Воспламенение от плазмы разряда (часть 2)
Экономичность

 

Поскольку скорости диффузии различных радикалов различны (коэффициент диффузии радикала водорода почти в 5 раз превы­шает коэффициенты диффузии других радикалов, что подтвержда­ется приведенными в табл. 3.4 данными), в зоне реакции образуется неоднородная слоистая структура, причем радикалы водорода проникают в смесь дальше других радикалов. Таким образом, к высокотемпературной стороне зоны воспламенения энергия поступает со всеми радикалами в виде их потенциальной энергии (энергия одной частицы Ер « 5 эВ, являющаяся в основном энергией диссоциации), которая во много раз превосходит тепло­вую энергию (энергия одной частицы ЕТ та0,7 эВ при 8000 К). Эту энергию радикалы передают молекулам смеси в результате нескольких столкновений. У низкотемпературной стороны, где концентрация радикалов превышает равновесную, начинается цепная реакция О и Н. Все эти процессы усиливаются под вли­янием интенсивного потока тепла с большими градиентами.

Вследствие сказанного реакции будут происходить со скоро­стями, значительно превышающими скорости реакций в обычных условиях, и химическая энергия будет быстро высвобождаться. Из-за высокого насыщения азотом горючих смесей с воздухом во время фазы воспламенения, когда температура заметно пре­вышает температуру обычного перемешанного пламени, преобла­дают реакции с радикалами N, обладающими очень большой энер­гией. Быстро образуются такие молекулы, как NO, NHи CN. Будучи неустойчивыми при низких температурах, эти молекулы вступают в сложные реакции горения углеводородов и воздуха [35, 36] и передают свою энергию молекулам других веществ, как только зона воспламенения охлаждается в процессе расширения.

Через несколько десятков микросекунд после возникновения искры температура плазмы снижается до температуры пламени, и поступление энергии из плазмы прекращается. Образующиеся в это время молекулы ОН, СН, С,, СО и др. указывают на то, что процесс горения становится таким же, как и в стационарном пламени. Это наиболее критический момент процесса, поскольку реакции в зоне воспламенения—пламени— к этому моменту дол­жны развиться настолько, чтобы стать самоподдерживающимися. С этого момента скорость химической реакции должна быть достаточно высокой, чтобы компенсировать потери теплоты через поверхность вследствие диффузии и теплопроводности. Расчетные значения коэффициентов теплопроводности некоторых веществ, представляющие интерес, приведены в табл. 3.5.


Newer news items:
Older news items:

 

РЕКЛАМА

Машинная стирка белья расшифровка знаков стирки.

Новое на сайте