Основы теории горения Сполдинг Д.Б. (1014184), страница 28
Текст из файла (страница 28)
бенностятш пламен такого тала, отмеченными на стр 124, 1ВВ а имеш~гь жеттым свсчеииеэг и дымоабразававнем. УглеРолные частицы обраэуютси наиболее гг~гтснсявно при высокой температуре, болыпоб кониентрашги топлива и значительном удалении зоны реакции от поверхности топлива. Влияние температуры было исследовано автором (БраЫ1гтй, 195ОЕ снижавшам температуру путем уменьшения содерткаивп каслорада в втт~агбгере; при этом в пратнэаиалажносгь ожидазшемусх яффскому от уменьшения аодвода кислорода платгя стаиознтась менее желтым и ггаз галу И 1аэаа зе.
Ут (т, га С1 снижалась склоиаость х дымаабразоваоаю. Топлггво, состояшее пэ компактных молекул, например молекул с бензольпым кольцом, лег~с все~о образует углеродные частицы. Если зтн частицы теряют значительное количество теп. .та радиацией, то опа оастолько ахлзжд гжеся, что не могут догореть, когда, ааканец, достигагот содержаюуго кислород зону и покида~от пламя в виде дыма. Таким образом, араматнкн образуют наибольшее, а парафины с прямой цепью — наименьшее количество дыма; это было устанавлмго !(паркам, Хаитером и Тарнерам (С1агйе, Нпп1ег апб Еагпег, 1946Е Методика Расчета аарамегра переноса янляется савер.
шенно обшей и может с успехом применяться к окислителим, отличаюшиьюя от воздуха Так, например, для паров 1то азотной кислоты член У(т (г в уравненви (4-53) следует занепить количютвам тепла, вылеляюшимся при сгорзнии (при постояннь х температуре и давлении) стехиометрнческого ко,гичества топлива с сдннисей массы паров азотной кислоты. Остальные члены в уравнении (4-53) остаются без изменения. Пример 4-6. Опгжл а; яар»етр перевеса пре герания н-октю а парзм рз нг золород Н,О, з камара егора н пра тени ртурз 6,0'С н давтежж? ° апа Товлнзо садаетса адамару сг рава в жидков зада «рв О'С.
Дано: Т лога ра аожанс о роз Н,О, рв сред ° тсмаарзгур а (0603 в .гм. С„Нм-(25Н,О,-ООЗ, ЗГН,О (2 (63 Г ЛР П,О. Полаты, го у оыркао та топ. а аз не соа 0 кит окне (саграда ° т н р ур' о вр«о т равна тамо рзтуре анп пра 23 она Та л ( г ЙО, рн снн ке~ нн тю гратур до 26('С гор ° «ганом вмп заат следую.вес ко н т ~а: 2 (53.(- 0 5(500 — 20() 2 263 юы(г. юраем г а р З 263 Гыж ( 20- — (О,т г т с. Сл дов тезьн, параиагр а р«н ( гн (03. Гр а аю юпвна Лля очень Мелюж капель .кил«ого топлива как вынужанннан гак и естественная конвекдия становятся несужественнынн Паттону для расчета сгораннп можно применить уравнение (4-33), которос уже использовалось нами прн анализе горения твердого топлива. Однако в связи с теы.
что параметр персис«а рассчитывзется «з баланса энтатьпин, удобнее заменнть ~озффннаевт диффузии Р котффнииентам температуропровоююстп а. Это дает г,л ар(г)(. НтЗ] ' (4-53) П( Экспервнептальпые лзннже Време горения капель опрелслплась экс.сркчспттшьио Галсейвом (Ооб. ззче, 1953), подвешнвавшим капли иа кварпевой анти и определявшая па фотографиям скорость ученьшепия ил лпамстрз.
Хнатогичвые опыты бы»и правелеим К>магна и Кимура (КппзаКа! апб Кнппга. 1951) а Кумвгап и Изола (КпптаКа) апб !зоба, 1952). Хотя естественная конвшс. гпш и нарушает сферкческую форму пламени ьшв которой вывезено уравнение (4-63)), но вызванное этом увеличение скорости массообмеиа врал ли нревысит !00'г„. Следуя Проберту (РгоЬег(, 1946), Голсейв выражает результаты своих опьоов через «константу нспареиияэ к — — бэ)!м Из уравнения (4.63) вструлно найти зависимость х ат свойств топлива и срелы В ! !Ы663! г! (4-64) Так как нз вешшииу В влишат конпентрапия кислорола н теыпература окружаюшеб среды, то х нельзя считать кон. стантой топлива. В табл. 4.2 лля ряха угтеволаролоых топлив при горенви в аз мосферпоч возлухе дано сравнение эксперимен.
талытых и теоретических (из уравнения (4-64)) значений к. Величина )бс принята такой же, как лля вазлухз при температуре 9)Э3"' С, средней чснсду атмосфернов и 2 000' С. Пранзвалыюсть выбора величины 3)о является наиболее стабым пестом теоретического расчета. Оливка учет изменения величяпы Х(с в ззвиснмости от температуры путем численного интегрирования в кажлом конкретном слу. чае предгтавляетсв слишком с ~аткиыи Дтя алнаго случая загсе иктегрировавие было вьмюлиепо автором (5раЫ!п6, !951, а) '.
Как валико теория н экспервмент изхоляття в хорошем сот.тасин. Правда, поскольку прн наличия естественной коввекпнн слелует ожилать, что экспериментальные вна. чевия к будут нревосхолать теоретаческие, та, вероятно, выбрана стптпкам большая величава атиошвнвя Х)с. Олна. ко резь тьтвгы экспериментов убелнтельно свнлетечьствуют о там, что значительное различие молекулярного сгроенвя применявшихся шилин не оказывает влияния аа скорость пстзрепчя и ш парлмсгр псроноса явтяется апрехеляюшнм ~ рп~српст.
!тэ Из )равнения (4-63) следует, ю* измененве ирезшнк горения в завпсаности ог давленая лплжно быть невелиио В этом у равясанп от давления зависит толгко параиетр переноса, который несколько уменьшается с ростом давления в связи с увеличением температуры кипения. Вознож. га, втияняе уменьшения Б иейтралнгуется увеличением кз1учсния па поверхность топлива от раскаленных частиц углерода в плачеан, таь как обычно с ростом давления усиливается процесс «рскинга, а раднацианныя перенес тепла дает тат же аффе т, что и ува.имение 1сллап(зааод- вости Олина т а 2,07 ' О,Ои 4 Ш 1 ОЗ, 0,07 Они О,ЗО 0,7У 0.77 0.78 0,87 о,тт о,нт О,ОО 1.12 1.Ш 1.01 1 Зш 1, ОО 1, 02 1,04 1,42 1.44 г» Трн-Огтя Ою зо. .гентан Йзооктан .... з,а2 ( 0,44 Экспериментальное определение сиорости горения иапеяь топлива, подвешенных на нита, при повышенных давтенпях была выполнено Лидерихсеном н Холлом (В)ебе.
1~с)ззеп апб На11, 1953), которые установили, что время го- 04 ре1 на пропорциональна 1)р где р — абсолютное давление. Так как ирнтерий Грасгафа увези гивается с ростом давлении, то полученный результш мажет быть следствием усиления естестненной ианвекции. Д в н ж у ш н е с я и а п л и. Когда кап 1я движется атносительнп окртжаюшен среды, то кали же чынтжлеааой конвекпии привошш к увелячснию скорости сгорания сравнительна с расчетной по травненвю (4-ЬЗ) Автором (бра1- 411пй, 1953, з) были правеле~м опыты с нодетямн капьть, выполненными в ваде твердых сфер, ка поверхность которых непрерывно вытекает жидкое топшгво На рвс.
4-22 ре1та зультаты экспериментов предо~авданы в виде зависимости вечичины 'г уы(1 шщ от критерия Рейнотьаса, тал. же для сравнения приведена криван Фрссслпнга (Раза(п12, 19381 Эксперитгснтальные та'гки лежат несколько ниже кривап; однако, как уже было отмечено, в связи с отсутствием точных значений 1!с и Н полное совпадегше мало вероятно При построении графика рис. 4-22 были приняты значение констант газа, соотвеш ствующне температуре поверхности топлива, кан это обычна делается в работах по теплаобменус Кроме тога, использование логарифыишской функпии от В дает завышенное значение скорости массаобмеоа. На рас. 4-23 экспериментальные данные представлены в виде завнсвмостн величины от параметра переноса.
Спзошиаи крнвзн построена иа основаиаи теории пограничного слоя д.тн плоской пластинки при продольном обтекании лаычиарным потоком (5раЫ1пй, 1954, а(. Эксперимеигальныс н тсоретичесиие з ~ачеиин совпадают столь же хорошо. как п длз зогарнфинческого Закона (рве 4-221, но здесь ыссперкиснтачьиые тачки лежат выше оасчетнай крнзан В этих опытах разброс точек боль. ше, чем в рассмотрснаом выше случае естествен.'юй канвекдии, что связано с большими экспорит~ентальными трудно.
!та стяни В диапазоне 06 В<5 н 800<Ке<4000 эксперчмснтальные данные обобшаются в виде эмпирической зави. снззоши — —:= 0,53Выре гд (4-65) и Так как лля заданно'о значения скорое~и критерий Реннольдса возрастает оо мере увеличения давления, то следует ожидать увеличения скорости горения жидкогп топлива с рпстоы давления. В действительности же в свя.
зи с увеличением сопротивления отнасителышя скорость гл д Ш ат эз Лгегш ааш г т г 5 гггггл рш 4.эз сшпо т горю аз . д ого о . а Фгр ч оа нов рхяо юс двшяепнп капли уменьшается так, что скорость горения с ростом давления возрастает незнзчигелыга. В зияние нестадионарности Ло сих пор мы претполагали, что в течение «сушествоваияя» капли пара. метр перенога остается постонннь м; на самом леле это предпачожеяне соответствует действительности лишь в ред ьиз случаях. Температура топлява, поступаюпш|о в камеру сгорания, обычно нитке гепнера)уры «нпсню; соответственно коппептраш|я вара ва поверхности «а~зли нала и при возпнюшвспии пламени ыачатьаое зонченвс параиетра переноса также иатю (согласно урааоеаню (4-58)) Лру~ос выражение дяя параметра переноса (уравнение (4-53)) !тв также должно давать ма.зую ве.пшику эшго параметра, что определяется большим зпаче~аем Ц, т е.
внтснсквныч отводои тепла в каплго, средняя температура которой возрастает. Последуюшсв протскааве процесса зависит от соатно. шсния между шплапроваакостыо жидкости и газв. Есля теплопровсдаасзь жидкости очень мала, то тепла, сообшаемае всидьасги, пе проникает далека внуп рь капли н температура поверхности быстро возрастает так, ша 8 приаб.
ретает спациоиарное значение, сооивегствучошее величине Сгу.й и Сгту, — Тб, где Е -- скрытая теплота испарения, с, — теплоечкость жидкости, Т, — начальная температура капли. В действителыюстя, адоако, тезлопровазпасгь жидко. сги чачпога больше топлопровадности газа и в каждый ыомент поле температур в капле, по.видимому, блнзко к равномерному Саответствепно температура повархностя растет ке столь быстро, как в прслыдушем с.чучае, н тепло (г' расходуется на аагрсв большего иол:шесгва жидкости, ~сч испаряется за то же время.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
