Основы теории горения Сполдинг Д.Б. (1014184), страница 35
Текст из файла (страница 35)
юмуру н таким образом на изменение энгэльпин а ход реакция. Лааление влияет таиже яа концентрацию актив. юж центров, например томоэ Н. Указанные изменения ~езгпературы и ковпентрации, по-вндимохб п вызываю~ гттгеиеггие скорости распространения пламепж Инюрегвые ланные о вжгявпи лаалендя на скорост~ распространенна пламени получены Льюисом Д.ючю, 1954И :«торыд змеряч скор сть увелич яя плац и, распростря ~ юощегося оз пе|пра сфериче хов б<тмбы; этот метод, па. ви тимону, обеспе цгвасг ботьюую точность Полученные танные показывают, ~то лля самых рззнообряаяых плямен ° пределах изменения скорости распрострапгикя п.аамсни г 90 до 100 смтсек скорость ц ~атгсии ие зависит от далтелвя Поэтому реакдии в смесях, которые обычно всполюу ются на практике, моткио считать бичолекутярными 1л.=21 Если скоросп распространения пла юнн ниже уиа.юциых значений, то с увеличением давления 5„ уменьшается; для смесея с большой скоросю ю рзсппосграневпя цтямени величина 5„, наоборот, узеличовзе си с ростов давюння Например, дзв смесей с 5„=20 с ч1гек завися.
шсть 5„ от пав~виня соответствует п=1,1, в та время ~ як для смесей с 5„—.-900 сзг1ггтг и=:2,5 Олиовременцое стсюквовенне более четг лаут мотеьуд весьма малпверотжно, и реакции, порядок кюорых больце 2, врактичссии невозможны. Поэт.ох~у экспериментальные лапиые Льюиса, если оци подтвсрлятся, потребуют тточненяя привезенной выжс зтементарнай теории. Воз. южно тепдопроводность н молекулярная диффузив горяжпх ~азов при высоких температурах зависят от давления, и этны часпгчво можно объяснтпь зависимость сглрости 1ззспространсоягг плаиспи ст давлеюгя Отсутствие в «а1оящгс времл каках-лнба надежных данных требует осто.
рожкости при определении порялка реакции по эксперитгсюталыцзм зпачеипяи скоргкти распространения пза2~ ~ исаи г(ватки!тс щ ю, сама идея пз имия н н и!тггчп! таинственной опредеиюшеи и! опгыс рсакпнп предо! авляе! сбой врайнес упрощенно аахен щ, ~т ои в ь сч случае пс слслует забывать. Теория распространения пламени. Суще. с:вующае теории распространения пламени можно разде. ,пюь на дяе группы: во-первых, тепрви, объясняющие развитие реакций в пламени разо!(евам рсагептов, а, во.вторых, теории, отволищне аснониую роль в равнении реакций акгиэиыч час!вцам, как, наприыер, атомам водорола или гндроксильвьщ радикалалг,имеющимся эзопе реокцнг! Рассмо!рим кра!ко одну пз теорий первой группы, называемых тепловыми теориямн, в именно твори!о Згльвовцча н Франк-Качеиецкого ((9(й!. Авторы в!ой теории п ходят г'г уравневнн сохранения энергия, сос!ав.к иного для одномериогп установившегося течения.
о'г !г (5-!8! В области и!ног.!ес высокнь тет пс,штур, г.гс реввцп н с!' ззхзнчиваются, велвюша — мааз, и поэтому сродник ы!со» н.щ п последнем урявиенп~ можно прю!сбрею по сраиоезт пшо с двуми другами. После умноже !ня урзвисиия !а и н иитегрировааия при посголнном л полччит!, 'ь —,[(л —,) ] =.—,") ш;"ЦТ, г, (5-(9! где Тт -некоторая достаточно явзкая температура, при ко торой ие нропсходпт зачегиол реакции. На рпс б-7 ирп веден график прсдполагог юго пзченсния температуры паол' оси Х. Такам образом, да шсыш,ения температуры Т, ген!о пе аыдсвнегся, и поэтому течпературиый ппофиль опрс.
делается экснонеицпазьиоя вавпсимостщо приведенной нз стр. бЗ. Волн температура Т, бяпзка к Т, то новинка!о!цш! лг!' т вследствие градиентз ( †) тепловой поток ср„б„(Т, -Т,! (л ) приблизительно розен р„Я„н! /!. где т, — исходная ко пшнтрацня топ !пва. Таким г бравом, из чрввпения (б-(9( з!". ,южно полу гиги следу ощс нырнжснпе дли с~ ор с~о (ыс. прютранения плачена 1. ть (5 90> Зельдович н Фраак-Кзмснецкий полагают, что величина ж,"* может бы~и представлена уравкеиием (5-97 или вняло.
мшпым уравнением, учнтываюццгьг нерзнеистаа коэффициентов диффузии и гсчпсратуроггравгэдн.сти Даже в эюм случае вознюжно тогг ьо прнблнжеаное интегрирование. В работе Даггера и Снтгон (Рпбйзг апг( Вппоп, 19537 изложена эта, а таиже другие теорие и приведено сопоставление . эгссперимеитальныьги даннымв; авторы нешли, что энергия зктовации для пропана составляет около 40 000 иал(моль.
Тепловые теория распростра. ншшя пламени изложены гакже в рабатах Вэехертц (Весбсг(, 1949(, Вайса и Кар. нера (Воуь лпб Согпсг, 19491 мыл~ ш 1 Вартоломс (ВагЫоше, э ! 19491' Обсуждение этих ~сорий нмеетсн е работе Гейдона п Вол~ фхарда (Овт- ижю ы и. лк лн '1оп апб ура(бгагб, 1954К э также н ~гсчерпываюгггсьг Рю а.г цр Ф .и ш р гтр. ~басре Эванса (Ечапа, 1952( ланы'эзнои ам э о* р л, . Совершеюпг инан теории выдвинута в работах Тэпфорла в Пиза (Тап1оп!, 1947, Тан(ога апб Реаьс, 19 РК югорыс прсдпгтнагангг, по скорое ь реюсциз в паьмсцп определяется конного рнцисб активных рязикзлпв, главныч образом атомов водорода, в раваовьснык продуктах сгорании Предполшается, чш радикалы диффундггруют навстрс.
чт потоку и зыэывшот реакцию даже в отяосгпяч но холодчов гзэоной смеси потому, по коэффициент двффуэни э~з стель малыл гахцшт а~епь велик и аонцснтрацня ап тхоа водорода перед фронтон пламени. несмотря нато, шо тех~пература блгыка к температуре горючей смеси, должна быть близка к равновесной кппцептрапнп в продуктах сгорания. Посиольку концентрация атомов водорода увеличивается с течгшрвтгрпй пламени.
то зта теория така е согхасует. хя с опытнычи ланнымн Можно считать установленным, хто при и-праняи влажной акаси углерода концентрация водорода окатывает знзчимльно дошшее кхняние, ~еххтечпература с другой стоооны, реэультахы опытов Вота а Сполдинга 4Во!Ца апх1 Вра1йпц, 19б4! па гореннхо пропана показывают, что изхтевеиие скорости распространения пламени в смесях разного состава при постояпнои температуре Ут противоречит тоорил Тэнфарда и Пиза и согласу.
ется с теорией Зельловича и Франк.Каэтенеютхцо. По.видимому. обе теории псюдотво!хны, во нс достзтмны д.!в полно~а объясяеюя явлений. эТокаэать правоту одной нз теорий эатрудннтшшно, как этп зиппо ит тюательзого сопоставления теоретических н эксперимептальньж результатоц выполненного Даггером н Симон !Опадет апд бп шоп, 1953!. Авторы проанализировали также лругие шарип н эмаярнческке фоРмулы.
например предложенные Маисовом !Мзпзоп, 1949!, а также Хибардом н Пяниелем 4Пь Ьам1 апб !йпйе1, \951! Пн одяа глз теорий не объясняет полностью асг опытные данные, но кажлан пх нпт хорошо обьнсннхт не шорыг их этик ла~гных Творил Тэнфорла в Пх!га похучилз вазвлияе «эзвосш каадратпого корня ллл скоро хн гарелню. Это название следует хчггт ать пехдячныч, так кзм авадраввый корень не. мзбежно пояьшнехся в гохч случзе, если скорость реакции. омыснвная к едшхице плошали фронта пламени, предполагается пропорциональной тошцине фрохца Знак квалршню о корня фпгграругг в уравнении !5-161, выведен юи па оснпвацнв положсгшй тэп,шван теория; пн появимся бы н в хом отучать если бы решалось нз уравнение, прелсгавля. ююее закон сокраненпя эвелгни, а уравнение матернашного баланса атомов эолоралз. В посаеднем случае поря.
дои расчета совершенно аналогичен Прнвелеяаочу ранее, кривая на рис 5-4,а булез црелстав шть ~еперь увеличение концентрация волорода в единице обьех~а, пронсхоляшее за данный интернат времени. Плелует отчепхть, чго д~я получения простогп анзлятншского выражения Тэнфорл и Пиэ првнуждены сгшлзть ряд уп!то~пажитях оредпосы. лок. 214 Особенногтг~ распространения пламени вблизи границ в сплаченсння и пот)танин ине~ат большее практнчесиое ззачеиие, чем законочериостн стационарного распространения ланннарпого плаченн, гак каь из~окно зыг явления паклздьгвают суШсственные о~раииченвя при копструнрова~нн камер сгорания Графигескнй метод, изложеипыи аа .гр 205, с равным успетом можно нснолсяоаать для аиашга нак стапионарнш о, так и иестагтионарного процессов.
)акой ана.шз лает возмпжпость зынввть некоторые сумел вюшые характеристики пламен ори любом механизме ресьппи. Испотьзугг частично чегады изложения Йасга )Зоей )948), а также Льюиса и Эльбе Д.еч)з апб чоп Е)Ье, 1951), ны ве булем, однако агпальзовв~ представ~ение б «нзбытгжпоб знтвтыгпв» П о гз с а н и е о ч а г а о л а м с н н Обычно ~орючая .~ось в его аменпе с вследствие а знн озепп реакция з небольшом объеме газа ш кот~>рггго затем происходит распространение пламеня Реакция мо» ет быть вызвана, например, тлектричегкгнг искрой. Турбусюпные пламевас нзволнстьш ф)гонтом также распространяются вследствка лропякновеиня в горючую смесь неб~ьчьших объемов или выступов горячего ~аза. Вынснилг, используя графический метал, каким абратач происходит расщтостраненне пламени от ятях малых объемов прод)к~он сгорания В нзчазь нып момент примем по,ш температур в виде прпчошольнн.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
