, считают, что мелкомасштабная турбулентность носит определяющий характер, а крупномасштабная — определяемый. Возникновение в зоне горения мелкомасштабной турбулентности влечет за собой увеличение ширины зоны горения, что приводит к постепенному освоению этой зоной пульсаций все более крупных масштабов. При возрастании роли крупномасштабного механизма ускорения процесса горения падает начение мелкомасштабного механизма, и наоборот. Процесс крупномасштабного ускорения в условиях нестационарного горения приводит к быстрому росту скорости распространения пламени за счет расширения зоны горения 8. В дальнейшем по мере того, как пламя становится стационарным, роль крупномасштабного ускорения процесса горения становится все меньше в связи с тем, что зона горения постепенно расширяется за счет мелкомасштабного механизма ускорения и поглощает все пульсации более крупных масштабов. В связи с тем, что в турбулентном потоке могут возникать и исчезать турбулентности тех или иных масштабов, ширина зоны горения даже при стабилизированном горении может меняться это приводит к характерной вибрации и шумам в турбулентном пламени. [c.109]

Основываясь на изложенном, естественно предположить, что профиль кривых распределения температур в вертикально расположенном факеле должен быть симметричным относительно его оси (см. рис. 59). Это одинаково справедливо как для случая горения готовой горючей смеси, так и для случая горения газа в атмосфере воздуха. Уровень температур в пламени, очевидно, будет зависеть от теплотворности горючего газа, а также от физических параметров газа и воздуха и, конечно, от количества первичного воздуха в горючей смеси. При прочих равных условиях пламя предварительно подоготовленной горючей смеси будет наименьщих размеров и температура его будет наивысшей. По мере уменьшения содержания в смеси первичного воздуха объем и светимость пламени, а т кже его теплоотдача в окружающее пространство будут возрастать и, как следствие, будет снижаться температурный уровень факела. Профиль кривой распределения температур в поперечном сечении факела зависит от характера пламени (ламинарное и турбулентное). На рис. 67 показано распределение температур в простейшем случае (ламинарный факел) при сжигании готовой смеси. Кривая температур в этом случае в известной степени напоминает эпюру скоростей в ламинарном потоке. Профили температур для случаев горения в воздухе смеси газа с недостаточным количеством воздуха, а также при турбулентном характере струй будут носить более сложный характер. [c.129]

Г. Хоттел и В. Гаусорн [Л. 69], исследовавшие горение городского газа, вытекающего из круглого сопла в неподвижную воздушную среду значительного объема, обратили внимание, что в определенном диапазоне скоростей истечения удавалось получить устойчивое пламя двух различных видов. Пламя первого вида образуется у самого устья сонла, а пламя второго вида частично отрывается от сопла ( висящее пламя) н по всей своей протяженности имеет турбулентный характер. При равных скоростях истечения газа пламя второго вида имеет меньшую длину по сравнению с пламенем первого вида. Раз- [c.80]

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]

Горение обедненной гомогенной смеси СН4—О2 можно рассматривать как модель более сложного процесса горения полимера. Диффузионные пламена углеводородов типа метана, парафина, линейных и разветвленных полиэтилена и полипропилена исследовались на содержание простых продуктов при этом обнаружилось замечательное сходство результатов. Поли-метилметакрилат дал аналогичные результаты, за исключением того, что на ранней стадии горения в пламени обнаружены большие количества мономера. Измерения температуры показали, что при горении полиэтиленовой свечи в воздухе температура ее поверхности составляет 230-ь540°С, а температура пламени 490- -740 °С. Однако имеются данные о том, что при турбулентном горении достигаются температуры выше 1500 °С. [c.67]

При ламинарном пламени (см. подробнее 3) скорость сгорания топлива постоянна п = 0 процесс сгорания бесшумен. Однако, если зона горения турбулентна, а именно этот случай и рассматривается, то если даже расход топлива в среднем постоянен, локальная скорость горения >1еняется во времени и для малого элемента объема Q O. Турбулентность непрерывно возмущает пламя в каждый данный момент горение ограничено этим пламенем или серией пламен, занимающих случайное положение в зоне горения. [c.471]

Будем считать, что сгорание топлива происходит, когда пламя толщиной d проходит данный малый элемент объема AF. Положим, что масштаб турбулентности 1> d и в турбулентной зоне горения малый элемент объема AF В элементе объема AF условия сгорания могут поэтому считаться однородными и скорость горения в малом элементе W может изменяться от нуля до скорости горения, имеющей место в ламинарном иламенп. Положим, что в таком пламени щ есть средняя скорость его-рания единицы объема топлива. Если пламя через элемент объема AF под действием потока проходит со скоростью V, то средняя скорость изменения mf будет порядка nifAVvld. Часть времени, в течение которой в среднем имеется такая скорость, представляет собой отношение средней скорости сгорания в турбулентной зоне горения с объемом V к средней скорости сгорания в ламинарном пламени, т. е. mlVrrif. Таким образом, среднее квадратичное скорости изменения т/ в элементе AF будет [c.471]

При увеличении подачи газа количество воздуха, могущее соединиться с газом у корня факела, сокращается, перемешивание его со всей массой газа ухудшается, фах ел пламени резко увеличивается и становится яркосветящимся, золотисто-соломен-ного цвета. Это происходит, если пламя свободно может развиваться в объеме топки и не касается, например, стенки котла, -охлаждающей его. В последнем случае пламя становится менее ярким, коптящим, красноватого цвета, что указывает па большую неполноту сгорания газа и выделение сажи. При дальнейшем увеличении подачи газа в горелку, вследствие очень большой скорости вытекания газа из отверстий горелки, движение его из прямоструйного переходит в вихревое (турбулентное), что способствует лучшему перемешиванию газа с воздухом. Пламя при этом сокращается, становится неровным, свечение его уменьшается, цвет приобретает снова сине-голубую окраску, при этом горелка сильно шумит, и пламя начинает отрываться от горелки наступает опасный момент полного отрыва пламени от горелки, что недопустимо. [c.150]

На фиг. 20 показаны схемы факела (пламени) различных форсунок низкого давления [11]. Длинное пламя дают ирямоструйные форсунки. В них струи воздуха и мазута идут параллельно, и лишь на расстоянии > 1,5 м образуется область мелкого распыления, а полное горение достигается только на расстоянии, превышающем 2 м. Короткий факел пламени дают турбулентные форсунки, так как в них распыление происходит на расстоянии 100—200 мм от насадки, а благодаря завихрению горючей смеси горение завершается полностью на расстоянии 300—500 мм от насадки форсунки. Факел форсунок со встречными потоками занимает среднее место между факелами форсунок прямоструйных и турбулентных. [c.59]

Выше рассматривалось влияние на горение турбулентности, заранее созданной в горючей газовой смеси. Такого рода турбулентность имеет место в различного рода топочных устройствах. Возникает она и при распространении горения в трубах. Дело в том, что горение благодаря большому увеличению объема продуктов сгорания по сравнению с объемом исходного газа вызывает движение последнего и турбулизацию его от стенок. Однако нормальное пламя способно турбулизоваться и в отсутствие стенок вследствие его внутренней гидродинамической неустойчивости, теоретически обнарун енной Л.. Д. Ландау (1944). Это явление описывается в следующем параграфе. [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]

Известно также, что при турбулентном движении газокислородная струя расширяется возле стенки сопла до давления ниже атмосферного в результате поперечной скорости в момент истечения из отверстия, и, таким образом, расширенное ядро пламени удерживается у выходного отверстия, нависая над его торцовой поверхностью и не проникая внутрь мундштука. При повышенной шероховатости стенок и малой средней скорости истечения смеси толщина предельного слоя с минимальны.ми скоростями истечения увеличивается н газовая струя не может противостоять давлению, oкaзывae юмy снаружи, и пламя проскакивает внутрь мундштука [14]. На уменьшение возможности проскока пламени внутрь горелки оказывает влияние также снижение скорости воспламенения смеси на границе вследствие диффузии вытекающей нз мундштука газовой струи с атмосферой воздуха [12]. При повышенной скорости истечения смеси скорость распространения пламени на границе несколько повышается вследствие того, что быстротекущие газы пламени не засасывают холодный воздух из окружающей атмосферы, что также способствует удержанию пламени у выходного канала мундштука. [c.60]

В технических устройствах происходит горение струй газо-воздушной смеси и пламя называют факелом. Факел имеет ту или иную геометрическую форму. На интенсивность и устойчивость горения большое влияние оказывает характер движения потока—ламинарный или турбулентный. Горение спо1койно неомешивающихся струй газо-воздушной смеси называется л а м и н а рн ы м горением. Такое горение встречается редко, главным образом при малопроизводительных атмосферных горелках. [c.273]

Применение воздуха в качестве окислителя позволяет снизить интенсивность перегрева с обеспечение.м норм и требований производственной технологии. Большинство современных конструкций газовоз,душных горелок с инжекцией воздуха из атмосферы или с по.дачей воздуха от сети характеризуются узким пределом регулирования мощности пламени и низкими скоростями истечения горения горючей смеси, вследствие чего имеют мягкое пламя , пригодное только для па1"1ки деталей. мягкп.ми и твердыми припоями. Эффективность нагрева металла или материала в основном зависит от условий сжигания горючей с.меси, этими параметрами являются давление среды, где протекает горение, масштаб турбулентности, состав горю- еи смеси, скорости горения горючей смеси и др. [c.90]

При достаточно больших значениях числа Рейнольдса сопутствующее горению движение газа в трубе становится турбулентным, что в свою очередь оказывает обратное действие на вызвавшее движение пламя. Согласно К. И. Щелкану структура зоны горения имеет при этом следующий характер. Турбулентные пульсации, основной масштаб которых велик по сравнению с обычной толщиной пламени 8, приводят к нерегулярному искривлению его фронта. Это искривление может быть весьма значительным, поскольку степень устойчивости фронта по отношению к его деформациям согласно сказанному выше, вероятно, невелика. В результате возникает сравнительнэ широкая зона горения , представляющая собой нерегулярно сложенный в гармошку тонкий фронт пламени. Скорость горения при этом значительно возрастает за счёт значительного увеличения общей поверхности, на которой оно фактически происходит. Следует заметить, что описанная картина существенно отличается от той, которая должна была бы возникнуть в результате автотурбулизации пламени зона горения представляла бы собой однородную область, активно перемешиваемую турбулентными пульсациями малых по сравнению с радиусом трубы масштабов. [c.581]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...