Неустойчивое горение газа

Вопрос о температурных границах неустойчивого горения газа в псевдоожиженном слое представляет не только научный, но и практический интерес, так как при неустойчивом горении наблюдаются хлопки (взрывы), могущие, если их не ограничить, повредить конструктивные элементы установки. Чтобы ограничить силу хлопков, необходимо знать механизм их возникновения. [c.143]

Неустойчивое горение газа 143-145 ---высокотемпературного 38, 39 [c.325]

Было сделано предположение, что переменное электрическое поле может возбуждать резонансные акустические колебания газа. Исследования неустойчивого горения в ракетных двигателях показали, что при возбуждении резонансных колебаний значительно увеличивалась теплоотдача от газа. Хотя энергия, возбуждающая резонансные колебания в ракетном двигателе, имеет не электрическую, а химическую природу, возможно, что аналогичные эффекты могут быть достигнуты путем приложения электрических объемных сил над.лежащей частоты. [c.445]

Для питания дуги на участке II с жесткой характеристикой применяют источники с падающей или пологопадающей характеристикой (ручная дуговая сварка, автоматическая под флюсом, сварка в защитных газах неплавящимся электродом). Режим горения дуги определяется точкой пересечения характеристик дуги б и источника тока I (рис. 5.4, б). Точка В соответствует режиму неустойчивого горения дуги, точка С - режиму устойчивого горения дуги (/св и f/д), точка А - режиму холостого хода в работе источника тока в период, когда дуга не горит и сварочная цепь разомкнута. Режим холостого хода характеризуется повышенным напряжением (60. .. 80 В). Точка D соответствует режиму короткого замыкания при зажигании дуги и ее замыкании каплями жидкого электродного металла. Короткое замыкание характеризуется малым напряжением, стремящимся к нулю, и повышенным, но ограниченным током. [c.225]

Еще одним фактором, влияющим на изменение скорости и температуры плазменных струй вдоль оси, является уровень турбулентности на срезе сопла заметное влияние которого начинает проявляться при Во > 5% [83] и который приводит к более интенсивному смешению струи с окружающей средой. В плазмотронах с аксиальной ламинарной подачей холодного газа в канал, т. е. при отсутствии искусственной турбулизации, наблюдается турбулентность потока у среза сопла. Степень ее обусловлена, в основном, неустойчивостью горения дуги [85]. Турбулентность плазменной струи у среза сопла максимальна при малых расходах газа и токах, когда малый расход газа не может стабилизировать дугу, так как при малом токе ее диаметр значительно меньше диаметра канала. С ростом расхода газа стабильность горения дуги повышается, а с ростом тока стабилизирующее воздействие оказывают стенки дугового канала. [c.159]

При сварке в углекислом газе обычно применяют п о-стоянный ток обратной п о л я р н ости, так как сварка током прямой полярности приводит к неустойчивому горению дуги. Переменный ток можно применять только при сварке с осциллятором. [c.126]

Каждая форсажная камера имеет определенные концентрационные пределы устойчивого горения между бедным и богатым срывами пламени. Эти пределы сужаются при снижении давления, увеличении скорости и снижении температуры газа в камере. Вблизи срывов пламени возникают режимы неустойчивого горения, которые можно также отнести к вибрационному горению. Эти режимы связаны с местными погасаниями и повторными воспламенениями отдельных очагов горения вследствие неравномерности распределения топлива вдоль кромок стабилизаторов. Частота таких колебаний 30. .. 100 Гц. [c.464]

На практике могут быть случаи аномального (рис. 15.6), неустойчивого горения. Большинство случаев неустойчивого горения ТГГ объясняется локальным изменением скорости и поверхности горения. Например, при горении трубчатых зарядов на диаграмме давления могут иметь место забросы (рис. 15.6, а). Анализ этого явления показал, что на внутренней поверхности трубчатого заряда ближе к выходу из ГГ из-за увеличения скорости газа не только увеличивается скорость горения, но и возникают своеобразные кольцевые волны, дополнительно увеличивающие поверхность горения. [c.264]

Щелкин К- И. Неустойчивое горение и детонация в газах. — Успехи физических наук, 87, вып. 2, 1965. [c.40]

На рассматриваемом этапе проводились и другие исследования прикладного характера. Например, изучалось влияние конструкции форсуночной головки, а также процесса неустойчивого горения на теплоотдачу в ЖРД, анализировалось влияние на теплоотдачу перерасширения газов в сопле [122], определялось влияние расхода хладагента на эффективность пленочного охлаждения и на изменение при этом удельной тяги двигателей [164], проводилось сравнение пористого и пленочного охлаждения [92] и т.д. Аналогичные работы проводились, разумеется, и у нас в стране, но их уровень несколько превосходил уровень американских исследований. В правомочности такого утверждения нетрудно убедиться, сравнивая характеристики советских и американских ЖРД. В следующем разделе будет показано, в частности, что в первое послевоенное десятилетие двигатели, созданные в СССР, превосходили американские по величине удельного импульса, а это означает, что их охлаждение осуществлялось при более сложных условиях, что требовало от советских исследователей более вьюокого уровня знания особенностей тепловых процессов, протекающих в ЖРД. [c.84]

Повышение давления газа перед горелкой вызовет горение с шипением. Пламя отрывается от выходных отверстий горелки. Ненормальность устраняют уменьшением подачи газа, повернув рукоятку крана. Неустойчивое давление газа компенсируют поворотом рукоятки крана так, чтобы пламя не выходило за края посуды и лишь слегка касалось ее дна. Длинные языки пламени, охватывающие посуду со всех сторон, дают неполное сгорание с образованием угара. [c.323]

Углеродные ядра с массой (12.61) удерживаются в равновесии давлением вырожденного электронного газа. Например, при температуре Г 3-10 К и плотности вещества р = 2 10 г/см , при которых начинается горение углерода, вклад атомных ядер углерода в общее давление не достигает 5%. Отсюда следует, что давление в таком углеродном ядре — иногда его называют просто вырожденным ядром — практически не зависит от температуры в довольно широких пределах ее изменения. Причина взрывной неустойчивости углеродного ядра звезды с массой (12.61) такова. При горении углерода ядро звезды, естественно, будет разогреваться. На стадии главной последовательности звезда отреагировала бы на это разогревание расширением, что привело бы к ее охлаждению. Однако вырожденное ядро звезды при повышении температуры расширяться не будет, так как давление в нем не зависит от температуры. Поэтому в процессе горения углерода должен возникнуть сильный перегрев ядра звезды, за которым может последовать термоядерный взрыв. [c.619]

Определение потерь тепла от химической неполноты сгорания <7з- Потеря qz возникает при наличии в уходящих газах продуктов неполного сгорания окиси углерода СО, водорода Нг, метана СН/, и др. Причиной неполного сгорания топлива может быть недостаток воздуха в топке, низкая температура в ней, неудовлетворительное смешение частиц топлива с воздухом, неустойчивость процесса горения, малый объем топки. Расчетные величины потерь qs принимают-оя для камерных топок при сжигании мазута и газа от 0,5 до 1% для слоевых механизированных топок 0,5% для слоевых топок с неподвижной решеткой и ручным забросом топлива от 1 до 2%. [c.33]

Высокочастотная неустойчивость обычно зависит только от характеристик камеры и параметров внутрикамерного процесса, так как она возникает в результате взаимосвязи между процессом горения и акустическими характеристиками камеры. Таким образом, на нее влияют и свойства компонентов топлива, и геометрические параметры камеры сгорания. К свойствам топлива, играющим важную роль, относятся те, что связывают динамическую реакцию процесса горения с возмущениями в камере сгорания. Эта реакция определяется чувствительным к давлению временем запаздывания [30], которое зависит от летучести и самовоспламеняемости компонентов топлива, степени распыления, давления в камере сгорания и соотношения компонентов. Конструкция камеры сгорания не только определяет характерные акустические частоты, но и оказывает значительное влияние на разность Ау скоростей газа и капель компонентов топлива, определяющую скорости испарения. Наиболее чувствительной к возникновению высокочастотной неустойчивости является зона, где величина Ау минимальна, т. е. пространство вблизи смесительной головки шириной в несколько сантиметров [9]. Типичные кривые скоростей испарения приведены на рис. 93. [c.175]

Неустойчивость, вызванная условиями теплопередачи от частиц, была замечена при исследовании процесса окисления этилена [Л. 6]. Увеличение температуры нагрева реагентов с 72 до 81°С увеличивало скорость реакции в 10—100 раз, потому что нри температуре около 80° С перепад температур от твердой фазы к газу достигает критического значения. Разность температур может быть определена относительно простым расчетом [Л. 17], который мол<ет быть проведен для всех кинетических стадий. Температурная неустойчивость имеет место также для большинства реакций горения, включающих регенерацию катализаторов, отравленных углеродом. Для быстрой регенерации катализатора иногда желательно осуществлять управление в верхней устойчивой точке. Однако, если при этом не будет тщательно поддерживаться концентрация кислорода, то внезапные повышения температуры могут привести к расплавлению катализатора. Существование двух устойчивых состояний равновесия было показано даже для случая, когда жидкие насадки содержат мелкие частицы, некоторые из которых, обладая более высокой начальной скоростью горения, нагревались до более высоких температур, чем основная масса катализатора [Л. 18]. [c.431]

Неустойчивость к искривлениям зоны горения. Задача об устойчивости плоской детонации рассмотрена К. И. Щелкиным (1959). Неустойчивости в детонации связаны с экспоненциальной зависимостью времени химической реакции от температуры. Небольшое увеличение (уменьшение) температуры несгоревшего газа в детонации приводит к резкому сокращению (увеличению) времени от начала сжатия в волне до момента воспламенения газа в ней. С этим явлением связаны как неустойчивость детонации к искривлениям фронта воспламенения, рассматриваемая в этом разделе, так и неустойчивость к одномерным возмущениям, которой посвящен следующий раздел. [c.384]

Проблема движения вязкой жидкости вблизи плохо обтекаемого тела представляет одну из наиболее сложных и до сих пор нерешенных проблем нелинейной механики жидкости. Роль конвективных членов, представляющих нелинейность в уравнениях Навье — Стокса, в создании зон замкнутых обратных токов, в явлении неустойчивости этих зон, начиная с некоторого критического рейнольдсова числа обтекания тела, отрыва их от тела и схода в область следа будет, вероятно, еще долго привлекать внимание исследователей. Велико прикладное значение этой проблемы. Такие важные технические задачи, как автоколебания цилиндрических тел в равномерных однородных потоках жидкостей и газов, звучание струн в потоках (эоловы тоны), использование обратных токов в следе за телом для стабилизации пламени в камерах горения, и ряд других близких по своей гидродинамической сущности проблем упираются в необходимость изучения динамических явлений в кормовой области плохо обтекаемых тел. Основная проблема сопротивления движению тел плохо обтекаемой формы в жидкостях и газах при малых и средних значениях рейнольдсовых чисел также остается до сих пор нерешенной. [c.509]

На малых оборотах холостого хода в цилиндрах двигателя накапливается большое количество отработавших газов (до 50% от веса рабочей смеси). Это замедляет скорость горения рабочей смеси, вызывает пропуски в ее воспламенении, приводит к неустойчивой (с перебоями) работе и даже к остановке двигателя. [c.50]

Однако практика показала, что применение горелок с керамическими насадками ограничено и сопряжено с рядом неудобств непригодность для топок двухжаротрубных котлов из-за неустойчивости. горения газа при одновременной работе всех 16 горелок, быстрое разрушение насадков под действием высокой температуры (до 1200°С), малая производительность горелки и пр. [c.21]

С повышением доли подсасываемого в горелку воздуха до 100% резко меняются кинетические (физико-химические) особенности протекания процесса горения сокращается длина факела, ДТовышается температура ядра горения газа, улучшаются условия для полного завершения реакций горения газа. Однако вместе с тем появляются признаки неустойчивого горения, что выражается в большей склонности факела к отрыву от устья горелки при высоких нагрузках и к проскоку пламени при малых нагрузках. Поэтому инжекционные горелки с полным предварительным смешением снабжают специальными стабилизаторами горения. [c.42]

Часто возникают самопроизвольные колебания продольных тУ10д (рис. 62). Частоты таких колебаний ниже, чем для поперечных мод, так как длина полости камеры сгорания, как правило, в 5—25 раз больше ее ширины. Топлива, проявляющие неустойчивость по отношению к поперечным модам колебаний, могут быть склонны и к продольной неустойчивости горения. Когда в камере возникают продольные колебания, средняя скорость горения ТРТ может увеличиваться в качественном соответствии с механизмом развития неустойчивости поперечных мод. Однако условия устойчивости для двух рассматриваемых мод колебаний совершенно различны. Отчасти это связано с более низкими частотами продольных колебаний, а отчасти с тем, что направление колебаний газа при неустойчивости продольной моды параллельно поверхности горения и направлению [c.126]

Вообще говоря, имеются и другие механизмы возбуждения неустойчивого горения, например вихри в потоке, флуктуация потока в форсунках и при распыле, особенности химической кинетики и т. д. Однако все это — явления, пока еще недостаточно изученные по сравнению с аффектом влияния запаздывания. Следует отметить, что при высоких частотах играет роль также истечения газов из сопла, возникают потери ж для возбуждения автоколебаний необходимо поступление большего количества энергии. Кроме продольных колебаний в цилиндрических камерах, вообще говоря, могут возбз кдаться радиальные колебания и сложные сочетания продольных и поперечных колебаний. [c.512]

Влияние аэродинамики на все стадии процесса горения общеизвестно. Поэтому важно детально изучить аэродинамическую картину течения потока на выходе из горелки в топку и оценить ее влияние на структуру потока в топочном пространстве. Неравномерное и неустойчивое движение газов в топочной кахмере может вызвать сильные колебания температуры пара по потокам прямоточного котла, а также повышенные локальные тепловые нагрузки, что приведет к снижению надежности работы парового котла в целом. Неустойчивость аэродинамики топочного пространства может возникать как из-за неравномерного и нестабильного распределения топлива и воздуха по горелкам, так и из-за неустойчивого движения потока топочных газов в сравнительно неглубокой и сильно развитой по ширине топочной камере, при которой поток газов под влиянием небольших возмущений может отклоняться то к одной, то к другой стенке. [c.93]

Теория нестационарного горения пороха охватывает широкий круг явлений, связанных с проблемой чувствительности скорости горения к быстрым изменениям опрецеляющих параметров, т. е. происходящим за время меньше одного из времен тепловой релаксации слоев распространяющейся тепловой волны. Существенным является то, что время релаксации теплового слоя пороха на несколько порядков больше времен релаксации газовых слоев (в соответствии с отношением плотности пороха к плотности газа). Это приводит к тому, что при быстрых изменениях давления и других параметров размеры слоев и градиенты температур в газовой фазе практически мгновенно следуют за изменениями параметров, в то время как тепловой слой пороха и градиенты температуры в нем еще не изменились. Тем самым нарущается -стационарное распределение температур и стационарные значения потоков тепла, переходящих из газовых слоев в тепловой слой пороха. Это приводит к временному перегреву или охлаждению слоев, т. е. к нестационарной скорости горения в течение Бремени релаксации теплового слоя пороха. Теория, в частности, приводит к следующим выводам при быстрых подъеме или спаде давления скорости горения вначале соответственно больше или меньше, чем стационарные скорости при новых давлениях при достаточно быстром спаде давления порох затухает вследствие охлаждения поверхностного Слоя пороха при горении в полузамкнутом объеме и в случае, когда время релаксации теплового слоя пороха больше, чем время истечения газов из полузамкнутого объема, возникает неустойчивость горения и порох затухает ). [c.363]

Одной из распространенных причин выхода двигателя на нерасчетный режим является наличие в твердом топливе слишком больших трепцинообразных дефектов, которые могут привести к неустойчивому горению. Механизм неустойчивости заключается в следуюш ем. При подходе фронта горения к краю трещиноподобной полости горение быстро охватывает поверхность полости, поскольку давление в камере намного больше первоначального давления в полости. Вследствие затрудненного газо-отвода локальные давления и температура могут резко возрасти (в особенности в концевой части полости). Кроме того, из-за специфической структуры твердых топлив в указанной концевой области возможно возникновение объемного горенйя, которое в сочетании с механизмом разрушения этой области может привести к прогарам или даже взрыву. [c.456]

Для сварки с защитой углекислым газом вольфрам непригоден, так как он иитенсивио окисляется и электрод сгорает. Для сварки углеродистых сталей неплавящимся электродом с защитой углекислым газом можно пользоваться угольными электродами. Они также нашли применение для сварки меди в среде азота на постоянном токе при прямой полярности. При сварке других металлов и сплавов угольные электроды не нашли применения вследствие неустойчивого горения дуги. [c.93]

Все эти сообрал<ения можно применить и к рассматриваемым здесь поверхностям разрыва . В частности, остается в силе и произведенный в 88 подсчет числа параметров возмущения для каждого из четырех случаев (131,1), представленный на рис. 57. Для детонационного режима (адиабата над точкой О) число граничных условий такое же, как и для обычной ударной волны, и условие эволюционности остается прежним. Для недетонационного же режима (адиабата под точкой О) ситуация меняется ввиду изменения числа граничных условий. Дело в том, что в таком режиме горения скорость его распространения целиком определяется свойствами самой химической реакции и условиями теплопередачи из зоны горения в находящуюся перед ней ненагретую газовую смесь. Это значит, что поток вещества / через зону горения равен определенной заданной величине (точнее, определенной функции состояния исходного газа I), между тем как в ударной или детонационной волне / может иметь произвольное значение. Отсюда следует, что на разрыве, представляющем зону недетонационного горения, число граничных условий на единицу больше, чем на ударной волне, — добавляется условие определенного значения /. Всего, таким образом, оказывается четыре условия, и тем же образом, как это было сделано в 87, заключаем теперь, что абсолютная неустойчивость разрыва имеет место лишь в случае V < С, 02 > Са, изображающемся точками на участке адиабаты под точкой О. Мы приходим к выводу, что этот участок кривой не соответствует каким бы то ни было реально осуществляющимся режимам горения. [c.687]

При нормальной температуре рабочей поверхности керамического излучателя пламя располагается снаружи, над ней, как показано на рис. 9-5,а. Тонкие стрелки показывают направление тепловых потоков, обусловливающих прогрев газо-воздушной смеси. Достаточно повысить температуру рабочей поверхности плитки до 950—1050° С, как теплоотдача от пламени к плитке увеличивается до такой степени, что смесь начинает подогреваться в каналах до температуры самовоспламенения. Зоиа горения постепенно втягивается в огневые каналы и стабилизируется на некотором расстоянии от наружной поверхности плитки, например, как показано на рис. 9-5,6. При этом положение пламени становится неустойчивым, так как прямая отдача от зоны горения уменьшается, а тенденция пламени к проскоку увеличивается. По мере [c.155]

При высокой степени форсирования ТРД (более 50%) увеличение подачи топлива в форсажную камеру в пределах 3—5% может вызвать неустойчивую работу форсажного контура ТРД с последующим срывом пламени или появлением пульсационного горения по причине переобогащения топливо-газовой смеси и неравномерности смесеобразования по сечению форсажной камеры. Пульсаци-онное горение в полете не ощущается. При этом колебание давления газов может привести к обрыву трубопроводов форсажных коллекторов и воспламенителя форсажной камеры, разрушению кронштейнов крепления стабилизатора пламени, образованию трещин на стенках форсажной камеры. Обрыв трубопроводов форсажных коллекторов помимо увеличения расхода топлива и значительного снижения тяги ТРД на форсажных режимах вызывает срыв пламени в форсажной камере и невключение форсажа. На земле обрыв трубопроводов форсажных коллекторов определяют по шлейфу темно-красного пламени длиной 3—5 м за реактивным соплом при работе ТРД на форсажном режиме. [c.65]

Таким образом, при разгоне ротора линия рабочих режимов ТРД проходит в зоне неустойчивой работы компрессора и недо-лустимо высоких температур газа Т1. При торможении ротора она проходит в зоне весьма низких значений Тз, что может привести к прекращению горения в камере сгорания. [c.190]

Под неустойчивостью пламени понимается способность его отрываться от горелки или проскакивать внутрь ее. В первом случае возможно загазование топки и дымоходов котла или печи вследствие того, что горение могло прекратиться, а поступление газа в топку продолжалось. [c.138]

На малых оборотах холостого хода в цилиндры двигателя попадает небольшое количество горючей смеси, которая, с.мешиваясь с оставшимися отработавшими газа ии, горит медленно, двигатель работает неустойчиво. Для повышения устойчивости работы двигателя скорость горения смеси необходимо увеличить путем ее обогащения. [c.108]

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]

Кроме гидродинамической неустойчивости нормального пламени, описанной выше, может иметь место неустойчивость диффузионного происхождения, на возможность которой указал Я. Б. Зельдович (1944). Если коэффициент диффузии недостающей компоненты горючей смеси превышает коэффициент температуропроводности, то у предела распространения пламени возникает диффузионное горение фронт пламени покоится (или почти покоится), горючая компонента притекает к нему из несгоревшего газа благодаря диффузии. При этом скорость пламени вблизи выпуклостей фронта увеличивается по сравнению со скоростью в плоском фронте, а вблизи вогнутостей уменьшается. Блияние искривления фронта на скорость пламени меняет знак по сравнению со случаем, когда коэффициенты диффузии и темпер ату ро1проводности равны или близки друг к другу. Дело в том, что при диффузионном горении приток горючей компоненты (которой не хватает) больше у выпуклых участков фронта (диффузия к фронту идет из большого объема) и меньше у вогнутых, по сравнению со случаем плоского пламени. Поэтому в тех местах, где образовались случайные выпуклости, пламя распространяется быстрее, оно вытягивается вперед. Горение подвигается по несгоревшей смеси в виде отдельных колпачков или шариков. Неустойчивость такого рода в чистом виде впервые наблюдал В. И. Кокочашвили (1951) в смеси водорода с бромом (35—40%Нз и 65—70% Бг) при давлении 200 мм рт. ст. в случае распространения пламени сверху вниз. [c.372]

Сплошной фронт горения при такого рода неустойчивости не образуется, потому что газ между шариками (колпачками) сильно обедняется водородом. Предел распространения пламени оказывается шире предела распространения сплошным фронтом. Пламя благодаря концентрации торения в отдельных зонах (диффузия собирает горючий материал из окружающего пространства) распространяется при составах, находящихся за пределами распространения сплошным фронтом. [c.372]

В случае пересечения ударной волны с детонационной (рис. 12, г) он заметно меньше, чем при пересечении двух ударных волн. По отпечаткам на боковой стенке трубы можно проследить за движением точки Ь (рис. 12) и измерить угол х. Измерения и сопоставления их с расчетом конфигураций обоих типов показывают, что в большинстве случаев при пульсирующей детонации возникают возмущения типа, изображенного на рис. 12, а, б. Их на фронте много. Сталкиваясь, они создают зоны повышенного давления и температуры, в которых воспламеняется газ. Встречаясь с пластинкой, перпендикулярной к движению фронта, конфигурации оставляют на ней отпечатки, по которым можно измерить размеры неоднородностей. Любопытно, что средний размер ячейки пропорционален времени химической реакции в модели Зельдовича—-Неймана. Модель оставляет о себе своеобразное напоминание. И это не случайно. Несмотря на неустойчивость, на этой модели основывается существование пульсирующей детонации. Неустойчивость не разрушает детонацию с ударней волной впереди зоны горения, она только придает волне более сложную трехмерную структуру. [c.393]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...