ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Обзор явлений, в которых наблюдается влияние кинетических факторов из "Горение и массообмен" Явления горения, определяемые (управляемые) физическими процессами. Скорость протекания процессов, рассматриваемых в предыдущих главах, можно было рассчитать без точного знания кинетических констант достаточно было полагать, что реакция может дойти до конца. Про горение такого типа говорят, что оно определяется физическими процессами. Примерами являются горение капли, горение в ракетном двигателе, ламинарные и турбулентные диффузионные пламена. Они очень распространены в технике. [c.142] Зависимость скорости реакции от температуры такая, что повышение температуры от 20 до 30°С обычно удваивает скорость реакции. Влияние молекулярной структуры на скорость реакции выражается в там, что, например, два углеводородных топлива с одинаковым числом атомов углерода и водорода в молекулах могут иметь совершенно различную химическую активность. [c.143] Типичные явления, в которых наблюдается влияние кинетических факторов. Зажигание. Пламя возникает после зажигания, которое обычно заключается в повышении температуры реагентов внешними средствами, как, например зажигание электрической искрой (бензиновый двигатель, электрическое оборудование в угольной шахте, не оснащенное средствами безопаоности) зажигание сухой травы от кусочков горящего вещества, увлеченных ветром зажигание путем сжатия горючих газов, как в дизельном двигателе. [c.143] Стабилизация пламени. Образовавшееся пламя может перейти в стационарное состояние, при котором набегающая свежая смесь непрерывно поджигается при контакте с горячим частично сгоревшим газом. Таким образом пламя удерживается на кромке горелки Бунзена. [c.143] Распространение пламени. Существуют два вида распространения пламени стациона рное и нестационарное. Примерам первого является неподвижный внутренний конус горелки Бунзена, в котором пламя распространяется от кромки горелки к оси пример второго —пламя, распростра1няющееся от искры в бензиновом двигателе. [c.143] Угасание пламени. Пламя может погаснуть или в результате слишком большого количества реагентов, или из-за чрезмерно больших потерь тепла. Примером первого служит задувание пламени свечи, а второго — угасание пламени кокса при ограничении подачи воздуха. [c.143] Воспламенение от сжатия. Практическое применение. Воспламенение от сжатия используется в дизельных двигателях. Оно нежелательно, скажем, в кислородных баллонах, которые во время заполнения загрязнены парами масла, например, от смазки клапана. Детонация в бензиновом двигателе — другой пример нежелательного воспламенения от сжатия. [c.144] Типы устройств для изучения воспламенения от сжатия. Могут использоваться следующие устройства. [c.144] Машина быстрого сжатия, в которой значительное количество смеси быстро сжимается в цилиндре под поршнем при этом измеряется повышение давления вследствие возникшего го.рения. [c.145] Машина медленного сжатия при ее применении не стремятся отделить фазы сжатия и горения, а ход процесса горения определяется по отличию кривой действительной зависимости давление — объем от кривой, отображающей зависимость давление — объем при чистом сжатии (без горения). [c.145] Ударная труба, в которой в исходном состоянии диафрагма разделяет негорючий газ, сжатый до высокого давления, и горючий газ, находящийся при низком давлении. Диафрагма разрывается, после чего волна давления пробегает по газ у, имеющему низкое давление, и вызывает его воспламенение. [c.145] Характеристики. Большинство явлений, происходящих при воспламенении от сжатия, может быть описано с помощью понятия задержки воспламенения , т. е. интервала времени от момента установления заданного состояния, характеризуемого определенным давлением и температурой, до момента начала заметной реакции. Обыч1но задержка воспламе1нения увеличивается при снижении начальной температуры (резко), давления (менее резко) и увеличении потерь тепла вследствие его отвода от газа к стенкам сосуда из-за теплопроводности газа. При фиксированных давлении, температуре и составе смеси это время различно для разных топлив, однако влияние самого состава (отношения количеств топлива и окислителя в смеси) не очень сильное. [c.145] Характеристики. После однократного зажигания смеси возникшее плз мя удерживается стабилизатором пламени, выполненным в виде плохо обтекаемого тела, так как циркулирующие горячие газы поджигают свеж ую смесь. Стабилизация возможна без распространения пламени в этом случае пламя ограничено небольшой областью непосредственно за стабилизатором. [c.146] Практическое применение. Как уже сказано выше, пламя рас-простра1Няется от стабилизатора, выполненного в виде плохо оо-текаемого тела. Оно распространяется также по камере сгорания бензинового двигателя, после того как искра зажжет некоторый объем газа. Когда открываются краны газовой плиты, зажигание осуществляется щутем распространения пламени по зажигательной трубке, сообщенной с дежурным пламенем. [c.146] Практическое применение. Иногда погасание пламени желательно, как, например, во всех случаях борьбы с пожаром. Иногда оно нежелательно, например в газоцурбинных двигателях на больших высотах. Даже в условиях нормальной работы нужно, чтобы газотурбинный двигатель работал в более широком диапазоне изменения состава смеси (отношения топливо — воздух) однако при снижении расхода топлива ниже критического пламя гаснет. Предотвращение погасания определяет конструкцию камеры сгорания газотурбинного двигателя. Примером требуемого гашения является подавление горения в выхлопном шлейфе ракетного двигателя это необходимо, чтобы сделать ракету менее видимой и менее мешающей системам наведения. [c.146] Характеристики. Погасание можно вызвать химическими средствами, например путем добавления небольших количеств присадок. Пламя быстрее гаснет при уменьшении расхода реагентов, например путем за1меш,ения Ог на СОг, при охлаждении, например впрыскиванием воды в пламя. Гашение (путем охлаждения) может быть реализовано в связи с близостью холодных стенок. Поэтому можно сделать ловушки для пламени в виде сеток или металлических сотов, имеющих небольшие каналы, через которые газ не может пройти без сильного охлаждения. [c.147] Заметим, что, П0ск0льк у погасание в определенном смысле представляет собой явление, противоположное стабилизации, эти две проблемы рассматриваются далее совместно. [c.147] Вернуться к основной статье