Горение одиночной капли

В этой главе рассматривается устойчивое горение двух жидких компонентов топлива — окислителя и горючего — в камере сгорания ракетного двигателя, завершающееся образованием горячих газообразных продуктов истечения. После феноменологического описания процесса уделено внимание горению одиночной капли, на котором базируется теория горения распыленного топлива в камере сгорания, и, наконец, дается анализ всего процесса с представлением соответствующих вычислительных моделей. [c.142]

ГОРЕНИЕ ОДИНОЧНОЙ КАПЛИ [c.144]

Это явление изучено достаточно глубоко, так как служит отправной точкой для понимания горения распыленного топлива, характерного для камер сгорания жидкостных ракетных двигателей (а также топок паровых и водогрейных котлов). Процесс горения одиночной капли теоретически обоснован, накоплен также богатый экспериментальный материал. Существуют два типа горения капель [c.144]

Параметры т /исп и можно рассматривать совместно например в рамках квазистационарного испарения, как это делалось при анализе горения одиночной капли [131]. В этом случае Q/ = 0, а т /исп определяется уравнением (7.6). В последнее время также рассматривают и неустановившийся процесс что больше соответствует реальным условиям [65]. Для расчета силы лобового сопротивления требуется выбрать значение коэффициента лобового сопротивления, что зачастую делается по эмпирическим зависимостям, полученным при динамических исследованиях одиночных капель. Анализ влияния рассмотренных параметров процесса сделан Саттоном [163]. [c.152]

Фиг. 160. Фотография горения одиночной капли.

Рис. 78. Распределение температуры и состава газа в пространстве при горении одиночной сферической капли [176].

Экспериментальное исследование горения одиночных капель, падающих в атмосфере горячего газа или подвешенных на особом подвесе, было проделано многими исследователями Эти исследования показали, что при малых относительных скоростях вокруг капель действительно возникают обволакивающие пламена (фиг. 160,а). При увеличении относительной скорости зона горения смещается к тыльной стороне капли, а затем горение происходит только в ее следе (фиг. 160,6). Исследований при относительных скоростях, измеряемых десятками метров в секунду, не производилось. Скорость испарения и сгорания капель с увеличением их относительной скорости быстро возрастает. Скорость испарения неподвижных относительно воздуха капель невелика. [c.260]

Следует особо обратить внимание на то, что следы застывшего расплава, зафиксированные на стенках кратера поверхности горения (см. рис. 2.20), несмотря на большой угол наклона стенок к теоретической поверхности горения (>50°), практически не вытянуты в направлении действия сил гравитации. Это свидетельствует либо о сильном сцеплении капель расплава с твердой поверхностью и хорошей смачиваемости поверхности в период существования капель, либо малой продолжительности жизни одиночной капли. Ограниченность статистического материала не дает возможности определить ни закон распределения капель по поверхности и по размерам, ни относительную величину поверхности, закрытой расплавом. Для одного конкретного единичного эксперимента (см. рис. 2.20) проведенная оценка показала, что доля поверхности, покрытой расплавом, составляет порядка 40 %. [c.68]

Можно использовать одиночные импульсы (см. рис. 3.49) или группу импульсов с одинаковыми или различными параметрами. В последнем случае первый или первые импульсы ускоряют расплавление электрода, а последующие сбрасывают каплю электродного металла в сварочную ванну. Устойчивость процесса зависит от соотношения основных параметров (величины и длительности импульсов и пауз). Соответствующим подбором тока основной дуги и импульса можно повысить скорость расплавления электродной проволоки, изменить форму и размеры шва, а также уменьшить нижний предел сварочного тока, обеспечивающий устойчивое горение дуги. [c.135]

Для изучения горения одиночной капли использовались, как показано на рис. 79, три различных метода. Первый основан на применении пористой сферы, в которую по трубке поступает горючее, выходящее по капиллярам на поверхность сферы и образующее там тонкий слой жидкости, которая вступает в реакцию горения. При этом непосредственно измеряется массовый расход и легко определяется константа испарения К (для обычных топлив при комнатной температуре она составляет 10 2 см2с ). Метод допускает применение сфер различных диаметров. Возможно также исследование оптическими методами периода прекращения горения (погасания) и структуры пламени и измерение силы лобового сопротивления капли. [c.147]

Влияние смесительной головки на аблирующую стенку камеры сгорания изучалось на объемной модели цилиндрической камеры сгорания для условий устойчивого горения и распыления, происходящего при столкновении струй жидкостей. Использование уравнений, полученных при анализе горения одиночной капли, ограничивает анализ процесса горения условиями, в которых жидкая фаза может рассматриваться в виде поля невзаимодействующих сферических капель. Таким образом, указанная модель горения применима лишь за зоной впрыска и распыления, для которой разработан свой метод анализа. Трехмерная модель установившегося процесса разработана для зоны горения, а одномерная — для расположенной следом за ней зоной догорания в трубках тока (см. рис. 80). [c.152]

Саммерфилда модель гранулярнодиффузионного пламени 69 Саттона модель горения одиночной сферической капли 148 Связующие 36 [c.290]

Из рисунка видно, что более резкая по сравнению с модельной зависимость от температуры коэффициентов Di и >vi приводит к качественно отличающимся результатам, а именно процесс горения одиночных малых частиц углерода после выключения лазерного источника прекращается за счет существенных энергопотерь, обусловленных молекулярной теплопроводностью, которые не компенсируются тепловым эффектом химической реакции. Последний вывод не справедлив для системы углеродистых частиц, когда за счет взаимодействия температурных полей возможен коллективный механизм самоподдержания реакции горения, а также для легковоспламеняющихся веществ (капли нефтепродуктов, щелочные металлы и т. п.). [c.147]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...