Основы теории горения Сполдинг Д.Б. (1014184), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Нег шлоааянс турбулснтнных лнффузпонвык пламеп, нн пшавгзшошее антерес н п настовшее время, было вы"' 'к«но Ручгилем )Кшппге), )рйг), который пареде. нл но:оя санс поверкностей смешение в плаггс~п1 газовых манты овгкнх течей в зазвсимостп от копфшурання эптскныт Ншгбгтчгг эгмчыг)тс т тьгэты.оозгч 1гаыс Ргмчш 1!в леч, состоят в том, что данна зоны смешепи ° существенщь сокрагцается, есчи струи газа и воодука движутся пе парад лелыго а соуларюогся пол некоторым углом (вплоть дв 90'), и что зта дгпща наоборот, увеличивается, есле вынск нить широкие перемыгк» меткду отверггнями для подачц воэлута и газа. Лнзлогичная работа была проведен» Саван, Кунуги и Джинно (5ала1, 1(ппггй( апб Щппо, 1953)1 Обширный сбюр работ, цосвищеняых эгочу вопросу, вь) полнеп Хогтечем (Ноце1, 1953).
Трннг и Ньюбай (ТЫ тй апб Нетчйу, 1955) испольювщ ли теорию турбулггпаых струй для рагчета смешеюй! в условяяк иромышлсиных топок (ограняченное количестжу возпуха, наличие стенок, изменение темперзтуры при горе юпк различие в и ютпости атекагощей жалкости и икру. асаюшей срелы). Теорая получила ~тамствениое н частично ~ оюществонное подтверждение ори сравпеили с процессом смешеикя в экспернче(ггалыой топке Объетпггенно комитета по радиации пламсн (Р!анте !!абыцоп Зо( Сапппй1ее)' и а изотермическог! молоти, выпотнепной в г(зй натуральной вслнчивы Тренг п Ньюбай устзновилп, чш, если плотность ввй дитгого газа рг отлпчаетсаг от плотности среды р, то об ные уравясапя струк сохраняют свою силу пря условк1 аамены Лействнтельнога дцамстоа сопла г! эффокгнвнытй дааметроя бй где (4.!5 Сле,!оватсльчо, есле р рю то прон сс перемегпивмгй 'l эчгягиозется, так как в эгон случае скорост.н п ггонцмз травин эзвиспт ог .к)гр, а не ог л(б, где х — осевое расг стоанпе от сопла.
Иаымн словами, чем больше плотиостз газа, вытскаюпгего с заданной скоростью нз спала, тея дальше проникаег струп. Прпвеленное выше уравнение применимо для осесиы: метрнчпых стргй. Бслп гаэ вытекасг яз ллннной Шел!) ширнны ц так, что процесс стгеп~ення протекает как двуж гг мерный, та эффекгпвная шприца щолп равна Ц'=б— гз т г, пята. оэ (а«а у са шг,щщ (! г щг а1 Р Ы, ~Ш! !ВЗ2, !об!у ~2о Когда топливо внжектпруетсп потоком пара пло ооз- Н хв, затруднительно определить знзченяе р . В этом слу:эе, по Трингу и Ньюбию, эффективный диаметр равен мг (4 )2) те' бг г.ге зг, .
массовый расход анжектиру1ощен жидкости, г)сен; 6 - †секундн количество движения этой жидкости е аннах. ,Тзгн двухмерного течешш эф~)геьпюшш шпрннп шелн ипвШется в ваде гр =не,) фг, О' е г' 1.ш пг н 6 — соответственно расход н полг1чшгва лвпже. .ши па един1шу длины жели. Ня рис. 4-3, заимствованном 1ш рзбаты Тринта и Ныопая. покззано алаяане ограничен1ш в позволе окружаютпе~п струю гоза ва харвк~ер течения При малом оа ходе (рис.
4-3,п) этот г,1з быстро подсасывает- и) си в струю и, следова-, ) тельно, возникает цир- 1.уляции газов Если пал- — — т —--- аод окружаюпгего струю газа увеличивается (риг 6) 4-3,б и а), то циркуляпии газа в конце концов пр»- - С ~ ра игвется. Поступление циркуларутшего газа в струю начш1аегги иа расстоянии ф тоторое прнбт же пю епретеляется соотноше. ипеч г и, рве цш ш, и пг, .
- соответственно 1вссмыс расходы иоздугш а газа, вытекающего вз сопла Прн зтотт преднглзгаетси, '1то х, не больше, чем .:„, где х,— расстояния по осп ло сечения, а ч торпт1 струя астро ~аетсг1 са степной. Прпблалшнно 1З1 х,=й,йбгУ,, где гУ вЂ” диаметр камеры, в которую втекает струя. 'Таким образжч, в случаяк а и б рис. 4-3 х,(хй з случае з л,)х,. На рис. 4-4 показано изменение кои. дев гравии по асй струя в ваде завоз~иосси отяошеяия ь,— ь, ь* — ь (44 4' от х для трех указанных случаев. Свлошная лишш соот. пстствует свободной струе, вытекаюшев в неограниченную атчосферу.
Кривые асимптотически ярибляжжотся к значе. яаяж гоогвегстоугопп и полпому перезгсшпияяшг газдг вытекающего из сопла, с воздухом в л В техишге почтя всегда примшгяготся турбулеигяыс диФ' г5узчовггые пламепа, так кзк ламияарпые пламепа требуют для своего развития отиосшелько батыпаго пространства. В действюеяыюстн, однако распо.южеиие струй бывает более сложяыч, чем при лзбораторяык псследовзнияк, таи что зкспсрпмеитальпыс результаты, рзссмотреипые вышйй ке.шзя притге1гить вепосредсгвешя, яапример, к продесД горспия в газотурбпяпых двигателях. Техт ие чеяее позволяют сделать ряд важных выводов Во.первых можпо пыявдть вяияя~е ляяейпых размерош В газотурбпняьж дввгзтс.шх требтштся, чтобы заданное ~зз ы точсства топлива озаряло в возчол но более хороткой ~ере. Ряс.
4-б,а, б и е показывает, каким образом ввол «ллива ва многих точклх сокращает необхолимую блину „оперы, ие оказывал в пзвесюгыт прете ах, влтючнл па г.жение давления в камере. Пренс ~ позчоя пото ссжраш" пяя лчины камеры при гчепьщенип лннсшгых рзз. юров опреяеляется зетутя. аг пиен турбулентности прп палых значениях гнслэ Рен. г ег л зее ею юе и' иольлса (ограничения, нала ~зсиые кинетикой, бритт рассчотрены в главе бг и гюлгтруктнвнымя трудно.
щеми осуществления рзвно. нерпой подачи топлива во ф юмцым, почему трудно обеспечить высокую лол- рн ок втияв е щсге с,г» нотч сгорания пря отсу»- лг т тча тк сер пешее с внн достаточного изрыт. ча воздуха На рнс й-б обобщенные мтщгегпрвцг~о~ . иые повертвости перенумерованы О,П 02; ..; 09 Прглположим, что расходы газа в обе ~к стртяк обеспечивают получение после полного перемсщивания коне шого сщ зва.
соотпгтствующсга обобщенной концентрации 00 Поверхность, обозначенная 05, будет. отсловатсльнгт ряс ~впезться вниз по потоку, заполняя в конце концов всю ~рубу. Поверхность иа которой располагается пчзмя, опРслстяется природой топлива и капцептрещ ей кислоролв з згжнуте Прелполажим, юо эту «анцспт рацию чож ю т розам. напри р, прслварптслыныч поят~ешнзвнвеьг гор| ю..т ~аза к возлуху Ге~и юлволпть стстномстрпче.
~ тз скос колгзчсествю воздуха, то злат~я рзсполож~гэсн не по псрхностп 0,5; внутрн ээон пав*ртчостн заходится топлкво снаружи †. воадух. Для тато чтобы обеспечнть полное сгораннс соплива, в этом случае потребуется очень длпв. нвя труба сканера сгоранняВ теоретическгг требуется бсь конечно большая длина. Еслн, однако, распшюжвть плащ оа повсрхноств 0,0, то длвна сущесгвеапо сокр:пшся, ш в этом случае падводлтся избыток кнслорода, что, напра. мер, в па~юных котлах приведет к увелнченню потерь с отходяша ш газами. Если нее ~ьтамл распело кспо на поверьпосюг 04, то отходяпше шы сотержят пссгоревшее ! з зз эзера Эр З еэ рш.
4.г. Ршкредеюнке тем ерэтуэ з к ~ ~ ктзаюы э анффуз ы шч ° . зк топливо. что является балте сушествюшыч псдастатмй с эочьп зренья эффектнвностн пропссса. Таьилг образам, прн пеботьшам нзбытке воздуха пламн неизбежно нмеат большуча з ткну. К счастью, в областв гззотурбиннон тея. ники зтн ззтрудпег~ня не возггикзют ° свнзн с ааличнен з двнгателях етого твоа бальтаого избытка воздуха, за нсключсннеч первнчнок воны жаровой трубы.
где для обе" печеная стабчлыгости горенка требуется высокая срелняз темпервтура. Вместе с теч поде температур в потоке газа посттпдющсго В т11тбнвуд должно быть по возможноств рзвномсрнытг что определяет необкодпмость хораюега перечсшнаання прочуктов сгоранвн с холодным воздухом Хорактерноп особсавостью углеводородных лнффузпоа пмх плачен является кт ткелтыб пвсд который можно объяснить пз рассмотренна рнс. 1.7. Таплнзо подводнтсз к зоне резкпнн с одной стороны, кислород — с дртгой' Таким обра~ом со стороны топлена перед золой реякп"н имеется область, в которой газ нрп отсутствие кпслородэ содержат топлнвгк подвергающееся дейстзню высокой температуры. В этпх тс, пенят ваэпнкаст возм пкнос ь 124 !Гьпп"э и полпчеризации углеводородных молекул с об.
(ы оааниеть с одной шароны, более легких мотеьул, з, другон — частиц углерода илн смолистых веществ Этп чостчцы грп высоки! температуре излучают характерямй ярко-желтый свет, который васи затрул~гяег наблюдепиг готтбого излучения собственно зоны реакции. Размер углеродных чвггиц зависит от времени их росга, состава и конце~ттрвцил топлива и температуры кгаменз.
Время роста частиц увеличивается пропорционально линейным размерам струи так, что большие пламена имеют обычно более лкпую окраюту и дают более интенсивное дьшообразованис па сравнению с пламеиами меньших разчеров Углсродвые частипы болыних размероа излучают много тепла. Например, ламкнараое диффузионное йламп про естествппиай конвекцни вмеег т оснаваши желтую ог.раску, а у вершины оранятевую нли красиуго Это обычно объясняется тсч,что углеродиая ~астица теряет радиацией много тепла. Когда частаца промзлит черш зону реакции в тт обласмь где ииеется достагочно кясяарола для сгорания, ее температура настолько низка ~то сгорание становится невозмоткным; в результате абразуетсн дым. Очсвидвым средством гкижевня дычлспяя явлгытся ученья!енлв времени Образования углеродных частиц организацией горения в турбуле~ттных гтруях небольших размеров п экр»- ннрованием плвмеан огражаюшей поверхностью (напри.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
