Основы теории горения Сполдинг Д.Б. (1014184), страница 32
Текст из файла (страница 32)
Для протекаяня гоиогсаной реакции, так же кан и гетерогенной, соударенин молекул епге неаостзточно. Если бы побое соудзрение вызывало реакцию, то спесь топлива с поздутом могла бы сохраниться тош,ко в ~ечение долей еьувды. Техника ся италия была бы проще, но н знани-е ~оно опаснее Б действитесъиосга лишь та часть всех ~оударепий, энергия которых превышает энергию актива.
цпн, может привести к реакции. Однако даже пс все зти г п'дарение эффективны. гак как для протекания реакции аеобходима епю опредег(генная взаимнан ориентировка го(лариющихся молекул Поэтому в выражение (5-5! иеобйодньта дополнительно ввести поправочный коэффициент Р, обычно ыеньшцй единицы. Таким обратом, иырангение л~я скороггн реакции молекул типа 1 можно написать в ваде и',"=. Рл, щр( — Е/ЯТ(г,'г«".ггк, (и-7! гдг величина л, определяется урзвнеиием (5-5! Приведенные ниже данные а распрострзненни плачено птюгзьгвзюг, по расчет скаросгсп по ураанегггпо 15.71 даст правильные по порядну величины значения.
Ш грина фронта ~щзчгегггг врп атмосферном дввланин состанлнет окали 10 ' г.ч, а энергия активация углеводородов равна прпблн«и лыю 40000кагг(г .ноль. По рнс 5-!при 20110'К нелнчива схр (- . ЕГРТ! равна 5 10 " Волн коэффициент Р принять раню*и вдпнпг1е, го, используя найденную ранее величину з„ . и жно вычислить скарость выгорання кислорода, от. несг'иную к единице площади фронта пламеа.г ж„ = 10-' 337 5 !О-"' = 1,7 10-' г(с.ч' сак. Весовое содержание кисторала в воздухе составляет скала 3 10 « з(с«' Поэтому скорость распространение 1З.
1ЭЗ пщ ~сш: .о пьют быть ранна пщбщопеъяо ( гв)сск Этот розг.штат по порядку нещпьзы согласуема нисчаьзиьтпся Вьспернмептальнын» ланнымп. Лоягвелл, Фрост н Вейс Гйоп яей, Гго.) апц Втсъз, !ИБЗ), а также Эвери и Харт (Лтс~ у впб Нзг!, 1Обй) на аснованшг кииетиче< яай теория газов пронзав ~и расче":ы изменения скоростей гомогенных реакций в зявнслмосш ат состава смеси и соотношения между ггореншей и несгорсашси частямн смесв. Действнтельпьш значения скорсюшй были по.пчелы в опытах с ламнпарпыми и стабилизированными пламевачи.
Аналогичные расчеты были проведены также Вп ~с. бергом Прощен!зстц, 1ЗБЗ) Гслн бы тзкаипмерпости реакцвй горения определялись .и:сь жьпъествоы соударений и энергисп Молекул топлива и гсп лорою, то разработка полной количественной теорие расн1н ~раненни плаыенв была бы сривпнтоъно нелож,вй 1)ловко формула.
топливо-г кислород в прол)кты реакции описывает лишь конечный результат цепи последователь. ных реакций с различными промежуточпычи продуктачв. Каждая нз оих, пп.впдичпмт, подчинястсп уравнению типа' 1б-у), причтя Е я Р имеют специфические для каждой пв нят энагепия. Поэжшу скорость реакции горения определяется скоросзъю гамой медленной из этих реакций, составчяющих цепь Для небальгпо~о ~ислз простых рсахпнв протекающих весьмз чезтепно и при ннжнх генпсрагурак, структура пс. пн бы.ш найдена эксперичентальио Плиако нет нздежных данных о по:ледовательвостн протекания реакции оьтюлепиз уг~евотсорпзпв и платин я до настоящею вре ~снгз не известны методы поазчения этих данных.
Повтому исчерпыввющнд теоретическин анзчвз пока еще невозможен. В лвльнепшем дти выяснения свойств плаиен ограничимся .эипп качественным анализам звлснип с всполшованиеч чстолов теории раэмсряосшй: экснсримснтгзтьные лян~ые будут рассматрнватьсв яа сщвс полученных ггчгрстпческис соображений. п.з и )Вчя химика пламя нвлпетси опиям нп пе обтязагсльпо наиболее интересным проявлением протеьанвя химических реакцяй; лля спепначиста по горсняю основаоп интерес ~ чз ишь 1авляют от~слив плачена Необтолама установи~в. ,ш такое «пламя» и пешему огю возникает Наиболее ха. п,пыервыч признаком пламемн является пзлмчие болыпит , гзднспгов тампературы н конпснграциа из границах плач пп Выясним примну этого па з мисре 1ореавп гоцояиоп горгочей спеси.
Естественно, тславием образованвя пламенп ядшет.я рсжде всего наличие смеси, в которои может прогвкаг кзогермачесьля химическая реакция Лапее, количество чла, вылеляюдееся прн сгорании единицы веса горючего. ш ~жво быть достаточным д ш сушсствеяного повышении 1 т|пературы продуктов сгорании нал температурой реа. лыов, Скорость химичесэспгйг реакции, т, е количество вегшства, реагнруюшегп в единице обьема в единицу времен .
си.шно возрастает с тетгпературпй, поэтому прн укачаю ныл ус.юваях реакция самоускортьмсгь В рвзультвтс, если реакция возяикла в пскоторпа тачке обьемз, она быстро ~ввгршнтсн в этол то~не, прскрашаясь прн израсходовании чешаруюшах .оппонентов: оляовременна в другах гочкал обтье ~з смеси реакции вообше т~е происходит Такам обра. зом, прошкавис в некоторой ~анке зкзотермичесяай реат,- шпь ускоряю~лейся с роста» течперагуры, ораволит к об раюпааию псошгородностей, что ввляегся характерной особенностью протекаичя реакций в главе:тах в оглпчиг от обычных хнчичелкик реакций. Образование нскоюрого количества продукт зв сгорания восле завершения реакции в перноначальноы очаге вы. зываат реакдиго в соселнах стояк горючей смеси.
При том возможны Лва различныт мехапнялга нозиикиавеная реакций разогрев смеси вследствие геплопроводаосги нла диффузия активных частиц, например нчеюшихся в продуктах сгорания атотюв водорода, вызыва1ошиз рсашгию Пп-видимому, реализуются оба указанных механизма, приводящих к одинаковым ретулшатам. в прилегаюшах олях смеси возникает реакция.п пламя стреми ген распротраннться по всему объему горюю! стшсн. Фрочт пламени можно определить как граничфю зону между . ~рючей смесью я продуктами сгараиия. Ширина фроша пламени всегла мала по сравнению с размерамп всего объема газа. как будет ванно пз далыгейшего. з~о является уславасч уст'оачивости процесса гарсшш Аналогично толщине по~ ранвчпого слоя н гидродинамике ширину фраата пламени чожно определить .тишь тсловяо.
олпако это пе вызыаа;м «чкнх-ш.ба зракти геских затртлненчй "7 В далыг«ншсм мы прнвелеи основные т равнения, описывающие процессы. протекающие после вознвьновевия пламени в горючей смеси. и рассмогрнч метали их реше. ния. Одна о прежде всего выясним связи между профилимн концентраций и температур, которые имеют место в пламени горючей гомогенной снеси, равно как и в лцф. фузвонном пламени )глава 4) Ограничимся случаем яор. молы|ого горения )стр бй) С э ш ву пеэюуяоа в зш З Форма записи дифференциальных уравнснш сохране. ния энергзн и неразрывности, састанлепных для среды. и которой проислолнт реакшгя, не завы'ит ст граня шых условий Поэтому уравзепип.
приведенные па сгр. ))б для процесса горения в диффузионных птаыепах, справелпнвы также длв пламев 1амогеннай смеси ))апример, остается справеллнвым т равиение ')3: пуе з у ~ оу гг г дг' я=шоу))г щгу, которое показьшает, чта количество выделягашегося тепла пропорционально кпличеству израсходованного кнюшрола Это ураввеаие полугено в результате приложения первого закона термодияамики к элсмеитарнон ~астггце газа при условии равспстна ьоэффицзентов диффузии кислорода и гсчпсратуропроволности.
Этот же вкон можно пспшшзовать дтя аначиза процессов, происходящих в устзновив. пгемся потоке однородной горючей смеси, двлжугцейсп червь фронт гшамевн Если можно превебре и* лушстыч теплообчеион. а такнге теплообиевом с окружающими поверхностями, то согласяо первому закону термалинамяки г„.= ем где индексы и и б относятгя соответственно к горючеи смеси и ародуктлм сгорания Это гаотпошение дает граничное условие, которому доджно удовлетворить решение уравнения )б-8). Оливка прн установившемся процессе это условие может быть выпатнено лишь в точ случае, если величина е вообще постоянна, что ивляетгя важным слелствнем предпосылки о равенстве коэффициентов диффузии н темперзтуропровадиосгв Этот результат позволяет сделать вывоз, чго з чоие высоких емператур.
гзе скорость химпческой реакции толь|за ко и может быть болылой, концсп>рация топ,>ива и кисло. рода должна бьць ни>кон Ес>гн теьщература достигает >акснизльного значения, то, слеховатсчьно, концентрации тютя бы одного пз реагентов лапает ло нуля, далее реви. э„ пня прололжаться пе может. Зто справедливо и з общем случае, когда О,д' л. Однако если 5>=п, й то концентрация связана й» с температурон простой ли. > пейной' зависимостью, прелставленвой па ряс 5-2 Скорость реакции в этом случае язг>яется функцией лишь температуры, так как указанную линейную завися- МОСГЬ МО>КИО ИСЗОЛЬаОВнт Р„е Хз. 3 ЕИНОСт Опкш Р лля исключения аеличиа н оатаы кшлорода от кпнцентраций нз уравнений и Р 'урн лз Реаки а пра и (55) и (57) Зтп уравнении шо йоа штшьпэи )о=а) справедливы в тпм случае Рлэ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
