1-69 (1046063), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Максимальное экспериментальное аначение скорости горения (язмеренное в наиоолее узких трубках) составляет (51) для н наина — 0,022 г!слз сея, для керосина 0,0!6 гйл<'сек (ири 1 ото). 2. При увеличении концентрации кислорода в окружающегг г роде скорость выгорания жидкости растет (рис. 11): при переходо от воздуха (21% Оз по объему) к смеси 50% Ов + 50% 7г'в скорость выгорания бонзина возрастает приблизительно в 2,1 раза, а дизельного топлива — в 3,3 раза. 3. Скорость выгорании жидкостей быстро растот при увеличении давления (521. Так, для н-октана в кварцевом тигле дна- метром ' 11,3 лл в манометрической бомбе получены (рю — плотность жидкости) следующие значения: р,>, ет..п ., !5 20 30 40 50 60 рт к, е/спе ° еек .
0.0052 0,0074 0.0120 0,0170 0,0230 0,0280 Из сравнения этих данных с данными табл. 4 и 13 видно, что ве личина ш для я-октана при высоких давлениях на один-два порядка никее„чем скорость горения гомогенных воздупшых смесей (не говоря уже о кислородных) и на полтора-два порядка ни>ко скорости горения летучих ВВ. Зависимость массовой скорости горения я-декана, бензола, газойля и дизельного топлива ог давления может быть описана эмпирической формулой р п,.>с— — р„„где ро, — дзвчеш>е кислорода, а показатель степени п =- 0,96 —: — 1,07 (ро, — — 10 —: — 40 атл).
Для >*-октапв показатель степени п уменьшается по мере увеличения диаметра тигля (от п = 1,2 при а>ек, = 11,3 лл до и =- 0,63 при д,„, = 22,6 лл з интервале р„, = 15 —; 60 атл). В работе (52) наличие сильной зависимости р ит от р связывается с конвектизным переносом кислорода к пламени. Однако при увеличении ьеек, показатель п не возрастал, а убывал. Остается неясным, было ли горение ламинарпым при высоких давлениях. 4. Прн увеличении расстояния Л мел'ду поверхностью жидкости и краем горелки (во время опыта Л = — сопз6+ / (1)) скорость выгорания уменьшается: ю, кок~тек качение и> для наиболее быстрогорящей и наиболее медленно орящей жидкости (и> „,/ийюп) составляет3 — 4,5, т, е.
примерно ! олько же, сколько составляет аналогичное соотношепяе для ; шдушных смесей или летучих ВВ при 1 ата. В работе (49) приш депо значение ит пршкерио для 30 различных жидкостей в кварцпоых горелках большого диаметра (62 и 106 лл). В частности, ярк с) =- 62 лл получены следующие значения ит (в лл/сея): !! этом случае шп„,/и>поп=- 4.
Влияние природы жидкости на вели!пку >с несколько убывает при увеличении диаметра горелки. 6. Скорость выгорания жидкости, по данным [49], убывает прн увеличении теплопроводности материала горелки и толщины ~ч стенок. Так, например, для этилового спирта получено: ю, .к.к,ееи Горелка .=2 лл О=!к л.к ! пзол . : ! тп !овый зфпр . '!' .~уел . ~ ьппкдар !Ь кззп авпацвонзый . Н пяоп . 0,052 0,048 0,045 0,040 0,035 О,ОЗЗ Бензин автоеюоп >ьпыя Сероуглород Ацетон .
Мети еовыя спирт Неросяя Соляровос масло . 0,028 0,028 0,023 0,020 0,017 0,013 етиоокпв евере ' керооип етпповпи еппрт ееереокк 0 0,060 0,055 0,5 0,052 , 0,047 2,5 ! 0,042 ! 0,040 При достаточно большом Л гороние затухает. 5. Скорость выгоранпя зависит от природы жидкости. Так, например, в работе (51) получено: ю, лл,'еек и, лк,'еек Горютея юкккоеть Горюзоя юиякооть З -= б лл К = 2> ем о= 20 яе.л е! =- О еле ! Дизельное топзя- 0,057 ' во. Соляровое мыло 0,032 0,300 0,1065 ' дквпвалоптпый дяамотр, вычисленный по величине свободной поворхяостп Ю жвдкостп е/ю, = 'г 48>п. Автомоопльпый бевквк Трп>!торп>ей коро- вяк 4,5 6,5 0,028 0,017 0,070 0,068 0,022 0,0067 0,028 0,018 Стоклявввя Стаяьввя .
Медпап 0,077 0 Отт 0,045 0,057 47 !'посмотрим теперь вопрос о том, какие факторы определяя!т и ~!пктеь выгорания жидкости со свободной поверхности. Мож п и шкгать, что на величину и> в основном влияют участкиплам !и!, наиболее близкие к поверхности жидкости. Позтому связь еп жду скоростью выгораш>я ит и высотой пламени й является прпктпчески односторонней: высота пламени пропорционачьна ит (ем. вьппе), но скорость выгорании чпшь слабо зависит от полной высоты пламени. Количество вещества, реагирующего в той части пламени, котпрпя существенно влияет на скорость горения (в озоне влияпппь), лпмитпруется скоростью подвода окислителя на окружаю- в!и!и объема (в частности, растет при увеличении концентрации пкпслптоля з объеме).
Количество тепла, которое выделяется прн ;!том в я родопах зоны влпяния, конечно, зависит от природы жидкости, однако теплота горения, рассчитанная на моль кислорода (1',>»„„р икал/аваль О,), для большинства гор>очих ясидкостей лежит в очень узких пределах: Ыотпловый с;прт.... 108 Глг>цорггп ....., . 101,5 Беззол,,... „.. 101 Этиловый эфир..... 100 Ксипол......... 99,5 Ацетон .. . .. . ... 98,2 Тзбгг>сца 22 бгсорооть выгорании в затрат>к тепла па прогрев гт испарокие единицы объема дпл гора>чих кгидкоптой пг1 ж С „„,— т,глз и, аггг,'»аа ся Оп» г1 пплг»пг Гпрвпап жпдж'пть 105 67,5 116, бг 120 230 36! 0,052 0,048 0,033 0,023 1>, 020 0,0067 Бэпзол Этплопый зфпр 11»галоп Ацотпл Тйотпггоэый спирт Гзцр Такой результат явчяется естественным, так как даже теплоты сгорания водорода и углерода (на моль О,) отличаются не очень сильно (115,6 и 94 икал/з>оль О,), а вклад теплоты образования жидкости пе очень значителон.
Однако поток тепла д от пламени к поверхности жидкости может существенно зависеть от природы псидкостн (в частности, лучистый поток велик для коптящих пламен бензола, коппола и т. п. и мал для прозрачных пламея низших спиртов и эфиров). Этот поток расходуется па подогрев и испарение жядкостп: лс>а 9 — Ргп~ 4 (Сж (/ ппп — / о) ) 'с гг»гг ) . (16) Отсюда аг — Р 1» а>па ТЙ 1 Оппп1* (18' ( ') гдо сж — теплоемкость, кал/г.
град; (/г,сп — теплота испарения жидкости, кал/г. След >вательно, влилпие природы жидкости па величину иг связано не только с изменениями величины с/, но и с изменениями теплофизпческих констант жидкости. Данные, приведенные в табл. 22, показывают (в согласии с выводами работы (49)), что есть соответствие между скоростью выгорания и затратами тепла рж (сз, (Тпп,— Т„) + ()пп,) на прогрев и испарение жидкости (см. ряд бопзол — ксилол — глицерин и этиловый эфир — ацетон — метилозый спирт).
Влияние 1/ на скорость выгорании проявляется при переходе от бензола к этилозому эфиру (см, табл. 22), когда величина ,, 1сп, (Ти,п — Т,) + ~>„п~) уменьшается приблизительно в 1,6 ра.,г, а скорость выгорании, тем не менее, падает (видимо, из-эа пггпьшения лучистого потока). Сделаем несколько замечаний относительно зависимости (р), >а (»1) и т. дл и) увеличение иг по иере роста р может быть связано не только по~воктивпым переносом, но также с тем, что пламя в гомогенлой смоси' (украев горелки) по иере увеличения р приблюкаетг п л поверхности жидкости; б) уменыпение ш по мере увеличения »1 связано с тем (49), что подвод тепла от пламени за счет теплопроводности происходит гшиь на периферии горелки ипропорционален диаметру горелки.
11пдвод тепла излучением пропорционален площадипоперечного -и;пия горелки. Соответственно ш — (а»1 + Ыа)/а>з = а/»1 + Ь, . ш падает с ростом сг; в) некоторая доля тепла, выделяющегося в пламени, отвалится по стенкам горелки. Часть этого тепла идет на подогрев ггоперхностных слоов жидкости (и увеличивает иг).Однако из-аа гглзиой скорости вь>горания жидкости ббльшая часть тепла, отвог,лмого по стенке, рассеивается (так как горелка пе теплоиэо.г и рована) — это снижает иг.
гг з. ГОРЕНИЕ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ И ЖИДКИХ КАПЕЛЬ 1'орение распыленного твердого я ясядкого горючего являг сг:л важной составной частью рабочего процесса в воздушно1п активных и жидкостно-реактивных двигателях, в дизелях, в ггрлмьппленных топках на угольной пыли ичн жидком горючем. 1',подует отметить, что и при сжигании газа возможно образование ппстпц углерода в пламени (как в диффуаионпом, так и в гомогенпом, особенно прп увеличении давления (12)).
При этом горение .штгл ивается, а высота факеча растет. 11пиболее важными параметрами для горения распыленного «ра пего является время воспламенения 'г,„„, и время сгорания г, „п„так как они определяют необходимые размеры камеры сгорагггггг. 1 1 общем случае скорость горения частицы зависит к ак от ск ар стн подвода окислителя иэ окружающего объема, так и от ско1люти реакции на фронте горения.
Это можно записать в весьма п,ггппдной форме (26). Пусть концентрация (в г/слтз) окислипгля равна С в окружающем объеме и Сй — на фронте горения. Д.гп стационарного процесса на 1 сзьа фронта горения в 1 сек. реа- ' Образование гомогенной омоси связано с том, что пламя расположено п,г пг ю тором расстояпии от краев горелки (это расстояние лимитируэтсл ю прппсыо теплоотвода к стенкам горелки), а смешение паров горючего о газообразным окислителем начинается иэиедлевио па срезе горелки. .гака» >О >ЗЗЗ (24) гирует столько окислителя, сколько его подводится аа счет диф- фуаии из окружающего объема. Для случая реакции первого порядка можно написать: 1ьпьг грвруя (21) с учетом (22) и (23), получим; Если /гюпй )) /гппп (т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
