Основы теории горения Сполдинг Д.Б. (1014184), страница 40
Текст из файла (страница 40)
сальным данным. Напотгним, что величина Е является зарактервсто- ...п,ораз ~си сты и, определякцпеп макснчзп нтю ггбъетг ,(ю скорость реакции н не зависящей от хоэффншыц;,з обмена п абсолютно~о давленая гззв Одпзно вая- З! того, что величина Е нс подласгся пепосрсдстпеннонзмеревнзо, целесообразно также прнвестн соотповя пгя пожду гу„Я, 1гз и 3„, так нак нмеппо шв ...
ььппы можно легко измерять Эюг соотяапыяин прнас г, ны в ппслелнем стплбцз глбл 5-1 4(агс еядно нз ,аб ицы, в.гинние Дзвлснна па заанснмУю пеРсмеппУго ,г жно вызспгмь:шшь в топ случае, ссзгя взвесгно, кпк завпсят от давления величина В Прн умеренных тсмперат!рат тсплоароволцость газов, как известно, пе заввснт ог !шелепин Однако пет УвеРевностн, что это спРаведлнвп такгье для теяператур, хараюернык Лдя пламен, прн которых дгссшгиацня н рекомбянацкя весьма ползнжных ре закалов, таках, напртшер, каь зтотзартгьгй воюрод, мог! обусловить достаточно сады уо зависимость теплопрозо.гпшцг от давловяя. Пошоцу еше ое представляется во поткнытз устанавнш порядок реакцлй, превалируюп!нх а сгамепах углеводороде-воздушных смссен Экспернментзльпыь данпые.
Бмлп проведены иь го шсленнме эксчерпмепты по опре геленню пргде аов усп й гнвого горенпя зп плошобтскаезгымн телача, н том чпс г зч цгьчлндрпмя в поперел«ш погште (Но!!е(, 9(!((гам апг( Бсш1осК 1949. Наф!осйю !951, Ваг(боот апб Сагг, !919; Рдгрзаггзз апб 9!з(рггтап, 19зЗ, Ваггегс зпб Меч1ге, !9931, за круговычп цяляядтаьш в осевом пшгке (Е юцмец, Сдечепеу. С1аг1с зпг( Ргозт, !9494; за днсхям,г, распо»ьенгтызгн гиргюнднкуггярно направленою потока (бе Еп.
1ыу. (9911; Водгзшш, !9оН н, наконеп, зз шзрачо (Ваббоцг ю! Гюг, 1949! Обзор с гответствуюп!ей лнтсратуры призе мн в работе 'Тонгвелля (СопбмеИ, (9539 Типичные ре ту шгаты опытов по ствонлячацвн пленен пропано-в.зздул яыт смесей прп атмосферном давленнп приведены на рпс. 9-21; в качество стабялнзаторлв пополз юзалнсг с~ ржнн; псслсдовалссь тзнже влияние турбулязярующох рсш гит. Этн дал г и н казываюг, что лрв оч ть богатых Я чепь бедных сце ях срыв пламени р аст д г прзсравахъегг небольшой скорости потока; сгшрость срыва возрзстаег при узслнченгш дпатгетра стерзкня я уменьшается пр» повышен,ш нвгенспвности турбуленюгосш Эн зшо.
~сря гтп согласуюгса с врнвсдеппынн выше теоремгчсск ~ пг аые да ш. Однако следует тмстпть, что макснчаггьное значение жз скорос~п нв рис 5-21 подучаетсн не 'гри стехномет;»нм оком сосгаве снеси, чему, как показынают данные, прова пенныс на рнс. 5-5, соответствует максимум норма.шоо сьоростн распрастрансонн пламени, а прн более ооггт смссвх Подобное явление ужв огмсчалось прн авва проне.гов васпнамененав, ооо абьпсннетсп тем, что ко фоциеп двффузмп пропана сравпатстьно лгал, пследств 'гого смесь, днффунд Гм гг Ш в„г „н, руюшэп о цпркулв пю сн белнве, чем нсходпва / 'Ь ' гмссь. Указанное пзчсны ггж«. ', ° '.ше состава было обнару ажно Внвг,пмсоьг в Шнп. маном 11УЩ1нп) апб Зщрптап, !9551 непосред. ствннным газовым ап ~тн.
зам; это сввлетгльствуег г жп зна штелыгую роль в . в э в га гг гг играл молекушрпып об. г ваа луг мсв в зоне ~орсона Пу. иоа« * ш» ш са а ° . го польдса 1большне р.жмс. а~ганегр, р атно Ф*э о л 'г ры влп скороств1 максггв гкю .о 1. ыумы крпаых на рнс 5-21 слнгпаются к,чнпнп стн тпоыстрпческога составы так квк увелнчпвастсз в~генона ность турбулентности, умсньшаетсн роль палеву.трарно1 диффузнн и определяющим станоаитсп турбуасгшный обмов.
Дол учссгь вш нпо мо.шкулврв го обгона, то станф ащсв пжнтныч, п,ясву эксвсршшнгальная эавнсимостьд, от г1 кгпгпчвствспио нс сот тасувтс» с творога жскн»п жй водачн, пооученныггп в преднодожевнп болыпнх крнгердб' Рсйнольдса. По данны» СкаРло~а, Уо гу', тогда каэ в,га теоретпческн 1г„б. Прячник покуиннв ывныпого покй зэтслп будет рассмотрена паже. Друггго ггсотсдоватвлй например Л.нгввлл 15опйме15 19491 и дс Забей гбе Епйа~ 19591, длв грсхмсрных сшбвлнзаторов орп балыках кр та 4 гг,пят Рейнгльлса получллн прпбшокенпую завесил сгь 1)н рнс 5-22 привезена свояка з гсперк ~ентзльных лан.
,л, т з вале завкснмостн критерия Пекле, отнесенного к око. ро.*ел потока, от крктерин Пекле, отнесенного к ноРмаль. „,и скорости распространения пламени ]по Сготюгнгу я То~ пт ]Зря)гйпй апб ТаП, 1954)] Прв обрабшке опублн„овзн»ых ванных в тех случаях, котка нормальная око. рого, распространения пламеня Ъ~я соотвегствуююей сме. с,г кс была указана экспериментатором, эгз скорость быяа лрлнята по опегис; если макснмуч кралей не соответствова. стехиометричсскому составу, та ацеакзался состав стюгл в воне реакцнн, отличавшийся от потопного вслед. стше Различна коэффпцнентов лнффузнн компонентов.
1)рнюгстевные данные атносятгя к лвух. н трехмерным стабп, нзатарзм различной формы, и эксперпментальныеточш соогнстствеяяо хорогно гртпонруются окало двух раз. гпш. ыт крпвых Больгоньг крптерлям Йе сот гяегствует тиь гонг тгла нанлона 2, олнако прл малых крнтсрпях )]е ня. к. он станов~пса меньшс Наклону 2 соответствует зоявслт ость Ул' б, наклону 1,5 саотаетствует Уз. 1 ' Учит»:зя Лопупгення, сделанные прн исчользовзнвл тшрнв и ел боя, совпаленяе моткао счятать вполне уловчстворни' ьным.
Сязрлок ]болг)осй, 1949), лрозолявший иост,ловання с"ллолнзнропз шых планел шлпрен-методом, опубликовал та ткс фотографчн. яа кготорых отчетлива вилла вак силь- и» тньгическаи реакция каменке~ характер течения, уллиолгг ияркуляцнояную зону уменьшаег обрззояанпе н срыв внтлей Этн ванные поназывают, что апаллз четоламн теоРпп чолабня без учетна изменения объема, ппонсхоляпгего ясчелствве реакция, не пожег дать палвапеняыь резулшагол Иногда нлб,тюлшотся также так назьгваемые астаточ.
кые пламеоа, которые могут стабилозкроезтьсн, ва не раслроггрвняклся чо всему потоку Зав се юсп* сночоотя по окз, ппп которой пропсхллнт срыв пламени, от абсолютного лзвяенпн была всслелошна ае Зюбеем 'бе уплат, 1950). По его лньньш У„р эб м. Згз зтаюямасгь покззмвчег, что в ег опыгяк преобла. Л ш ттрбуленткое перемешнвавпе м хнмнческая реакпяв быта вторшо порялкт Мвкснмальнэя корость реакнин Прнвеленпое выше грзфкческое решение ззкаче о несгашгонзр- ялл и ыт ым ию е ес см сам т, рюи ноа фарм нон распространения пламени оснавыпалосс. яи проиаволь. на выбранном законе реакшы, атаечаю|пеа кривой, показанной на рис.
5-3 Вчсстс с теи было асме~сна, па есля .скорость реакпая опрелотнеюя стопктсовенияьси межть молскуаами таплина н «исларада, то, мсааиьзтя кннетнческ>1о теорию газон лля закона реакпии можно найти так. же ааатиыыескае выражение Прньссраы танака вираже- 146 ния явллетсв ураппспее (6-9). Эвери н Харт (Дссгу ап) 1)аг(, 1953), а также Лонгвелл, Фросе н Вейс (Сопдтте)), Ггоа( апб Жаез, 1963) испочъзовалп этот метод дтн опре деления той стадии процесса горения, которой соответствует максимальпав объсчнан скорость рсакпви н, с.гедовательиа, юьтоженис макгимуна кривой, описьваюшей протекалие реакции Эвери и Харт получили выражение д.гя температуры г за Т„, которой соответствует максимальная скорость реакпии, в виде т, '; тат„тн (5-51) Принимая в квчесгпс «врактсрных дтш горения углсводо.
ро Гпвотдуюпых смесей стгеЛуюжис зиа'гения. Т, =-2 ООО" К, 17==2 тса»<гло га '"С, Е=-46069 тгп сглазь, Т, =-1679 К, получим Гсш принвю начальную температур» Т„=-ЗООтК, то укаюнпой величине Т„, будет сгютветствовать приблизительно 8!Р(г повышения температуры от Т„ до Ты Смесь, ичсюшви так)чо температуру, может быть получена вепрерыв. иым перет~спгнванггеч горючей смеси с продуигамн полного сгорания в весовоч отношении 1 4. Эвери и Харт указыззюг, что камера сгорания, в которой происходит смешение газов в такой ппапоопшь булет втгеть минимально возможный объем.
Лбсолютнае зпачсяне максимальной скорости реакпин чожет бьпг, вычислено, если полставгшь велячггву Т в уравнение (5-9) или н другое подобное выражение. Используя константы, найлепные эьсперимептальпо лля яиз«отемпгратурнога окисления углеводородов парафинового ряда, Эвери и Харт папан. что прв ком гатной вачальноя температуре и при атчосбзертгахг давлении мансимальна» с прость вьтлсления тепла при горении стехночетрическай брюно-вознуппгой спеси равна 2.6 10' хл.г) л' ггх. Со. чягалясь а прлпильпостя исвольэоваиия ланнмх по пнзхс течпсратурной кинетике. авторы провели также сразил. а47 тельные расчеты по формуле Зельлавяча — Франк-Камевепкого, используя также экспериментальные дачные по скорпстя распространснвя пламени В результате расчетов было польчено среднее значеяве максимальной объемной скорастн теплоаылелшпи 1,8 ° 10' ка Нсл'сек.
Анало пчпые рас~еты быта пралеланы Лонгэеллоы, Фросточ н Вейсом )Еопцже!), Ггоз) апб )уе)зэ, 195Л. Для расчета обьемкой скорости реакпнн зтн авторы в отлигне от прелылутттггх испольэовала эвспсрнмептальные данные по ггределам устойчивога гсреа я полученные де Згобеем )бе упЬау.
!950). Уцким образом было взйлено, что прв атьшсферпам давлении дчя пламени стехнометрнческой смесн чглевотюрода с воздухом максимальная скорость тепзговыделмня равна 0,19 \О' кпл)слэ ° сек; эту цифру аяторы счнтают заниженной Другим возможным методам определенна ыакснмальной сгтростп тенловыделеяня является непосредствеаяое нсполг.эонанне дннаых по нор илыой скаросгп распространенна пламгнп. Количество тепла, выделяюшеесн на еднанис човерхноста ламвнаря го пламени, разно ш „Нр„Яю где нндеке в относнтся к горючей снеся.
Шнрпну зонй резкшш по порядку велячнны можно прнннть равной шя. рине фронта пламенн й по уравнению )5.22). Таким обрз. эом, средняя объемная скорость тепловыделеняя в зове реакшш ровна: )5.52) 'э зл Подставпа в урзппенне )5.52) вешшнны, характерные для влаттенв стехномгтрячсской пропана-воздушной смесн, а янешш с=024 кал)з.'С, з, —..:1,2.10 ' г)гм', 3„= — -42 гзг)тек, глм=фп, Н.—..!О' калгг, З=2К Х)О ' кал)гч сгк "С, получим ц,,=.! 10' кал)с Р сгк. Макснчзлытая скоросш сгораннн дотжва быть несколько больше среднего эггвчегшя Поэтому совпаденпа с данаыыи Эвери к Харта можно счашть хорошим. Все приведенные выше чнсленные значения скоростей реакций была нандены для а.носферного даяления Если реакция бянолекулярна, то скорость реакцнн, аююсенная к едннкпс объема, лрапорпиональна квадрату давления В упочпнутой работе Лонгвелла с сотрудниками принята нмснно такая зцанснмость 24а В реальных камерах сгорания велес тане неполного перемешиеаиия скорость теплонызелення сушествеяао ьыяьше привезенных выше значений Ло иастояшсго вре.
т,гяи, по-вилимому, ианба и шая теплоиапряжсниость 909.10э кол(ск'сек была получена Мат, еном, Феннот~ а Рзрмапо» (Мя1(сп, Гепп апб Сагшоп, 1951) а камере при. готогиого двигателя при згьгасферчотг давлении. Эгз веишипа меяыпе мной десятой теоретического максныума Незвано Лонпгеллом (ЕопймеИ, 1954) опублшгованы ,*»зучьтзты Опытов по сжягзигио горюшй смеси в сфернче ой бомбе; опыты поозоявлись пра ра.ишчиых давлениях, ~ ричем сьытама полачи топлива н воздуха обеспечивала политическое постоиястяо температуры и состава по объему зочы рсаканя.
Лонгвслл чстагговжь что при атмосфер ноч павлонии скорость тепловызелевпя прн горении гтеь ~аметрических угзеволороко-вшдушных смесей равна ппяблнзительна 1 10' кпл(ом' сек и пропорпиозачьна ьваШзту язвления. Результаты очытая поятвержкюот пай. ягяиое ранее теоретическое зчнш няс скорогт~г тепховыле. енпя и ппелположеяне о там, что реакшгя бимолешсчярна (о = 2).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
