ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Возбуждение и подавление вибрационного горения из "Вибрационное горение" Подробное рассмотрение вибрационного горения с этих противоположных точек зрения вряд ли имеет большой смысл, так как решеиие одной из двух названных задач в какой-то мере решает и противоположную все мероприятия, которые полезны для подавления колебаний, будут вредны для их возбуждения, и наоборот. [c.402] Что касается мероприятий, которые способствуют возбуждению колебаний, то, исходя из результатов, приведенных в предыдухцих главах, можно дать такие общие рекомендации. [c.402] В тех случаях, когда механизм вибрационного горения иной, весь процесс поисков оптимальных условий возбуждения надо перестроить соответствующим образом, руководствуясь описанием механизмов обратной связи, приведенным в гл. VII. [c.403] С процессом вихреобразования перед зоной горения для подавления вибрационного горения достаточно установить спрямляющие решетки между местом, в котором образовывались вихри, и зоной горения (см. 36). В других случаях следует использовать какие-либо иные методы, которые позволили бы разорвать соответствующие конкретные виды обратных связей. [c.404] Намеченный здесь метод борьбы с вибрационным горением связан с преодолением очень больших трудностей. Дело в том, что число возможных механизмов обратной связи весьма велико, причем они могут иметь совершенно различную физическую природу (см. гл. VII). Поэтому желание разорвать опасную обратную связь может йа практике означать требование разрыва всех возможных обратных связей. Если учесть, что предугадать наиболее опасные в данных конкретных условиях обратные связи пе всегда возможно, то остается лишь выдвигать самые общие требования добиваться постоянства расхода горючего, следить за плавностью всех обводов трубы на входном участке и т. п. Однако даже выполнение всех этих требований оставляет возможность проявиться процессам, связанным с воздействием переменных ускорений на фронт пламени и т. д. [c.404] Кроме сказанного, следует также помнить, что в соответствии с гипотезой о стремлении системы реализовать Процесс с максимальным излучением акустической энергии из области теплоподвода, разрыв одной или нескольких обратных связей, которые были главными, не всегда приводит к подавлению вибрационного горения. Какой-то иной механизм обратной связи, который до этого был совершенно несущественным, может стать главным. При этом колебательная система должным образом подправит частоту и фазу колебаний так, чтобы новый механизм давал максимально возможное для него количество акустической энергии. Этим, вероятно, и объясняется трудность борьбы с вибрационным горением такого рода мероприятиями. Эффективное подавление вибрационного горения возможно в случае применения универсальных методов, одинаково воздействующих на все, или хотя бы большинство механизмов обратной связи, или на колебательную систему в целом. [c.404] Наиболее естественным универсальным методом борьбы с вибрационным горением является увеличение потерь акустической энергии. Конструктивно это может быть выполнено в виде каких-то поглощающих акустические импульсы устройств в концевых сечениях. Такое мероприятие не всегда осуществимо, поскольку оно может быть сопряжено с гидравлическими потерями или нарушать другие требования, предъявляемые к конструкции. Если нежелательно включать поглощающие устройства в конструкцию концевых сечений трубы, то можно предложить, например, такую радикальную меру, как введение продольного пропила в теле трубы (или частых сверлений по одной из образующих), позволяющего сообщаться газам, находящимся в теле трубы с внешним пространством помимо концевых сечений. Правда, осуществление этого становится почти невозможным, если давление внутри трубы заметно превышает давление в окружающем пространстве. [c.405] Быть может, в некоторых случаях будет полезным снабжать внутренние стенки трубы акустическими демпферами наподобие тех, которые используются при улучшении акустики помещений. Следует, правда, заметить, что если о демпфирующем влиянии поглотителей акустической энергии в концевых сечениях и сверлений в теле труб имеются прямые опытные данные, то опыты с использованием акустически демпфирующих стенок трубы пока неизвестны. [c.405] Перечисленные выше методы непосредственного демпфирования колебаний в общем достаточно эффективны и универсальны (не зависят от конкретного вида механизма обратной связи). Их недостатком следует признать то, что они налагают тяжелые и часто невыполнимые требования на конструкцию трубы и связанных с нею устройств, так как сопряжены с введением дополнительных гидравлических сопротивлений, разгерметизацией трубы между ее концами, ухудшением условий охлаждения трубы и т. д. Поэтому желательно создание по возможности универсальных методов подавления вибрационного горения путем непосредственного воздействия на зону горения, без изменения конструкции трубы и связанных с ее концами устройств. [c.405] Средством такого рода, которое, вероятно, во многих случаях может оказаться полезным, является растянутая по длине трубы организация горения. До сих пор рассматривались лишь те случаи, когда протяженность зоны теплоподвода а была мала. Правда, в гл. IV был дан общий метод сведения процесса нестационарного горения в некоторой протяженной зоне теплоподвода а к процессу теплоподвода на эффективной плоскости сильного разрыва 2, но этот метод не был использован с точки зрения отыскания свойств процесса горения, при которых самовозбуждение колебательной системы становится невозможным. [c.406] Сказанное можно проиллюстрировать таким простым примером. При возбуждении вибрационного горения В неподвижном газе, заключенном в трубе с одним закрытым концом, основным механизмом обратной связи является механизм, связанный с воздействием периодически изменяющихся ускорений на фронт пламени. Совершенно очевидно, что по мере медленного перемещения фронта пламени по горючей смеси он последовательно переходит из области, в которой фазы ускорения были в должном соответствии с фазами колебаний давления, в область, где это соответствие нарушается (это связано с тем, что по разные стороны пучности давления колебательные составляющие скорости направлены в разные стороны). Если бы предположение о решающей роли фазовых соотношений было правильным, то колебания должны были бы прекратиться. В действительности н е возбуждаются колебания другой частоты ). [c.407] Следовательно, уже из общих соображений становится ясным, что борьба с вибрационным горением путем нарушения должного соотношения между фазами и и фазами акустических колебаний малоперспективна. [c.407] Вторым возможным путем, как указывалось выше, является нарушение необходимых амплитудных соотношений. Здесь можно воспользоваться следующими результатами, полученными в предыдущих главах. Если возбуждение системы связано только с то нри =0 колебательная система устойчива если возбуждение связано только с и , то при /5=0 колебательная система устойчива или нейтральна. Поскольку оба эти результата были получены при пренебрежении потерями энергии в окружающую среду, то для реальных систем будет справедливо такое утверждение при =0 и / О колебательная система всегда устойчива. Таким образом, главным в подавлении вибрационного горения является всемерное уменьшение амплитуд и Ну Одним из средств, ведущих к этой цели, является растянутая организация горения. Покажем это на двух примерах, имеющих качественный характер. [c.407] Значения к в первом из написанных равенств взяты нечетными, так как для четных значений к получается = оо, в то время как по условию О 1. [c.409] Наименьшее расстояние с будет получено при /с=1. [c.410] Таким образом, если пожелать свести амплитуду возмущения тепловыделения к нулю, надо разбить процесс горения так, чтобы он происходил в двух плоскостях, отстоящих друг от друга на половину длины волны возмущения энтропии, и, кроме того, потребовать, чтобы в указанных сечениях сгорали равные доли топлива. Полученный результат вполне естествен, именно таким должен быть процесс горения, чтобы в каждый момент времени избыток тенла (против среднего значения), выделяющийся в том сечении, где находится богатая смесь, компенсировался недостатком тепловыделения в сечении, которое пересекает бедная смесь. [c.410] Сведение амплитуды возмущения тепловыделения до нуля равносильно разрыву обратной связи. В этом случае акустические колебания не смогут вызвать колебаний тепловыделения, которые способны поддержать их. [c.411] ДЛЯ механизма обратной связи, обусловленного периодическим возмущением подачи горючего (выше уже говорилось, что этот тип обратной связи характерен для малонапорных систем подачи горючего, например, подачи пыли в пылеугольных топках). Буквально то же самое можно сказать о механизмах, связанных с колебанием характера распыла горючего форсунками, вследствие колебаний скоростного напора в области расположения этих форсунок и т. п. [c.412] Не следует думать, что разнесение горения на два очага полезно только в том случае, если механизмы обратной связи входят в ту группу, которая в гл. VII была охарактеризована как связанная со смесеобразованием. Можно предполагать, что и такие явления, как набегающие на зону горения вихри, будут в меньшей степени возмущать процесс горения, поскольку они не будут одновременно воздействовать на всю зону горения, имеющую в рассматриваемом случае большую глубину. [c.412] Подводя итог сказанному о свойствах растянутой организации горения, можно утверждать, что такая схема процесса горения склонна заметно уменьшать амплитуды возмущений как теплоподвода, так и эффективной скорости распространения пламени, и является в некотором смысле универсальным методом борьбы с вибрационным горением. [c.415] Вернуться к основной статье