Горение турбулентное

Существующие методы расчета горения турбулентного факела основаны на определяющем влиянии либо интенсивности перемешивания струй топлива и окислителя (для газового и легкоиспаряющегося топлив) [5, 6], либо скорости испарения (для тяжелых жидких топлив) [7]. Эти методы расчета не учитывают особенности развития процесса при переменных концентрациях реагирующих компонентов и меняющейся температуре и поэтому в конечном счете сводятся к некоторым эмпирическим (или полуэмпирическим) зависимостям, пригодным только для расчета определенных типов горелочных устройств. [c.249]

Рассмотренные в докладах опытные исследования представляют собой только небольшую часть всех опытных работ, но и они представлены в широком диапазоне изменения параметров. Что касается некоторых эмпирических определяемых коэффициентов, то, во-первых, они обоснованы теоретически, а, кроме того, хотелось бы посмотреть, каким образом И. И. Палеев смог бы избежать опытного определения коэффициентов при описании сложного процесса горения турбулентного факела. [c.376]

Начнем наш обзор с рассмотрения основных положений фронтовой модели, которую иногда называют поверхностной , имея в виду горение турбулентных молей с их поверхности. [c.42]

Рис. 3-9. Схема горения турбулентной газовоздушной струи в свободном пространстве.

Следующим важным вопросом, нуждающимся в разъяснении и в дополнительных исследованиях, является зависимость радиации факела от различных факторов при диффузионном горении турбулентных струй. [c.104]

При горении турбулентной газовоздушной струи в туннеле, так же как это делалось для случая горения смеси в свободном пространстве (см. гл. 3), можно выделить три характерные зоны (левая част]з рис. 9-9). [c.159]

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]

Экспериментальные исследования и теоретические оценки [1-4 позволили выделить три фактора, оказывающих сильное воздействие на образование N0 при турбулентном диффузионном горении турбулентные пульсации температуры и концентрации, отклонение концентрации реагирующих веществ и температуры от термодинамически равновесных значений из-за конечной скорости химических реакций, потери тепла, обусловленные излучением факела. Цель данной работы - разработка количественной теории процесса образования N0 в турбулентном диффузионном пламени, в рамках которой учитываются перечисленные эффекты. [c.381]

При выборе облика СТД ЖРД необходимо исходить из основных физических свойств, определяющих динамику работы двигателя. В первую очередь к таким свойствам следует отнести высокоэнергетические процессы, являющиеся неотъемлемой частью функционирования ЖРД горение, турбулентность, кавитация, фазовые превращения и др. [c.23]

Влияние турбулентности на дробление струи жидкости исследовано в работе [539]. Показано, что турбулентность способствует укорачиванию струи до начала ее распыления. В ряде работ [539— 541] изучено влияние запаздывания измельчения струи по времени на устойчивость горения и выполнены основные эксперименты. Теория распыления тонких слоев жидкости, получаемых с помощью тангенциальных сопел, рассмотрена в работе [895]. Критерий устойчивости получен из условия баланса сил межфазного поверхностного натяжения и аэродинамических сил. [c.145]

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 п. 5.2 отмечалось, что в газообразных взрывчатых веществах обычно наблюдается пульсирующая детонация, при которой Течение в зоне Химической реакции становится турбулентным. Результаты экспериментов свидетельствуют о том, что фронт лазерного горения имеет ячеистую структуру [,7]. Известно, [c.105]

Диффузионный принцип сжигания осуществляется при раздельной подаче газа и воздуха. Различают диффузионное горение, ламинарное и турбулентное в зависимости от характера движения пламени (факела). [c.234]

Переход ламинарного диффузионного горения в турбулентное для большинства газов происходит при числах Рейнольдса Re > 2200. [c.236]

Кинетическое горение готовой горючей смеси при турбулентном режиме движения очень неустойчиво. Поэтому в высокопроизводительных промышленных топочных устройствах при турбулентном режиме движения газовоздушных потоков горение является в основном диффузионным. [c.144]

На ее границе непрерывно поджигается подготовленная топливовоздушная смесь, создающая зону горения 10. Для интенсификации процессов тепло- и мас-сообмена применяется турбулизация потока с помощью завихрителей, устанавливаемых во фронтовом устройстве, центробежных топливных форсунок, а также путем подвода струй воздуха через отверстия в стенках жаровой трубы. Кроме того, часть топлива сгорает также в турбулентных следах II, образующихся при истечении воздуха из отверстий 5. [c.273]

Рис. 2-6. Модель объемного турбулентного горения.

Выше была рассмотрена кинетика химических реакций горения в предположении, что подача окислителя (кислорода воздуха и других) осуществляется без ограничения. Однако при анализировании процессов необходимо учитывать не только кинетические (физико-химические) факторы, к которым относят концентрацию реагирующих веществ, давление и температуру их, но и диффузионные процессы, влияющие на подачу окислителя к горящему топливу и на образование смесей, определяемые аэродинамическими факторами — скоростью потоков реагирующих веществ, геометрической формой и размерами тел, расположенных на пути потоков и газов, интенсивностью турбулентности газового факела, t. е. физическими факторами. Главным определяющим процессом при горении топлива в конкретном случае может быть кинетический или диффузионный. Если скорость горения топлива (или общее время, необходимое для его сгорания) лимитируется процессом смешения, то горение протекает в диффузионной области. Наоборот, если смешение происходит очень интенсивно и процесс в целом лимитируется кинетикой собственно реакций горения, то горение находится в кинетической области. [c.232]

ЛАМИНАРНОЕ И ТУРБУЛЕНТНОЕ ГОРЕНИЕ [c.233]

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]

Эффективность сгорания пыли и устойчивость режима горения в большой мере зависят от совершенства работы горелок, через которые пыль вдувается в топочную камеру. Горелки должны обеспечивать хорошее перемешивание топлива с воздухом, максимальное заполнение факелом объема топочной камеры и легко поддаваться регулировке. Для подачи аэропыли в нашей стране применяют круглые турбулентные й щелевые горелки. Наиболее универсальными. и распространенными являются круглые горелки типа ОРГРЭС и ТКЗ (рис. 47). Аэропыль поступает в топку прямоточной струей через трубу 2, в конце которой установлен рассекающий конус 6 для лучшего перемешивания пыли со вторичным воздухом. Регулирование работы горелки осуществляется изменением положения рассекающего конуса 6 при помощи штурвала 1, а также количества вторичного воздуха шибером с помощью рычага 7. Производительность по топливу таких горелок достигает 10 т/ч.. [c.120]

Благодаря большой интенсивности хаотического перемешивания турбулентные течения обладают повышенной способностью к передаче теплоты, ускоренному распространению химических реакций (например, горения) и целым рядом других достоинств. [c.110]

Еще слабее проявляются специфические особенности механизма взаимодействия углерода со стеклом, т. е. механический унос частиц углерода, их поверхностное (гетерогенное) горение при турбулентном режиме течения в пограничном слое. Это, вероятно, связано с относительно высоким уровнем теплоотдачи в турбулентном слое при сохранении почти того же уровня сдвигающихся напряжений в пленке расплава, что и в ламинарном пограничном слое. При этом доля испарения в уносе массы быстро увеличивается. В этом случае отличия в эффек- [c.282]

Сравнение полей СО2 с полями распределения горючих показывает, что появление СО2 на оси факела значительно опережает начало воспламенения пыли. На расстоянии от горелки /1=115 лш почти во всех опытах не наблюдалось горения пыли на оси факела. Однако в ряде опытов содержание СО2 в этом сечении достигало 4—6%, что свидетельствовало о наличии заметного турбулентного массообмена по сечению струи сразу же на выходе аэросмеси из горелки. [c.162]

В настоящей работе приводятся решения некоторых задач о гетерогенном каталитическом горении на поверхности тела (пластина, конус), омываемого безграничным или струйным ламинарным потоком газа малой или большой скорости. Для случая безграничной пластины обсуждается также решение для турбулентного пограничного слоя. Для движения газа с большой скоростью дается анализ картины перераспределения полной энергии для самого общего случая взаимонало-жения трех кинетических процессов — теплопроводности, внутреннего трения и диффузии. Даны постановка и решение новых задач о горении турбулентных струй неперемешанных газов (задачи о крае струи и о спутных потоках). При этом рассмотрение ведется для случая конечной скорости реакции. [c.158]

А. В. Арсеевым проведены многочисленные опыты [Л. 60] по зондированию горящих турбулентных струй генераторного газа при помощи тонких водоохлаждаемых газозаборных трубок. Отобранные пробы анализировались на содержание двуокиси углерода и кислорода. Результаты этих опытов послужили основой для уточнения схем свободного диффузионного факела, образующегося при горении турбулентной газовой струи в атмосфере неподвижного воздуха. Одна из таких схем и представлена на рис. 5-1,6. [c.69]

Третья группа. Весь воздух, как теоретически необходимый, так и избыточный, смешивается с газом предварительно в специальных смесителях, т. е. до поступления в топку, Длина смесителя выбирается значительной, с тем чтобы обеспечить не только грубое молярное, но и молекулярное смешение потоков газа и воздуха. Горение турбулентной газо-воздушной струи происходит в этом случае в коротком сла-босветящемся пламени, которое сохраняет устойчивое положение даже при больших скоростях потока благодаря применению стаби-лизаторо1В (туннелей, диафрагм, тел плохо обтекаемой формы и др.). [c.106]

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]

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]

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]

Для оценки расстояния от закрытого конца трубы до сечения, в котором возникает детонация, необходимо найти величину размерности времени (или длины). К. И. Щелкин (1939, 1953, 1955) предположил, что ускорение горения в трубе обязано развитию в ней перед зоной горения турбулентности, которая, повышая скорость пламени, приводит к появлению волн сжатия перед его фронтом (по современной терминологии, ударных волн в двойных нестационарных разрывах). Эти волны, кумулируясь перед фронтом горения, вызывают ударную волну, инициирующую детонацию. Время развития турбулентности, по порядку величины равное [c.421]

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]

Турбулентные пульсации обеспечивают смешение достаточно крупных порций топлива с окислителем, создавая перемежающиеся объемы топлива, окислителя и продуктов сгорания (макросмешение). Однако для горения необходимо смешение на молекулярном уровне. В каждом из этих объемов реагенты путем молеку- [c.133]

Вибрационные возбуждения, с которыми приходится иметь дело на многих современных технических объектах, обычно являются полигармоническими, что вызвано существованием большого числа независимых источников вибрации и нерегулярностью некоторых физических процессов (например, процессы горения в реактивном дви1ателе, обтекание тел турбулентным потоком, взрывные и ударные процессы). [c.269]

Область применения оптических методов охватывает многие теплофизические задачи исследование условий обтекания элементов газодинамических машин и аппаратов, исследование нестационарных газовых процессов (например, фронтов горения и взрыва), изучение турбулентной структуры пограничных слоев, струйных потоков. При помощи оптических методов стало возможным определение малых (в десятые доли микрона) термодеформаций поверхностей, на которые воздействуют мощные тепловые потоки. Изучение этого явления другими способами невозможно. Наибольшее распространение оптические методы получили в области исследований газодинамических явлений, протекающих со сверхзвуковыми скоростями. [c.214]

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]

Диффузионное горение газа в турбулентном потоке характеризуется более сложным механизмом горения по сравлению с ламинарным. Сильное влияние на длину факела оказывает закручивание струи газа и воздуха и угол встречи этих струй. Меняя эти параметры, можно управлять длиной факела в очень широких пределах. Благодаря преимуществам закрученного потока обеспечивается хорошее смесеобразование и интенсивное горение. [c.235]

Турбулентная скорость распространения пламени больше, чем нормальная скорость при ламинарном горенин за счет интенсивного перемешивания слоев газа, за счет турбулентной составляющей температуропроводности и турбулентной составляющей диффузии. Скорость химического взаимодействия (горения) при этом увеличивается, а Тк сокращается. Турбулентная скорость распространения пламени может быть определена зависимостью = , (а + а,)/- , а соотношение скоростей — формулой [c.236]

При переходе от ламинарного режима движения газа к турбулентному турбулентные пульсации скорости потока искривляют фронт пламени, еще увеличивая его поверхность, что в соответствии с формулой 17.14) увеличивает количество сгорающей смеси без удлинения факела. В сильно турбулентных потоках перемешивание свежей смеси с раскаленными продуктами сгорания в каждый момент времени создает в различных точках объема факела (рис. 17.4) зоны (микрообъемы) с различными температурами и концентрациями реагентов В них. В мИ Крообъемах, в которых температура оказывается достаточно большой, газ воспламеняется, горит, образующиеся продукты сгорания снова за счет турбулентных пульсаций смешиваются со свежей смесью, в каких-то микрообъемах снова образуется способная воспламениться смесь и т. д. Горение идет в зоне, размер которой (он называется толщиной турбулентного пламени) намного превышает толщину ламинарного пламени. Чем интенсивнее смешение, тем больше таких объемов образуется в единицу времени, тем интенсивнее сгорание. Поэтому скорость распространения турбулентного пламени практически пропорциональна интенсивности турбулентных пульсаций, а последняя в свою очередь пропорциональна скорости газа. В результате длина I турбулентного факела мало зависит от скорости истечения смеси ИЗ сопла. [c.148]

Повышая скорости истечения из сопел коаксиальной горелки, можно обнаружить разрушение ламинарного пламени и образование турбулентного (рис. 17-10), при котором процесс горения интенсифицируется в результате вихревой диффузии, появления пульсационной скорости, вызывающей перенос клочкообразных масс газа разного размера, движущихся -С разной скоростью в разных направлениях, что и усиливает [c.233]

Н. Н. Брушлинская [45], [46] применила теорию бифуркаций торов к гидродинамическим уравнениям Навье — Стокса — область, ставшая модной лишь после того, как Рюэль и Такенс объявили о ее связи с турбулентностью [190] (см., впрочем, доклад А. Н. Колмогорова Эксперимент и математическая теория в изучении турбулентности и Н. Н. Брушлинской [46] на заседании Московского математического общества 18 мая 1965 г.). Обзор современного состояния теории бифуркаций торов, написанный Броером, см. в [129]. Бифуркация рождения цикла в гидродинамике исследовалась также В. И. Юдовичем [118] и подробно обсуждается в книге [173]. Эта книга ценна также обширным списком литературы. Ориентированное на вычислителя изложение теории и приложений бифуркации рождения цикла содержится в [160]. Бифуркации в распределенных системах и их приложения к теории горения обсуждаются в обзорах [54], [55]. О бифуркациях торов, рождающихся при потере устойчивости автоколебаний, см. [М], [123]. [c.208]

Воздух и газ поступают в жаровую трубу камеры сгорания через го-релочное устройство. Поток воздуха проходит в зону сгорания, обтекая стабилизаторы, или через зааихрители. При этом образуются циркуляционные области с высокой турбулентностью, которые обеспечивают хо-рошее смешивание воздуха с многочисленными мелкими струями топлива, поступающего во внутренние полости стабилизаторов и выходящего в зоны сгорания через отверстия в торце стабилизатора. После первоначального зажигания топлива запальником образуется общая зона горения, представляющая собой совокупность большого количества малых и коротких факелов, расположенных по концентрическим кольцам, разделенным воздушными прослойками. [c.20]

При псевдоожижении в турбулентном режиме, как и в режиме проточных пузырей, массообмен между пузырями и плотной фазой не лимитирует скорость горения, т.е. константу скорости реакции углерода с кислородом можно рассчитьшать по (4.26) при Рд = . [c.161]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...