Основы теории горения Сполдинг Д.Б. (1014184), страница 39
Текст из файла (страница 39)
рг нтаюптиьг гааом, юу зависимость мо кно получить нз ~б.Н) г, ~,ь дг' — время днрнулнпии. Кровью кз рлс бдб дают со,тастствугогдую связь между Т„н Т, дш различных заа. ге зй йр" 'ЬГ Если и слоя яч вела ина очень . ата, то, я нвдно, эа вреьгя циркулацнл успевает прореагировать слазь весьма иезяачвтелыгы количество топлива и поэтому ТТ=Т,. Если же эта величина велика, то в темнив раслоыгзетгого времени топливо усневаег практически гзолпостыо гч |р агировать (Т, Тэй даже если температура Тз низка, н скорость реакпни очень мала.
Процесс бтдег устойчнв з том случае,еслплнння перес~инвавия пересекается г лянией реакпни. В обшем саучш возможны три точки пересечения. Точка пересечения лрн низкой температуре соответствую отсутсгвнга платте. из и, очевидно, дает условие устойчивого равновесия; точка прн высокой температуре соответствует устойчггвоэгу горению горючая смесь, ьоторан леремепгиваетсн в тачке l с продуктамп сгоранвя, ггревргзгггзетгя в продукты сгорааия а зоне 3, где происходит рса1спня Прочеткуточная точка пересечения препстакчяет состояние неустойчлвого равно. звеня; каюте-либо случайные отклонения от этого состояния обусловливают возникновение пестапиопарпых процес.
соз, изображенных в ваде ступеч~атыт линия на рис бду, Найтем условия, при которых прекрзшается процесс тстойчивого гэрения Есшг уменьшаегся время пнркушпгвн, лавление газа нлн константа реатсции Л, то линия реакгтии приближается к нрячой Тт Т~ и точка ус ойчзаого горения перемежается вниз по огнива переыешлванин. Прн опренелегзгюл~ значении вечнчны Хр ' ЕГ точка пснесече. ння линей реакшги и перемешнвзния становится тачхой кагзннл; прн дагшнейгосч ученыяешш эюй вешчяяы про- хзз доге теряет устг>пчивость н горские прекращаегся Если оэролюиампческпе характеристики течения нс изменяютсн, то 'Г пропорвиаиальво размеру стабилизатора н обратно ряс гз.
Змвс и етв г, о Г„ря . Ь-гт. Твв астояя;» рзено- г торез ск пропорггионально скоросюг набегающего потока, а ветви. ва Я согласно предыдущему пропордиопвльиа квадрату нормальной скорости рапрострапення отамеин. Таким абраэом, «ритервй устой шиссти опять пгшучасм в анде гз — =сод г. 1 ею, (5.(2) Эщ справедтиво и прн и, — 2, гак как, и . б~гггп согласно уравнению (5.!5) 2 Я;)рэдэ. В приведенной теории предоплата,пхь, что чож ~а прешбречь охлаждеоием пнркугщруюшнх газов, обуслоялепным теплоотводом к стабилизатору Однако это илия.
ние, очевидно, будет существенныхп еспд стабилизатор мал, а толщины теплового н динамического пограничных слоев отиосзтюгьно велики. Опновременпа предполагалось. что вехи щна зоны пирьуляпин и отношение количеств смешивающихся газов нс зависят от критерия Рей.
нотьога Турбулентность набегающего пщока увепяштвает дано горючей смеси в точке Г, и линия перемешиваоия сдвигается вправо. Поэтому продаст горения прекращеетоя прп мепьшик значениях критерия у)гур5,, чтосогласуется с опмтными даннымп Стабилизация п.гаменп устойчивыми вихрям н В качестве тршьей схемы ствбялпэвпип гьтамеои за гюоло об~ кагчычи ~е. ичи Пз гготряч,гвюкепие хтэ эихрг11 зв с абпшмшороч в цоюч. прснебрщпя в оглн ше „г предыдущего перемешнаапнеы в про!гольном вэпрзвлсппи и учитывая ~олько персмешпвапп в направив;ша, и ргшидикулярном дви>кеишо потогга 11редпсложилг, что за плохо обтекаемым гслоч гвз дап.
и,шея так, как это показано на рве, б.18, т, с что за стабптнзатором распоцагаютоя два цилиндрических вихрл. ,'Тлн дальг~егУшего упрощшшя каждый вихрь будем рас. ;цатринать как ця.гиидр горящей смеси, причем коэффннпепты обмена на внешней поверхности весьма велики. Зюг предпосылки пошоляют использовать дэч рсгисиия звдш г~ ~~®~) ш графический метод, изтггкгсшгып ка ф '~ ' сцт 203 — 20б. Учитывая прибтижег~пость вггализэ, Ч ~ф ш пеппи цвлвпдр глоем газа при тет же ггповинх Результаты расчетов для стоя ~эза представлены нз рис. 5-19 и 5-20, риг ьэя н «г гн реаультзты мш'ут быть использованы м, » ° н ы т„кже гшя качественного анализа проон цесса стабилцзацпа пламени на цилшь аричсскоч внкре На рис.
5-19 пред. ставлены последовательные профили температуры, прпчсм зв ксходное распредеэеаие приняг прямоугольный профан,. Кривые распредслезня быстро прнблиткаюгся к пекпторому стационарному положеаню, когда , лвчество тепла, выдеггяющееся внутри зикра, равно кслччсству тепла, огдавзсьготгу во внешнюю область. 11з рнс. 5-20 показан случай ппхря слишком ма.юго размера, здесь в отличие от предылущегп случая происходит непрерывное уменьшение темпе1гатуры и горение в вихре полностью прекращается Кзк видно нч сопоставления рнс. 5-8, 5-9, 5-19 и 5-20 шгигическвй размер увеличнаается приблизительно в 2 разя равнитеггьпо с крнтнгескям размером для объеча газа и ге; же х эфф цл тах обч на, о рн лст~с~энгг б г- ~ онечно быстрого перемсюпва шя пэ внешней поверхности Таким образом, критерий тггопшвости прощссз горения имеет тот тке вид' р'г'гу р'214 —.
сопят (5-43) В двиной схеме процсша влвяиие увсагшспия скорости нгтииого по~ока иа стабилизацию плачена обьясняется 1ш шчеипсн турбулентности В общем случае эффективный шг — пс. ж, Рпс. 5.1з. Ргмавтве а сжсзл заев ороралз свп ра- ттры Рв аккре ов кзюкс зз . мсз . козффициспт турбуаеитпой тегп1опровадиостп пропорциовазеп скорости движение газа, ззотиоетз газа и линейному размеру. Поэтому критерий устойчивости можно также .га. пг*са11 в виде р й =- спич! ~/ гпд = т 1а :=с 1ь1, 1Зг" 15-И4, тм вта кг, — ', =-сспм грь„ ~5-45) р мер. Таким образом, скорость потока, при которой происко. днт срыв пламени, как и ранее, пропорциональна размеру стабилизатора, навлеки|о газа и квзлрату нормальной око. рости распространения пааченв. Конечно, устойчивое горение в антре,не является Лпстаточиыы условием распростраиенан Пламени н асяовнам потоке; Вильямс, Хоттель в Скврлок (УУГП~а|пз, Нойег апб йгЫосй, 1949) набтгюлавн таге ггазьгпагмьге остаточные г, а и ~лиепа, ш ьочары..
не про!юсодг~ .гзтьнсишо~о распро ст равенна пэшиеаи !!днако, кач правило, образованы устаВ свого выра пламени оказьшасшя достаточиын лтя стабилизация процесса горении всего потока горкжей смеси Исследование процесса стабплвзаппи иламен» мстодзмн теории подобна Резульшгы анализа, по.тучсяныс в последних раздечач, шгвза.чись одиаковыми Покаже», что иначе ве могло и быть, шк ьан в каждой иэ прияятыч скеп предполагачось, что процесс определяется лишь закономерностямя хвмической реакции и характеристиками турбулентпогс обменз. Лля ботса полиаго уяснения проис:га необхолимо рассмотреть днфференцналыюс ураввение соьраненип энергии для стаа~онарных условий, ко~орое можно пс.т!вить, допошшв выражение (5.П! шелом, чарвитсривуюшям конвектпвный нервное +гр" ', (71= ! (5-45) Гати в этом уравкенни отсутствует пшлглиии член, то с~о решепве, характеризуюшее закономерности явления, будет апределятьоя чвстныь~ от пеленая второго члсгш на первый, г г.
кри ерием Пекле 1'гггл Подобный метод ачзлаза проблемы был прнмеис» Дамкелерои (1!апйоежсг, 15471 я Трнгггол~ (Тйг!пд, 1948, а, 5П внесшем большой вклап в теорию мопс.гировавия. Указаиньп! вывод получен в прслпашжении, что величины и, с ~г ш пропорциональны скорости потока Г, а л.р из прспоршгональны характерному размеру б Кроме того, рассматриваются только тс гзты, дчя которых критернй Прандътя прнблизителы|о равен единице, н поэтому завасимасть от хритерия Пек~е с тон гке ~очностью мотксо считать эхаивалеитной зависимости от критерия Рейно.тьлгз, чаректсрнзуююсго !елозин течения И асююс ги пеленая третьего ~тена ! рзвпеапа (б-4Ы па первын аналогичным тбраэоч лает лругой оеэразчср ный критерий Лр" РР!л ха!тактернзуюпгггй «ношение га~ичесгва тепла, кшорое выдеаяется в единице объема вследствие реакции, ь количеству тспча, коларов отводится вследствие теплопроводносгв Поэтому рсгпеино уравве.
вич (5.(бт( тшжио про ты заки* в визе гч(оп~ошанин чара~ жо ~ернзующего условия, при которых происходит срыв пламени, например О,б,'а =- Р, (2р" з61'а) (5.47) р„;йр" ~д= °,(у т!га), (5.48) ые 1 обоз:ачеьг вскогору«иснзыстоую функпню Выводы предыдущих разлетов были получены в прел- ~ оложении, что ари болыних значениях критерия Рей. нольдса можно пренебреч~ молекулнрным оерсиосом и а выпадает нв уравнений (6-47) н (5.18) Эта предпосылка пр1 воды к частной форме ураваення 15-48), гзе Р, заме.
~иеген постоянной. Ирн выводе урзваеняя (5 49) бы.ш аспзльзонзно уравнение (5-!Б) для заиены 2 чюты 5'„)хр" т Анзлоюгчную подстановку можы сделать в общих уравненпгх(6-47) или (6-18), что тает уравнение Раб)а = Р, (5„г))а). (5-49) предложенное Пагнамом гг Дженсея тг (Ро!паш апб Зепзеп, !949). Прн больших числах Ребе,левее, ~ аь было указ ш, уравнегше (549) псрех днт в !гад)а = сопя! (5„гВа)', (п-59) что зквнвалеитгш ураввепнвм !5-10), (6-42) и (6.46). Следует отметать, что согласно выражению (6-23) величину 5„6 а моткио считать пропорниона..ьной отношению определяющего размера качсры горения к нрн~тгческоыу рззмеру объема ародук~оя с|орения, который в свшо очередь пропорционален гасящему рвзтггру. Анализ нропесса методатги теория подобия, в резульа с шороз было получено уравнение ( -49), ншшзя считать исчерпываюнтньг Кроме унрощепной тртктовчи кимичегкой реакции, прз анализе пренебрегалось также ымеиениеч крвтерисв Ирзяз зя н Шмидта для разляюых зиффунднругошнх компонентов и изменением зри реакции объема и вязкости.
Изьгспспие физических свойств частично учитывалось в рабшг Ш) зытгРрт нона (5с)зн)!т.Вт1шоы, !953), посвященной анализу тгетодаии теорки позобня процесса рзшространення .тачннарного пламени. Соотегтстнуюшие допояшысльные яр~стерня подобна, характерна на.с тч! б' "м Р -1- 1!. йй ( у '., гй зуюшие состав смеси, отношение козфбгнцвен ов обмена, а также отноюе. ние плотностей иродук. тов сгоравия н горю. ~ей сыеси, по-внднмоьгу, в зав штельцоа мере опрсзслягог прогсиааве процессе стабилизации. Олпако аезавасимо от прнчгшы срыва пламени (нарушение соответствия между скоростью реакция и сиоростью перемешиваню.
или нарушение в некотором диапазоае чисел Рейиольдса усьшвпй течегшя, обусловлиааюших стабилизашпо1 все зксперимецгальные ланные, :юлученпьге прн определении пределов устойчивого горения пп геоьгегрюсски подобных стабилпзаторлх, должны удовлетворить соотношению 15-191. Свод«а полученных результатов о влиянии давления, теплопровпдности ц скорости расврос.трапеза я п чамецн. В табл 9-1 приведены получен аые ранее теоретические соотгюпгеная Онн дают возможность предсказать алаяиое давления, если известен порядок реакции, илп ааредслить ее порядок по зиспсрнмск.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
