Основы теории горения Сполдинг Д.Б. (1014184), страница 45
Текст из файла (страница 45)
Все зги вьгзолы получены в ~рот«падеже пш, 'по ешш. гтэеппыч чродуктом сгорание явпяе-ся анись углерода. В дейспштеш ности жс прв унсреппыт теттпершурох поверх. грести оепопным ироду«том сгорання язлнетса углекислота. Необходязю ответить, что прн образовании СО, вылепяегся ,оразш Гюлыпе тепла, и прелелы устойчивого горении расширяются Те» не менее можно покатшъ.чтог~ вэтом слу|ге булут в«теть место апшчог,гчяые зеко~ омсрнос и. Недо.
статочнссть лаяныч а константах хими гошах реакций не позволяет проазвсстн ~ ошчсч:,ншпцю опенку вша нтя тпеошеннаго теплавылелеаил Влияние давления п размера частиц « тля не прслелы усторчивога горения Срыв плачыш прп умптвченпгг скороста патока происхо- хт ! диг тогда, когда сьорость реакшш выгорании углерода ставляет определенную дало пт скорости маосообмена про юо, О. Если сиюрость реакгши определяется количество, молекул кислорода, ударяюигится о повертность, тп он яропорциогальна абсолютному лввлшжн р и нс зази вг от размера б. В соответстгми с теорией, нзложевиой в главах 3 н 4, скорость массгюбменз пропорциональна (руд)'(4 где р — скоро ть потжа и о — ас.оторва пшгожительная величина, меныввя единицы (нля турбулентиогг геченяя а 88). Слековательно, скоросп, (Га прн которой происходит срыв плзменл.
сказана с р и с! соотношением ( в (дл) (б 62) Таким образом, для 'юстиц матюго рагмсрв, длл когормк скорость массообмнна, отаесенпан к едшгпне поверхности, обратно пропорциональна двачетру П,и не зависит от дав. жипя, минимальный рознер устойчиво горнщих частиц обрапш пропорпно гален абсолютноиу давлению Радиационные тепловые потери не оказывают супшсшеныото влншп|я на услов:ш вмсоюскоростпого срыва пламени. Однако прн срыле пламени. происходящем в резутьтате уменьшения скорости патока, этн тепловые пошрн играют решагош)чо роггь. установить соогаешшуюшгге «очячогтвемпые соотношения в этом слу ~ае затрудняшльно.
Однако ясно, юо псюкальку рв:Гиацнопные тепловме потери не г авлсят ог дввчснин и пря срмве пламени доллшм составлять опрегеюнвую долю ко.шчссгва выделяющегося тепла, то, унштичняая давлепие н утгеныпая ргэьюр частиц, можно добиться усгойтювшо горски» и нрп малик скоростях по. тока Экспериментальные данные. )(о настоящего времени еще пе проведены исчерпывшошпе иссаедовавля взгжлгошйствпя физя и скин н химических процессов, происхоляших нри горении углерода. В связи с этим мшинп провести лишь качественное сочосгзнзенне теоретических выводов и зкопервчентзльных давних.
Можно считать полностью доказанным, что для обеспечения устой юного горешия необходимо уиеньшазь ра гиациоиныс топ тонне потери. Но возможяость срыва в результате чрезмерно нпшпсич. ного массаабмена эксперггмеггтальгго не подтверждеяа, поыдггмому, в связи с тем, по это явгншпю ие имеет практп ческого значения. тгт Полное псследование этого «опро ажспзшлыш Однако , езулыамя гатгого иссзедовання, получеаные в лаборзтор- шх условиях, нельзя непосредственно попользовать на практшю. Прпмером, аарзктернзуюпгим сложность явлений, нажет служить обнаружснаап Онори н Орнипгом ГОшог) нпб Огп1пй, 19)3) вази имгкть реякггггоггпо» опшгн)гкюм~ кокса паси выделения кт) шт от ьчгоростп нагрева частип тглл Особ.ин сто горения металлов.
В гззче ' усы 1ь'ссь~атривзлся в.жрос о массообченс из горяшей поверх. и гтп металла. Интересно также выяснить, как в данном ыпгюзнн по ер луизе скаросы хпчпчсскш1 рсзкшш влпгшт нз прон сс гореяпя Н» рис, б.35 показана зввисямосгь температуры Т, т коппенграпнн кислорода нв поверхности. Здесь вместо «лпчины аг,„ глсбнее нспольз.жать величину Г= 1 +В) )еш уравнение 14-50)). Длн рсзшши между кислородом шсгыьг жепез.ш с большой точностью спрзиедливм соот шлпения: при гиш = ш г е = 1, при ш , =0 з =О, В коор.
.пшатах Тя - лянип теплового баланса прп отсутствии рашапоя тзкжс прямчя. Как видно на рп 5-35, лянка теп.юного баланса имеет в гапаом случае одну особюппогть: в инторвзте от 0 да яеьш орого критнчегжгго значении е ог 3 практически горн. юнтатьнз. Температуры выше отой горизонтали превышают гсзгперзтзру п.ззвлеппя металла. Ппстоя мтво теипературы бъс.ювлеио ннтенсивиыч отволоч тепла в мегапя, плавя,нййся иод горянтей ~гояертнгетью.
л в с.",. шз Нв рп.. 5.)6 пзобрлжсны з ~алоыгпнэ шш пчосгп для случая, когда рял шш1онные шп,швьм потеря вел)гм1. Всм лиане теплового бала1юа п~:.еюг нз1ом в точках, где гемпераг) ра равна гемперагуре члацзс~ия. Кроме гого, при сраввеннк с горением углерцза )рнс. 5-33) можпо видстьг что в данном случае геомегрпчесьое место тачек усгойчл-. восо горснвя Сэвнгп1 рлзповсснгг) короче. Прн по шженнн гемпорвгс ры пэавле1шя, например, в розу плате малых при. салок эдеменгп, образующего сплав с металлом, может оказаться, чго температура плаплсинн станет мшне точки ммнлмума ллннн равноисня Для такого сплава нрзг заланпом уровне рздиашнг в о~яр)жаюш)ю среду )стой швее горенке псвоэмолшо, Конечно, ссзн лля того ясе сплава ) неньшнть леплоэыс потери, в гоч пкле п патера зс 1едспвне тел.зопроволшхгп, ло азе~:к полог стать впопм )сгог11гвым. Срыв пламени прн днфф)знопныч ~оренпн сгр)л гззонбранзога голлнва н окнслше.1я чозкет пронсхолпгь н.1в всзе сопке того, что скоросгь персчешнвагн1я чрезмерно велш а по сравненню со скоростью гнчической )шакц1пб нзч полому, что эга скорссгь слишком мяла в э результате ра лнацни пояигкаетсл лемпературз.
Сравнительно с тверлыиц телами газы плдучают относйгелы1о мало тепла о поэтому экспернменгальпо не улшжзг осбщеслвнгь срыв н.1аямня п1хлслвего 11 па, в пз время каг. срыв плаыенн первого злпа : орипо взаесген Впервые явцпш срь1вз дпффу.попке о пламснн было эсорегнчшьг~ прслсхазшга Зельдозлчеч ))УН9) н позлнсе пезавгшнчо ог него Споллвогом (Вра)гйпй, 1951, с, )9оа, с), который ва основаякп аналог.пшых шоретнческпх выводов обрлсэо~ ш э сперямеагальиые ланные по горению пленка жадно;о юплнва нз шарах.
Ниже ор',шеле1о крлгхсе ш1оженнс георва срыва пламени а ее прпложе1 ий. Теорая срыва пла ченч В разле.гах, посвяшснаых вопросач массообмепа с химической реакцией, лже указывлллыь, ч1о на основаннн только фнзпчес1шх сообраагеннй нельзя )сзаповнть законочероосгсй протекания реакция в плаченк. Однако еслп шиовву зоны реалцпн счнхаль бесконечно гппкой, го, используя шорню мящообчена, можно найгн распцюже п1е агой зоны, а также распреле.говне температуры н концентрация вб.1пзн нее. Измененне 1еыпгр г тсры н конценграпня по нормали ь бесконечно ~анкой зз1Е реакция показзпо на рк« 5 37 Кзк ~ раже, чредзозвгосл я.
ЛГ1 оо нпс эюп юпы о оропсыиги~ пр*пгюы иных реакций ~ежзу топливом млв ккс.юродом а пронуктаии сгорзаия. Р!везлизироваиная сьсзга, прсцюззленная на рве 5-37, конечно, ае отражает полностью заюионериостей реакции в Лжффуэионпом пламени. Действ~гюлгсго, сели в зоне реак. аги когнцентрапии топожва н квслоро,ю равны нулю, ю тюлеиулы реагевтов не соуларяются в химическая реакцля пе мажет ижи. Олначо вснп юггы гразпснтов хонпептраций ~ онечны, н следовательно, топжгво и инютгнтол лаффумпчр1тат н зову реакции с конечной скоростью. Рели э капой.либо момент врсиюа гюмюкнет рвгпреае. ,.ение геиператур и ьгггввеитраций, мзобраткеансе на ыызнгм эн мын ю .
югы л ж нж и о: нр л йфт сазан г рею аю з лнурта синен ч, ое« рве 5.37. то в результате поступления свежих реагентов эг распрелеленяе станет таким, как похазаво ин рис 5с33 Р этом слччае конаеитрацпи топ.тввв в кислорода ковеч гы, ~ если температура высока, то может изти реакция. Прп тациопарпых услгюивк распрелеление концентрации таново, что в каждом кчкчелтарнозг объеме реагирует именно то голиыство топлива и кнслораза, которое поступает в это объем вслелствие диффузии.
рассчотрим точку, н кг торой коицентрапня кнсчоргьга изменилась таням образом от ж ло установннгкеггэся зив~еюия ги (иидексо г ' отмечены значения, соответствующие юирняе зоны реакции равной нулюй Так изч общве условна перемешивавпн пе оз ~егиьтнсь, местное знз. пение сокраняечого свойства ю — т 1г осгэетсн неизь~его о иым. Поэтому новое значение вг, чожно прелсз'азиз функция то, ж„о ж, Как винно нэ рис б-37, есви ве. зж яишне ш конечна, гг яг разно нулю, и нв б рог. Акал гачнытг образом не изменяется также а своде~в еоН!г +«Т, п поэтому новое эначеаие температуры южно представить в функпин ш„, ш„ н Т'.
Прн увеличении ш величина юг также увеличзвается, а Т умекьшастсв. Зона дичи~вской реакция в этом случзе располз. гзется между плоскостью, соответстну ошей шо — О со стороны топлива, н плоскостью лг .=О со стороны кислот' рода Профюш температуры вместо остршо пика имеет теперь скругленную вершину.
Попижени. температуры при !велич«чин шифноы асмы имеет бштьшое эначопие всчештзие уже отмеченый ранее сушссгвениой зависимости скорости реакции ат температуры. Предположим теперь, что в севши с изчеаепием условзй неремешнвзннв, например в результате изменения относи. тельной скороспи двпл ения топлива и кислорода, учелич ° ааются градиенты копиек«ракит«.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
