Основы теории горения Сполдинг Д.Б. (1014184), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Подставлягг иа(гдс1гоую величину в уравнснне чассообнена, соотаетствуюШее данной конфигурации поверхности магалла я структуре газпвого потокз,кожно определить око. рость массоабнена. Так «ак парепасняос всшссгва находится в газаобразнон состоянии, та, конечно, скорость ьгассооб»сна оглн. чается от скорости горения стали Обозначив указанныа вслнчины соотастственно т,„ в т„, летно получим. (4-47) !55 Интересна, чта дла сплава железо †:ирод, в «отаром гу я, = —, адновретынаа В =О я --„— = ж. Прп расчете 1 скорости горения нз аналогии с тенлаобыенам в атом слу.
чае падучим (опуская знак минус н раскрывая неапреде. пенность) ~ (! -г В) ' а'оа т„— Вл и анне при не сей. Пра кислородной резке металла газовый пагок содержат почта чистый кислород, а концентрация углерода в стали пезначнтельнз. Вола другим компонентом газавата патока являетса азот с концентрацией тн, то уравнеаие (4-46) можно записать в виде В=- !+т. -( ,.!.! И-46У Из зтага выражения следует, чт для частых гкелеза н кислорода параметр иереносз равен †!.
Так кая )п(! †!)= = — са, то зта соответствует бесконечной скорости переноса. Однако при выводе уравнепня (4.46) была принято, чта т, .=- О. В частом кнслороде зто невазчожно. Действительное значение В= — -=неопределенность, т. е, массообмен вс ограннчпвлег нрацесса горення. Следа. вательна, скорость горения апреле~веток ннымн, возможно хнмнческнмо, факгарвчи.
Анзлнз агота служа дан в главе б (сгр. 273) Возарагдаясь к случаю нажтня пебальптх примесей при высокой скорости реакпнн, найдем нз ураввення (4-46), что скорость ыассаобчена пропорциональна (позу инее обратной величины вызвано знаком атус). Ках еипиы, скорость массаабмснв стремится к бесконечности, когда т ы и и, сгремятса к нуво; наоборот, дазге очень малые количества прнмесн иагут солана сяпзпть скорость !за перси(са ))сдобный эффект сыт вами огмечея при ана щэс аналогичного случаи конденсация пара, Уравнение (! гб) позволяет оценщь относительное алия.
ние содержания азота в газе п углерода в стали. Так, +! сслп п,--б,!')т, то эффыщ эквивалентен О,! -'— '), Р)с Ощащсвне — '- — 1 нсег различные значе!пи (в диапазоне ог б,б до )3! в зависимости от того, какие окислы абра. эуются. Углерод поз~ему оказывает существенно больщес елвянпе, чем азо!Ч следовательно, при резке стала со эна. чптельным содержаниелг углерода примсневие газа высокой ч юготы не даст зачетного вынгрьнса Температура и о н е р х н о с т и, !!аяичгы негазообразпых продуктов сгорания эатрулняег примечание к случаю горения металлов тод методики расчета темпера.
туры поверхности, которая была разработана для углеро. да. Здесь мы будем исходить непосрелствеппо из теоремы ~г массообмепс, чоложив, что коэфф щиенты двффуэаа двух одновременно переносимых свойств рваны между собой. Тогда состав таза ва гговерхности монтес быть рассщтан как палучеппыб в результате адиабающеского смешения переносимого вещества с пскоднь'м ~ азоаыы потокои 1(ри. меняв пераыи закон термалнкампкс к процессу нспрерыв. лого превращения несгаревшыо ~аза и стали в окись жещча н газообрааяые пролукты реакции, состав которых идентп~егз составт газа иа поверхности, получим следую.
щее ураяиение — Г) =. (Д вЂ” 'л, — (! - л,) «,) с,, (҄— !' ) + + ( ! — л,) (! -,'- ~ ) аь„„, (Т, — Т,) - о, Ту,— — (! --.л,)Н, -г,,(Т,— Т ), (4-49) г,ге Я вЂ” тепзговые потери на едшщцу массы сгорсвщей стали; Т, Тэ, ?, — тс сгсраттры поверхности, походного гащ и нсх ханой с гата соотаегствт ано; с — сре,тняя тсплоечкость про постоянном давленян в состэетсгв)нощам диапазоне темпсра- 'УР Н, изменение энтальпии прз сгорании углерода р емпературе Та! 1дт Н, — пзпепеню энтзтьпп» прп сгарааоп келеза при температуре Тм Х вЂ” масса осхаднога гзза па единицу пассы стали.
Х=)п,— )) — л ) г ))В. Это уравнение можно ргпгнп атиоснтелью Т,, Для прастейшег случая, котла л, мало по сравнению с едини. цей, Т, =-Т, и г„, „=с„„,, полу штс М вЂ” о ) 4-50) -( '-'3 Скорость плавления металла. Когда горение мегзлла происходит с поверхности твердого блока, температура оаверхности ие чохгег знвшпально превышать тем. псратуру плавленая металла, так как тепло отводится внутрь блока и затрачнваегся нэ плавлсние прилегающих ело в ыеталла, сгекаюгцеггт, как толька он становится жид. киьь вдоль поверхности Поведение такой тккдкой пленки может быть исслеюзшш матемппщескп так же, кзк п пленки «онэ нсата в трубах пааерхносшаго каадснсатора Пред.
полпжпч для упрощения, чта температура поверхности равна тсипервгуре планюния Т„. Подставив в уравнение )4-50) вюста Т, величину Т, найдем: Г) Р = Р), — (1 — .',Я Гм,)Т,„— т ). П ТП) Если все эта тепло идет на элавлеяпе прплегюощкх слоев, та юю гестас расплавленного металла на < дпннцу ьгассы сгоревшего мешлпз равна. тг, - ~~ ~ п)г,щ~т,„-г,) тле à — скр тая теплота план ~синя ста'ш;  — привито равным з. горница жидкого топлива Многие топлива, предсгзвляю:цне практический иитсрег, включая большинство жидких углеводородов, кипят прз температуре значительно более ипзхоб чем температура, соответствующая началу реакдин Так «ак во времй горения температура этих топлив не превосходит' гемпе~эз ,,ггтры кшспигг, та зш,а резкпия пе юяот рзсполагапся ,а ооагбгьна«г гоп.ггггга; па«югу зпм четкая реал«ив ч,го.
«каст в газовоп грезе па иск«ором рассыгяопи ог поза рь. юсти П.шчя или полиастыо охватывает повсрхпо-.ь топ- швв, кэк покаэаио гш рис. 4-1бп в о ито распева ае- я а слою за этой поверююстью ~рис 4.1ба ~ П Очами. а1 злющие плачепа таРаьтерггзуготса теч, мо топливо я кислород поятодиг и зове ргаюгяа с ггротггэопмтагичых сторо.г Пла"зева, распоп ° гкеииые в следе, папример рис. 4 1б а, опюсятся в осгюэчоч к тому ткс типу, по з этом случае вссгка стшествуес часть зопы реакция, к шпорой топливо и киссгород повхавяг с одноя стороны, сыешавшвсь вьпис по потоку. Пламя, показаиггое оа рис 4-1б,а, по своечу характеру ориближаетси к пламени заранее ггереэгеша»ггыч газов Т шинная картина нзыеиения состава газа в ллачени, охватываююем поверхность цспаряююегося топлива, пока.
вана на рис 4-!7 1йраЫ1пй, 19бй,а), Для анализа газов применялся прасшй аппарат Орса (несгоревшее жидкое топливо прсднаригельно коплснслровзлось1;температура не измерялась, но на рве. 4.17 пунктирной ливией показан характер ее протекания, Кнстород лнффундирует в иаправленггя падения концентрации, т е к зоне реачцич, тле он дш агг л гг га лы г огл ч З,с полностью раскозуется; к поверхности топлива кислорол не проникает.
Образуюцгаяся в ходе реакции угчекислота диффупднрует из зоны реакции и акружаюпгий газ В об. ласти мегкду повсркнастыа топлива и запой реакции происходит диффузия паров шплнва к зоне реакции. где они расходуются Твч как э агой областгг отсугствуег кислород, го углекислота, по-вкдвггоыу, реагирует с парами топлива, в результате чегп образуется окись углерода, которая лиффунлйрует к зоне реакции.
Аналогичггым путем тгаясет потучатъся н водород Хотя ин углехислота,нн окигь угзерода ие образуются нз поверхности топлива. тем ае менее нх хонцсэтрапни у поверхности сосгаиляют коечную ве. личину, в противном стучае наблюдалась бы ик двффузия к поверхности топлива Тепло, выделяющееся и чане реакцзи, гастачно подволнтся к топливу и затрачивается э визе скрытой -сплоты шпоровая, а осгзвп~аяся ггсть отво- шо тизся в основаой поток газа.
Соответствевно натая ение максимума температуры определяется запой реакцив Для того чтобы определить параметр гшреноса при горении жидкого топлива, аеобходвмо знать сосгояаие газ» то.высо иа границах той области, в которой протекает массообмен, т. е. ца поверхности топлива и в потоке газа. 1заспределение реакции внутри этой области пе имеет значевия, по крагшеб мере в том с, учао, есле обеспечено разеяство всех каэффициеатов диффузии и темпсрагуропроводности.
В)дем считать, что концентрация окиси углерода на поверхиост» равна вулга Предпалага» палее, что концентрация топлива в потоке газа также равна нулю, можно ят теоремы, приведенной на стр 94, а ба ~анен энтатгызии вывесмг выражение ЛЛв параметра переноса Уменьшение энгальпии единицы массы газа с течпературой Т н концентрацией кислорода ш в працесге, ко д» темп рятуря гн жается до значения Т, в к гяор л сгорае~ с топливом, пбравун СОх и НзО, равно: г. +ггу — Т), )4-52) где Н вЂ” теплота сг.гран~ я топлива в газообразном сосгаяняв; г — стехяоиетрическое атиоше~гяе )з О,)г гоолпва); )полагая, что теплоты обрзззеян1ш углеводородов у поверхности разлагггюшегося топлива пренебрежимо малы).
Если количество телла, которое аеобходпыо отннть от газа, чтобы испарить единицу массы топлива равно Я, то масса топлива, переходящая в газ при указаиншч умень шепни энтальпии, равна. — — 1г — т 1 В =-. — ' ц 14.55) Это выражекнк конечно, есть параметр переноса. првчеч все его члеаы, кроме Т,. в большинстве случаев нчсюших практическое зцачсни, задаются, Как это слг. дует из рпс 3-11, Т, без большой ошибки может быть принята равной тгмпсрат)рс кипения топ швз Ветнчннз Я обы шо равна сумме скрытой теплоты испарения жидкости н увеличения ее генлосадержааия ат нзчальиой температуры до температуры поверхности (адиабатн«еское испарение).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
