Воспламенение и формирование пламени (часть 2) |
Экономичность |
Поскольку потоки из объема горения будут понижать температуру и концентрацию содержащихся в нем активных веществ, существует равновесное состояние, при котором их воспроизводство равно потерям вследствие отвода. Первоначально температура плазмы очень высока по сравнению с температурой пламени, и равновесное состояние сразу установиться не может. Вследствие конечной скорости химических реакций поток веществ формируется за время., определяемое временем химической индукции. В течение этого времени плазма теряет энергию путем теплопередачи и излучения, так что ее температура будет понижаться, как качественно показано на рис. 5.3, пока не сформируется нужный поток веществ (кривая а). Если этого не случится, понижение температуры будет продолжаться и воспламенения не произойдет (кривая Ь) Успех превращения плазмы при зажигании в ядро пламени зависит от многих факторов, таких как энергия зажигания, объем плазмы и его расположение, химические реакции, поле средних скоростей и турбулентность потока в районе электродов свечи зажигания. Влияние турбулентности на процесс воспламенения исследовалось Баллалом и Лефебвром [1,2, 3], Де Сетем [4, 5], Карповым и Соколиком [6, 7] и другими исследователями. Эти исследования показывают, что предел воспламеняемости, выраженный отношением количества воздуха к количеству топлива в топливной смеси, очень сильно зависит от турбулентности потока. Один из примеров, а именно результат определения пределов воспламеняемости смеси пропана с воздухом, показан на рис. 5.4, заимствованном из работы Карпова и Соколика [6]. Влияние турбулентности сказывается на пределах воспламеняемости и бедных, и богатых смесей, диапазон значений отношения количества воздуха к количеству топлива для воспламеняемых топливных смесей становится меньше для более высоких значений интенсивности турбулентности. В этих экспериментах пределы воспламенимости для смесей, близких по составу к стехиометрическим, определить не удалось из-за ограниченности значений интенсивности турбулентности, которые оказалось возможным реализовать в опытах. Однако для смесей стехиометрического состава авторы определили пределы воспламеняемости, выраженные через интенсивность турбулентности, разбавляя топливные смеси аргоном и гелием. Пределы воспламеняемости при разбавлении сильно уменьшаются, и при разбавлении гелием предельная величина гораздо меньше, чем при таком же разбавлении аргоном. Это различие можно объяснить разницей теплопроводности и коэффициентов диффузии, результатом чего является отличие чисел Льюиса для этих двух смесей. Newer news items:
Older news items:
|