Основы теории горения Сполдинг Д.Б. (1014184), страница 23
Текст из файла (страница 23)
я . Это а «ез эзет, 4 Вссзтсохсность нссзкотетспгратур нага реж л хс а При расчете температуры поверхности горяшего н вошчтс гглерода чы пренебрегали потерями тепла. Однако отнод тента от поверхности топлива радиацией часто составляет знашпельную долю тепла, выдшясошегпся при сгорании, что прнеолит к снкжешпо тгчпсратуры. Температура лсожег бьыь столь анзка, что становится неоправданной исходная предпосыспса об образовании исключительно окиси углерода. Рассмотрим случай, когда поверхность не реакцпоиноспособпа по оыюнсению к угле. кислоте и водяному пару, яо сохраняет реакционную способность к «нслороду, достато сную, чтобс слазить его концентрацию на поверхности да нуля, причем э результате реаядлл образуется только устшкнцаотл.
Применяя метолику, аналогичную рассмотренной выше, потучим с.ыдуюшее аыравгние дча параметра переноса; В=.эе ол г'4-30) Дсся вглсосфераого воздуха ураааение (4-30) дает В= =0,087, т. е ровно и 2 раза меньше пцчученнога раньше значения Р се 4-9 показывает изменение состава газа, характеру ное ллх этого случая. Кислород Чиффундируст к поиерд ности, углекислота — ог пес; водяной пар остается пнерт ным.
136 Те ~перез)ре паэсртностп )глсроза также мажет быть ° пренелепа по метоцвке, аначогнчной прлченявшейся выше Найхем сначала параметр перепаса, апрепеленный яэ ~еплавога баланса 44 зззсгьыаз — ' с (тк — т,г 0 (4-31) Пр ~рава~вчя ныраження лля В пз (4-30) и (4-31), получим. с(Т, — т )= —,ю„ы(ртй „вЂ” От~. (4-33) (г а, обозна гает стаплартное значение энталыппг образава 44 пня углекиглоты, так чта .;, й „ равна стааляртной тепча- ворнан снасобаастп углероде прп его сгорании а угле. чнслату.
Так как эта тепгнцаарпая гпагобнагт а 3,5 раза больше, чем прн сгораннн з окись у~зарода, татаа как . олнчество патреблыьгяо ~ нсларапа ба.шше талька в 2 раза, та, очспнлна, нра одинаковых усчовнят |арапке в углекнсэату апре. геляет более высокнс температуры поверюостн.
Падение температуры павсрхпа- "'сз~ та благоприятствует обра- внлели, привалит к повыше- Ряс. 4.з. Р с р лема е камы ° цпю температуры Слелова- тр наа ее у поверке с тслыга, возможна аекоторап ут арале рк знзкюанпср «ан р» пме средняя температура, прн отарой на повсрююстн топ. ~изз образуются одновременно СО и СОт На рис 4-10 юказапы профили концентраций Лля двух возможных слу- аев а) арп отсутстан аргння СО в газовой фазе н б) прн на»нчан ~оренпя. Крнвые коппентрацпй пзра я загорода на рис.
4.10 не нанесены В обонт с.чучаях паря. петр перепаса имеет ахнцаковое значение, так как гранич~ме условя» (состав газа в пшаке п па поверхности тапзпва) апннаковы Однако в этан слу гас опреэеление па. ремстров переаога, асобчопнмых зля расчета состава газа, вязано с бальшнмн грузностями п требуе~ летальных велений о реакционной способности углерода, скарастн чшсоабыеав, потерях тепла н ~ з )зв лл, а л лмме! Ю а! Р. Ь! ° .Рзшпллшп оаюрзаа в еупо рккот тле Горюя ас «! шплаза Вып!е )гкр.
33) мы зычислилн «время сушествованивз сферической частипы в безграничной ненодвижоой среде. Обовиачив вречя горевия частицы топлива чрез )ы можно записать !знее ,гьр а!и!!, в!' Н-33) ьгг где ,, ра — плотности топлява и газз соответственно (Ючи * последнего †. среднее значение), !. — начальный диаметр часюпгы; 0 — козффнпнепт диффузип каслорода ч Лругих, участвующие п рсакпии газ!в;  — соответствующий парачетр переноса. Нз рис.
4.)) дан график завися!осы! лрекелк горении частик углерода от их начального дквчетра. Принята: г! — --),б т)сл', Ор = йб )О ' г)гп.гек. Нслп гу, — в он, то г =- — сек. гпг! П! ) 4-34] Належные измерения времыш горснвя частпп углерода в рассматриваемые условиях ого)тству!ат Одпзко вреде' пв орения частиц угля определеяные Орнннгоч гОгп)пб )947, а), имеют тот же порядок вели'шны, что и рассчи танные по урзвненпю 44.34), хотя онв и несколько короче! !то объясняется созержлппсм н угле лету шх.
Сравнении !ю азлнчных данных .зрозсдсно Хогтгл ч н Етгоарточ Пцоцс) ~гб 51ежаг1, 1940). Ииеег место значительное расхождение а резулюатах, полученных в различных экспериментах; ,аэточу ланньс, ° рслставленные пз рпс. 4-11, слелует рассматривать как ориентировочные Обычгго сгорание частиц углерода происходит в ограюженвоы обьече воздуха, причем на время горении со- аг ч рж б лааг дг и т'г зв держание кислорода в газе умепьжается, при зточ парасжтр переноса В также уменыпается. При анализе этого отучая мы встречаемся с некоторыми математнческитги трудностями; однако. когда величияа В мала по сравнению с единицей (это имеет место при горении углерода в воздухе), становится обоснованным применение )раакеиля вйведетгного Нуссевьтои (Мпззей, 1924): +)Уз (гц-"' И.З5) гле е — количества избы го ~наго воздуха, определенное кач разность меткду массой воздуха, приходяжейся иа каждую :зстицу, и массой, необходимой для ее сгорания, отаесепная к нагое частицы.
Если е стремится к нулю, то 1т стрс- 141 питон к бесконечпосыь Тем ос менее. как показывал опыт, чвсгвца !оперода макса шерсть патиостью в конечное время и при нулевом избытке воздука. Этп кажущеесп противоречие разршлаегсп, если вспоынпть, что при падь. зевании параметром переноса из уравиекил (4-20) е датж. ио быть определено дли условий сгорании в ОО, тогда как игбыток воздуха обы ша определкетсн дла условий сгорания в ООз Таким образом, ес. и началыюс значение отнашеаик весов воздуха н тоглива )состав смеси) рав по 2, то количество взбыгочного воздуха должно быть онределеио как 2 О, )4.30! Нрн использаванча уравнении (4-34) необьолигго вы брать срелнее значение произведении Ор, кшорое очень сильно зависит ог течнературы. Это у ~итываегсн в фо1ь муле Нусселша введением температуры поверхности Т, 14 и степени 0,5 )б,— всч и р — в г)гм'), Движущиеся частины.
Еслгг частппа днижетсб в окружаюпгем газе, то сырость массообмена увеличи. ааегсн по сравнению с покоящейсс частингй Дл» опенки) уиазанного увеличена» можно воспптьшватьсп формулой Фресслинга 1ргбзз)1пй, 1040), относнщейса к пспаревию', мелких дзпжущизся капсть и удачно обобшаюпгей раанообраз~юе данные па массообмезу. Формула Фресслиига а обознагеипях, прииктых в настоещгй книге, имеет вид и 'П " 2)! + 0,270))е ' Бс ф (4-37) График этого уравнении дзн на рве 4.12, Как вавич, скорость иассопбл~ена достигает двукратного значении око. рости массообмеиа при отсутствии относвтельиого движении .чишь тогда, когда крпгсрнй Реенольдса дли шара пре-' выси~ !3.
Если часгида вмеет малые разиеры, то длн этого трсбуютсв рево Измерения скорости горению углеродных шаров прн Раз личных температурах были выпплнены Тю, Дэвисам п Хаттелеч )Тп, Оач!з апб Но!1е), 1034). Резулшаты этих исследовании показывают, что прв низкой температуре поверхности скорость горепин нс зависит от скорости воздуха, т. е. скпрость горении определяетсн реакдионаой спо. собностью поверхности Однако ври теюгературе, ирены. шаюшей примерно 1100'К, решающее значение приобре. 1чз |ает интенсивность массообмеиа.
Р!с шторме нэ по.|ученпых |наэанными авторами резулшвтов л„тя высокотемпера. рното режима, обработанные в соответствия с развитой выше теорией, прявслевы на рис 4-12 лл» сравнения с «риной Фресслииса Нрв лостроеяяи кривых сеобтол |со эвлшься знзчевнячн параметра переноса. Нижняя кривая построеча лчя 0=0,1?4, т.
с, значения В, ларэктерного лля образовании на поверхности окисл утлеролз [уравнение <4-20!) Верх|аз кр| эзя соо аст тнт т з |ачшнл|  — 0,09?, прн омут. сснпл на поверх|юстн окиси утлерплэ Крнная Фресслн|ма лежит межлу Хвумя кривичи скорое|ей горения, т е Ле|Ъ :твителы|вя вели |лпа параметра переноса имеет промежуточное значение Олнзко не слслуст врплава|ь большого |иачспия положению кривых по вертикали, так как ие ясно, какие вначевня фиэическях констант, зависящих от температуры, иэменяюшейси в широких лрслелах, поястав. |ать в критерии подобия На рис. 4-12 кривые построены Лля значений физических жшствнт, соответстауюжнч воз.
пуху прн 900' С, '|то близко к температуре зоверхносп| Лля уточнения значения В | честно |змею||ь, что Паркер || Костел« [Рагйег апб Но<<с<, 1936! прн о~боре проб гата *" повераностн соряшего у|жерона <в рзссмзтраваемой температурной области[ ие обааружилн СО, лаже когла тем|иратура поверлаоств лаггнгала 1400' К Опытм по горен|по полвешсньых частиц зшлерола были проведены Блп|овыч и Готопопой <1949!. ыэ Расчет времеви горения частицы, если ояа неполитая в двррркеррирт относвтетьно возд)ха, является более сложныч, так как в общем слу рве чисш Рейрготьзсе изменяется с течением времени.
Случай постоянной отиоснтшрьной скорости рассмотрен Булнсом (1946, а), испо.тьзовавшим данные Сокальгкшо (194!) по теплообмеау для вывода эмпирической формулы времени горенвя; (1 88' рлр, земо,р„ Мое Ре где К вЂ” .константа скорости горение" поеерхнр ста гоплпвз, определяемая по уравнению '"о* расход углерздр (з)см' ее г) =К„. —, т, п т , — соответсевенно относителыреп массовая конел О центрацня квслорода в потоке газа и на поверхности топлива; г — сгехиометрическое отнашенае, т.
е. вес кислорода, требурошегося для сгорания единпцм веса товаива (г = )б)12 при образование СС9 г =='Оз)!2 при образовании СО,); Ке, — начагшиое значение кришрня Рейнольлса для шара, Рассчитанное по относительной скорости )(Кс,)=1 прв Ке,ц 1, )(Кер).=1-.008Ке~' прл (ШКе, 100, ) (Ке,)= — ' — при Ке, ) 100. 4.94 !разделение выражение дая времени горения на две части г „, и 1 „„, не предпгшагаег, что сгорание прояе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
