ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние температуры стенки огневого канала на устойчивость горения из "Топливо Кн1" Таким образом, стабилизащм пламени зависит от скорости газового потока, геометрии огневого канала, состава газа, влияния стенки канала и скорости распространения пламени. Одним из решающих факторов, влияющих на устойчивость пламени, является соотношение скоростей газового потока и распространения пламени в устье огневого канала. При этом особое значение приобретает поведение пограничного слоя газового потока у стенки. [c.483] Если скорость распространения пламени в какой-либо точке его фронта превышает скорость потока горючей смеси, то оно перемещается навстречу движению смеси и может проникнуть в огневые отверстия. Если же скорость потока горючей смеси во всех точках фронта горения превышает скорость распространения пламени данной смеси, то оно отрывается от огневого канала и, передвигаясь вдоль по потоку, гаснет. Часто при горении богатых газовоздушных смесей, содержащих избыток газа, устанавливается равновесное состояние пламени на некотором расстоянии от устья огневого канала, т.е. оно оторвано от огневого канала (рис. 6.6). [c.483] Это обусловлено увеличением скорости распространения пламени за счет турбули-зации пограничного слоя свободной струи и диффузии окружающего воздуха. [c.483] Проскок или отрыв пламени от устья огневого канала происходит в том случае, когда значение фадиента скорости потока у стенки огневого канала g меньше или больше некоторого критического значения фадиента g , характерного для данного газа и данного состава газовоздушной смеси. [c.483] На возникновение проскока и отрыва пламени оказывает влияние также содержание первичного воздуха в газовоздушной смеси (рис. 6.7). [c.485] Условиями осуществления вынужденного воспламенения являются, как было показано выше, наличие эффективного источника зажигания и способность образовавшегося фронта пламени самопроизвольно перемещаться (распространяться) в обьеме газовоздушной смеси. Этот процесс носит название распространение пламени. [c.485] Различают два режима стационарного распространения пламени в покоящейся или ламинарно движущейся среде и в турбулентном потоке. Первый носит название нормального распространения пламени, а второй — турбулентного. Нормальное (ламинарное) распространение пламени зависит только от молекулярных характеристик смеси. В режиме турбулентного распространения перенос теплоты, вещества и импульсов связан со свойствами турбулентного потока, т.е. существенным образом зависит от гидродинамических характеристик потока. [c.485] по мере уменьшения содержания горючего газа в смеси уменьшается и скорость распространения пламени в ней. Наконец, при определенном для каждой смеси составе, наступает такое положение, когда выделяющегося в зоне горения тепла уже не хватает для подогрева последующих слоев до температуры воспламенения, и пламя перестает распространяться в смеси. Аналогично этому и чрезмерное увеличение содержания горючего газа в смеси приводит в конечном счете к тому, что распространение пламени в ней прекращается. [c.486] Вследствие этого зависимость скорости распространения пламени от концентрации горючего газа в смеси всегда имеет вид кривой колоколообразной формы, заканчивающейся с обеих сторон в точках, называемых концентрационными пределами воспламенения. На рис. 6.8 представлены кривые такого вида для основных горючих компонентов газообразного топлива. [c.486] Эти кривые относятся к скорости равномерного распространения пламени в трубке диаметром 25 мм. На графике видна резкая разница в величине максимальной скорости распространения пламени для водорода, с одной стороны, и окиси углерода и метана — с другой стороны. Эта резкая разница существенно сказывается на поведении различных газообразных топлив в процессе горения. В зависимости от содержания водорода в них приемы технического сжигания иногда существенно различаются. [c.486] Следует отметить, что распространение пламени в трубке диаметром 25 мм дает скорость, отличную от нормальной скорости распространения пламени. На рис. 6.9 даны соответствующие кривые для этой последней. [c.486] Как видно из рисунка, общие закономерности остаются теми же, что и в первом случае, разница состоит лишь в самой величине скорости. [c.486] Обращает на себе внимание то, что максимальное значение скорости расщ50стране-ния пламени в обоих случаях не соответствует стехиометрическому соотношению между газом и воздухом. Максимум кривых всегда более или менее смещен вправо, т.е. в сторону избытка содержания газа. Например, для смесей водорода и окиси углерода с воздухом стехиометрическое содержание горючего газа равно 29,5 %, максимум же скорости распространения пламени соответствует величине 57-58 %. Для метана (как и для других углеводородных газов) различие это не столь заметно, но все же имеется. Стехиометрическое содержание метана в смеси равно 9,5 %, максимальная же скорость распространения пламени наблюдается при 10 %. Причина этого трудно объяснимого факта лежит в том, что, помимо теплового эффекта химической реакции горения, на процесс распространения пламени влияет и ее кинетика, а оптимальные условия для скорости выхода продукгов реакции, вытекающие из конкретных кинетических уравнений горения, не соответствуют стехиометрическому составу смеси. [c.487] Кривые, составленные для массовой скорости распространения пламени, имеют более симметричную форму, чем кривые для м , и значения граничных скоростей на обеих границах почти одинаковы для всех газов. [c.487] В отношении углеводородовоздушных смесей это положение приблизительно справедливо и для обьемных скоростей и , которые на концентрационных пределах составляют величину порядка 15-20 см/с. [c.487] На величину скорости распространения пламени существенное влияние оказывает давление смесч. Для окиси углерода и углеводородов с увеличением давления она уменьшается, хотя необходимо отметить, что в опытах со смесью окиси угаерода с воздухом, проведенных при давлении ниже атмосферного, после обычного возрастания скорости с уменьшением давления на участке до р = 300 мм рт.ст. (0,04 МПа) наблюдался резкий спад кривой. [c.487] Принципиально отличные результаты дает исследование указанной зависимости для смесей горючего газа не с воздухом, а с кислородом. Так, было обнаружено, что скорость распространения пламени в смесях окиси угаерода с кислородом не зависит от давления и остается постоянной во всем интервале его изменения при опытах. В противоположность этому массовая скорость изменяется в зависимости от давления по строго линейному закону. [c.487] Имеется мнение, что водородовоздушные смеси, которые являются быстрогорящи-ми, также в известной мере подчиняются этим закомерностям, характерным для кислородных смесей. Так, для них массовая скорость распространения пламени возрастает с увеличением давления, хотя и слабее, чем прямо пропорционально ему, как это имеет место для водородо-кислородных смесей. [c.487] Таким образом, опираясь на экспериментальные значения скорости распространения пламени, необходимо учитывать как давление, так и температуру, при которой эти значения получены. [c.488] Вернуться к основной статье