Основы теории горения Сполдинг Д.Б. (1014184), страница 18
Текст из файла (страница 18)
гпвлегшл трения 0 — козффявигят ыоаекуляргг* й диффузия, дага»сгр ст руп. д — рззчер тела г1 — д~гаметр эквивзлсвыю ~ сф ры. г 1 — фактор трепля. 6, — масса вегцестзз П дяффуялеру щдяв в дщшцу вречщш через едшящу площади. д — ускорение силы тяжестям 6г — критерий Грасгофа й — знтлльпия, 1 — фактор массообмева, введенвыа Эгзганеч 1л — фактоР теплообчепз, 1 — факт р ыас*еоб сиз и К вЂ” «оиставтз ь — скрытая теплота испзреяия; безрвзмеряаи д ~ииа пюевцпальнога «дра при смошепии струй.
1 - длпиа трубопровода, кавзлв Я вЂ” масса, молекулярцыя вес. ж — относптельцпя чзссозев ь ицщшрвцпв гбозрззмерввяй ш — васса яомп йены /, перщщсияая з елюшпу врсчеи. через единицу цзкз~гтщ ~ М вЂ” число молей вещества 1, исреногщькге в единицу / времени через елии~гцу площади л" — срешше число частиц жидкоеш, п1зелххгящих в единицу времеви через едягпгпу пш~гггад ь Ни — критерий Нуссельта. Р--сакравяемое свойсгещ Р— дввлевпг.
Р, — парпизльг~ое давление вегцества П 1"е — критерий Пекле. Рг — - крнтер~гуг Првидгля. Ге — количество тепла, отведенного от газа вз едп. ниву мессы аспарнвшейся жндкясыц Ч"- скорость внешнего подводя ~силе ю еди~впу поверхиоств испарения. Я вЂ” универсальная газовая постяяицвв. й — газовая яощ ояц:ыя лля единицы ~яссы газз 1. ~ Ог К вЂ”.
критерии Рессскисьдссс .„- Уделс пня яонорлн см, йс — «ршерий ППшдсз. ед — критерий Стантона. 7 — абсалюмгая температура, Г - — арена. Г - сксшассс, и тсжл; сролняя сксрсссп при течшйв в грубо. и, о, сс сса сйоненшс сь растс' псиоьа сш сясс. - сшссз.
.т, т г. прямаугсшыше «отрл им ты ИСПП вЂ” лоьп.шный пара штр персис се. ПРП вЂ” ннсло сникни переноса. в — козффвянеаг тсплоабиевв. р — нозффиииенг гер сичсскога р.ссшнршшя собъм кый1 й — галсаш;и сюграюши гсс слоя игш .сссио.шнзбв пленкам Л вЂ” козффсшаепт турбулеатнога обмена — относительный пбъем пустот о пзсадке су — разностш температур, ризмерпан ссгссс безрззию аая. д -- казйкр шиенг сшш пр в диосшс н -- козффкппеит динамической ссязкастсс. т.- казффиниент квпвмзшсческой вязкосто.
Р-. ПпатиаСГь, напряжашсе трснвя. , — сшюшенне пл тнастей при с сешснии ссруй. — тпошспна шсорастей пря сиеспеани струй. .шс Слмсап, Сшл. у Л М. ~ПИЬ Ш нсг М П Пш с'" ССз асаны И Ошень' К УагК И Сй И и, СО5О. бз т аи т, сс, и Рсасоси н 1., ссзшрс;шс исси иа., и аг .нш, н.й уагк с и дони . спзз Глава ~етвсртзгг ТЕПЛО- И МАССООЬАУЕИ ИРИ ИАПИЧИИ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИИ Аштача оргамзггш~п п~и це«а горения ооыччс состою л том, чтобы нз двтх разде плых пгяоков топтшна н воздуха поту ~иго обшил пошк раачот|ерпо п ретггланньщ горячая продуктов сгорании Счсшенне гакам образом, явля.
ется сунгественныгг элеьгенгггт~ процесса гОрения. Топлаво чзгпз оодается в твердом н.гк жздкам виде тэк, 'мо поо. нет ьмы перенос вещества через грэчнцт ра щепа фю, Прн это ~ нспареннае топшво ~ пргглгкгы та|анна сменшва ются с воздухом. В гл. 3 был рассмотрен рял явлепнн, связаннмт со сыгш~ пнем струй, значнтельное вннманнс была также тдс.
лекс чассообмгну через границу раздыа фаз н движу. щпг силам дтя разтнчныл гапон пвреноса. Однако ращматрпза тнсь глааныч образам тепло- в массообмен без хичнчгтьнх реакцигг. т е. при отсутствнн исто ~ников илн стоков тепла н вещества, распределенных в среде Рассмотрим тенерь. как прчменнть предложенные вьцве методы к расчиу хнмическах реанциб, с тем чшбы опредслщь длнну фзьела цнаменк н скорость сгорання ~вердых и жидннх топлнв. горение глзоных стээгг Аналогия между процссщща гшссо п гснлообнепа бы. т" усгановчева намн как стедгтэве 1чвлогнп дпфферезщгкж~ых уравнений, аыратка~апгы соответстаепяо законы ссхранення диффунднруюшпх газов з тепла Прз азтячнн а гнс1еме хнмнческай реакцпн зтя уравпсння теряют ситу, тах глк появляются распределенные источники а стокя тепла н вещества.
Мы увяднн, однако, что прк опредотеннмт условнях задача все тке может быть разрешеяа н в этом г ~учае. 1 оз рассмотрим смешение и рсакнню длн двух газовых ((( токов, нз которых один содержит кнслорап, а Лругой тапгшво, н предположим, что реаквпп подювистгя просту мт урзггисчппо ! . гоплпва 'г г иииорода ((-Ьгт г пропуигоь реанад (без образптжииз прпмшкуточиых соедииепвйП Баксе слш иые случаи будут рассмшрсаы виже в связи с горений твердш а топлива. Особснпосж р ~спрслег енин стоков топлива и ьчсаорн да состоит в точ. что масса кис|ирода, расходуемого в лж бой тощее в згобой момен~ оремснж а г раз больнее ма"ч' топлива.
Тогда дифферспдиззьпае уравнение, опнсываюьев совместное протекание диффузии, коивекпии и хпнюегю В певвдий, запишется в Виде '""о З и( зг где Π— козйгфппиенг диффузии; вг — масса комповщжа на спнннау массы смеси; индексы ( н О относшси к топ шзу и кнслорш соответственно, В тином виде уравнение ((-(( едва ли можно аспольй вать. Оливке, если попустить, что 0 . †. О =- О, га у((й г ' о гжнис су~дественио упрощается. После подстановки но ш — — = — Ь* * уравнение (4-(Г причет вид ~з ь з'з", з'з т ез' дз' дь '(сж зу* а ' )" з ау' ' ду Это уравнение по форме ссжпадает с уравнениями, оав сывзюшиин тепло- и мзссосбмен в химически инертнсй среде, Оно показывает, что при равенстве назффициентор диффузии топчнвз и кисворгда свойство ш ыо ,ронадлзжвт к числу сарангшчых в пп«ц«сс«цгффуши перемешиавнпя.
Допусти«гос ь предполо к ипя относит«т но О вытекает ю рассмотрение табл. 3-1; срсдп обычных топлав только водород обладает занетпо отлпчвшшкмся значеинем казффоциевта диффузии Выражение для с«хрвняеьгого свовства пожег быть „,ставлено как по ~гг)нцептрацив топлива, так и кислорода Орп сопл~оде««ив условий относнгеш но коэффициентов ,т~ффузшг можно арвнягь в качесзве поре ганной б" е урзв.
«шинн (4-3), пч~ где ш„ — относпгслыгея концентрация пр«дьктоя реакции, Важные выводы могут быть получены лаже не решая знашшвчески урввьгония (4-3), так каи ревулшаты опытов по сиешенню струн при отсутствпи химических реакции и жио рассматривать как решения этого уравненвя. Рсзуль~вгы таких опытоа показывгпот, что: 1) фар«а поверхво. с са постоянного состава, соответств)чингиз одинавовьш цачеииан ошшшеннн (б* — б,)Дб, — б,), где б, н б, — энзч ипя своисгва Ь" в обоих струях, не завес~«э ог абсо- ') сотной величины б н 2) еслп коэффие~ент диффузии )э (к шорый нрпнимается одинаковым д ~я топлива и кислор»да) равен коэффицвенту температуропроводности а пли, ее ш патон турбулентный, та в подобных системах форма бсзразчерных поверхностен постоянного состава идеити ша ф р 1е нэогернпческвх поверхностей.
Здесь необяодимо укззать ва некоторые ограяичвния, связанные с тем, что в ряде случаев воздействие ьвьзиче) с'ой реакции на поток ое имеет аналога в процессат теп. чо- илн массообмена в инертной ореде. Так,например, горение всегда приводит к увеличению течпературы а той в~асти, где протекает хичвчсш ая реакция, слелоиатсльип, вязкость газовой смеси в этой области будет илгеть позы. шс'шое, а плотность — пониженное зна~епио, так что прн оциаковоч э~лесовоз« потоке скорость возрастаег Ппзгочт снедуег ожидать только качественной аналогии межлт теплообменом при сьгешенип струй н горепнсь~ в подобных товивх.
Отвлекаясь от этих вшричпых эффектов, моты о свестн Ч'онесс массообмева при наличии химической реакции к процессу простого чассообмена В настояшей главе бндет отказано, что прп ятом прьдположснин нструлиа получит! ряд выводов о скорости сгорания н сл>сшснпя. Необходим подчеркнуть, что кроме нредпаюжнния а прапорционзпь «ости расходов >оп ° >~па и кггшюродз, участв>ющвх н хнми.
~есной реакции, авт необходимости в других предположе. ниах об ге хзрактгре илн ршпрвделенни. Значение й* в чюбой точке останется пеизыениым независимо от того, про~екает яп реакция во всем пале смешения нлн онз сосредоточена в тон~!ой зоне пламени. Распределение температуры Б том случае, когда реакпнн привод~>т к появшпню псючннков нли стпков ~апта, уже нельзя прнмюшть дифференциальное уравнение теплообмевз в движуп>ейся, во химически инертной грезе Нетрулло, одяако вывести уравнении, связывающие величину тепловыделеная с кц!ичестват>и расходуемых рвз агешон ияи образ>шашков проауктов реакции Выбиряй кислород в качестве предо:анг!т>сг!н розге~!тов, ззпишей у,тавпгнне в впде ут,, ут . Р>т т где !. плоиосгь гоно; Н .. теплшворнзи способност~ гоплява; й — кочффпцнент тсплопроводностн газовой стшсп; с — удельная тсплосчкость гззт прп постелено ! дав.
ленин, Здесь опять-таки возчожпы упро~!тенин, если козффн. ппепт днффузвп равен казффнцпенту температур:>провод. ности, т е !>о=а(=-, !. !4-б> В спесях, сосгояп>ах г жаны ! образом пз воздуха и газов с близко !и чолскулнрпы и неся и!. ус.ювнс (4.5> выполняетсн досг,!и чю то ~ив. Т ~гла >рзенешю (4мф залп. жется в виде гге Ззчечаиви, сделанные выше о переменной Ь', в равной с„пенн относятся и и е, последнии пожег расстгзгрпватьси с!х знгальпоя газонов с шсн после полного выгоранпн ;„ы.юрода. Вел!швиа з представ!жег собой сохрзннемое с! йстно (в тои смысле, как зто сформулврэзапо на )Об).
Всчи по-преынечу предполагзть равенство козф. ,р циыжов диффузии я температур:!проводностн, то вырагы И жюн!я для е о виде ( — ' — сТ) нтг! (вНН+сТ) также (!', б д) г улов,!отворять уравненна (4-6). тею! рютрз н з ю зс н ревицн уста!юзлецо, что пря смешении струи топлива с возду.х ! химическа» реакция (ес.тн она вооб!це идет) нротекает з !онкай веке (но франте пламени), ко!орал становится шдпмов благодаря голубому свеченша. Гэбшеизвестным причером является наружное нламя горелки бунзена.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
