ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Горение однородной газовой смеси из "Основы теории газового факела" = ы = ысо8(и, п), где ы — нормальный к фронту компонент вектора скорости потока свежей смеси, притекающей к фронту. Это кинематическое условие ничего не говорит о природе турбулентного горения. Опыт показывает, что величина не является физико-химической константой смеси, а зависит от ряда режимных факторов. По существу она определяется всем комплексом явлений и должна быть отнесена к числу определяемых, а не определяющих характеристик сложного процесса турбулентного горения газовой смеси. [c.129] Эти представления выдвигают на первый план интенсификацию процессов переноса в турбулентном потоке, но игнорируют влияние турбулентности на макрокинетику реакций (см. 5-3). Недостаточно согласуются между собой и с теоретическими формулами опытные данные по определению скорости турбулентного горения. Все это лишает величину надежности, необходимой для выбора ее в качестве опорной характеристики в расчете турбулентного гомогенного факела. Если, однако, пренебречь этим и считать величину заданной, то тем самым однозначно определяется местоположение фронта пламени в факеле и становится в принципе возможным детальный расчет газодинамической структуры, т. е. распределения скорости, температуры и концентрации во всем поле факела. При неопределенном месте расположения фронта и предположении о бесконечно большой скорости реакции аэродинамический расчет сходится во всех случаях. Это означает, что при любом произвольно заданном местоположении фронта можно найти распределение скорости, температуры и концентрации, удовлетво-ряюш,ее дифференциальным уравнениям и граничным условиям. Для единственности решения необходимо дополнительное условие. В связи с этим целесообразно обсудить различные подходы к этой проблеме — отбору единственного решения из множества удовлетворяющих общей постановке задачи. [c.130] Первая попытка решения содержится в работе Г. Н. Абрамовича Л. 1], в которой предполагается, что фронт пламени в гомогенном факеле находится на внутренней границе области смешения. После этого расчет аэродинамической структуры (в предположении универсальности профиля скорости) сводится к типичной струйной задаче. Попытаемся подойти к этому же вопросу, исходя из различных физических моделей. [c.130] Разумеется, что результаты расчета при такой постановке задачи не могут отражать ряд специфических свойств процесса горения, в первую очередь связанных с температурной зависимостью реакций горения, а также с прогревом и расширением газа до фронта. [c.131] Такого рода расчет, неизбежно приближенный, интересен тем, что позволяет оценить значение перепада давления на фронте и соответствующее ему ускорение потока. Это важно для гомогенного факела в связи с оценкой допущения о постоянстве давления во всем поле факела, лежащего в основе теории свободных струй. Для диффузионного факела, в котором фронт отнесен далеко во внешнюю область факела, пренебрежение полем давления вполне допустимо. Для гомогенного факела этот вопрос нельзя считать окончательно решенным ни в теоретическом, ни в экспериментальном плане. Поэтому после определения местоположения фронта пламени расчет структуры факела будет иметь более качественный характер, чем для диффузионного горения. Отсюда следует, что такого рода расчет можно вести со значительными упрощениями, отвечающими исходной точности постановки задачи. [c.131] Возвратимся, однако, к методам расчета местоположения фронта пламени в турбулентном гомогенном факеле. [c.131] Во втором (после газодинамического расчета) варианте расчета будем исходить из задания турбулентной скорости пламени, заимствуя ее значение из опыта или теоретических формул. В этом варианте можно будет при определенных предположениях довести до конца расчет структуры факела и, в частности, определить местоположение фронта. Задание величины согласующейся с экспериментом, предполагает в неявном виде задание кинетических характеристик реакции (включая влияние на них турбулентных пульсаций). [c.131] Наконец, третий вариант расчета выполним, как и в случае диффузионного факела, путем наиболее полного сочетания представлений и методов расчета теории струй и теплового режима горения. Для этого будем исходить из квазигетерогенной схемы процесса и считать кинетику реакций конечной и заданной. Для отбора единственного решения и здесь потребуется дополнительное условие (оно было бы ненужным только в прямом расчете, учитывающем протекание реакций во всем объеме факела), которое будет простым и физически очевидным. [c.131] Вернуться к основной статье