Диффузионное горение (часть 1)
Сгорание

 

  1. Как следует из самого определения, этот тип горе­ния имеет место при условиях, когда скорость реакции значительно выше скорости смешения реагентов. В этом случае исследование полностью сводится к изучению про­цесса смешения, который можно представить как смешение двух концентричных потоков газа (см. рис. 8). При этом принимают, что газ, протекающий внутри, должен сме­шаться с газом, текущим снаружи, проникая в него с оди­наковыми во всех направлениях скоростями. Если оба по­тока ламинарны, то смешение происходит за счет молеку­лярной диффузии, когда скорость диффузии для каждого компонента газа пропорциональна градиенту концентра­ции и его частному коэффициенту диффузии D. Последний зависит от средней скорости диффундирующих частиц, и так как в случае газа энергия в среднем всегда распре­делена одинаково, то Dоказывается более высоким для малых легких частиц, чем для тяжелых. Как широко из­вестно, Н2 диффундирует очень быстро, а тяжелые угле­водороды значительно медленнее. Для метана коэффи­циент диффузии D примерно равен 0,5 см/сек.

  2. Реакция горения происходит в полученной таким образом зоне смешения, причем вопрос о том, каким обра­зом развивается процесс, важен только с точки зрения из­лучения и возможности сажеобразования (см. абзац 128 и дальше). Было найдено, что кислород диффундирует в зону смешения быстрее, чем азот, вследствие того, что он существует не только в виде молекул О2, но также в форме О и ОН.

76. За исключением маленьких газовых горелок, в ко­торых выключена подача воздуха, процесс смешения, опи­санный выше, на практике не осуществляется; потоки обычно турбулентны. При этом части объема одного газа переносятся в другой, и наоборот, за счет турбулентности.

Вследствие этого, как и в случае фронта пламени при постепенном взрыве (абзац 62), площадь поверхности, разграничивающей два потока газа, значительно увеличи­вается; при этом ускорения процессов смешения и сгора­ния оказываются совершенно аналогичными. Следует помнить, что при таком характере движения газов и соот­ветствующем ускорении процесса исчезают различия в по­ведении газовых компонентов. Тоул и Шервуд [6], на­пример, обнаружили одинаковую диффузию СО2 и Н2, имеющих резко различные значения коэффициента диффу­зии D, в сильно турбулизированный воздух (Re= 90 000). При умеренной турбулентности и наличии ламинарного пограничного слоя скорости диффузии различных газов могут быть различны в соответствии со значениями D. То же самое происходит со скоростями постепенного взрыва: в камерах сгорания с повышенной турбулизацией различия в значениях нормальной скорости сгорания прак­тически не влияют на действительную скорость сгорания, в то время как при слабой турбулентности это влияние обнаруживается.


Newer news items:
Older news items:

 

РЕКЛАМА

Игра настольная маски монстров.

Новое на сайте