1-69 (1046068), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Для смесей на основе водорода имеются данные [11, 121 по температуре горения (табл. 3). Из табл. 3 видно, что скорость горения смеси Нх+ г]0 по крайней мере на порядок ниже той скорости, которая должна была бы наблюдаться длн этой смеси, если бы существовала однозначная связь между температурой горения и скоростью горения.
Следует отметить, что для пламен на основе ]5]02 обычно наблюдаются две зоны горения 1121. В первой зоне ХО распадается на ]~0 + 0,502, и кислород реагирует с горючим. Во второй, высокотемпературной зоне идет реакция ]4]0 с горючим. Две зоны реакции наблюдаются в некоторых случаях и для пламен г:]О— углеводород. В этом случае в первой зоне распад]5[0 (с последующей реакцией между кислородом и углеводородом) идет в результате взаимодействия с радикалами СН, С]ч, ]5[Н и т.
д. Во второй Таблица 3 4.'корость и температура горения стехиомотрических смесей водорода с рппличпьгмн окпслитслямн прн атмосферном давлении Окислитель ио Н,Г4 о. воздух 0,382 [9! ~ 0,02 [91 2960 [Н1 3110 [121 0,1448 [10] 2315 [10] 2370 [111 0,575 [44[ зобо [1П пс ./г и' еек . 7', (рпюи"г), 'К п, ~ и гампг рптура уже достаточно высока, становится суще- 4 ~ ы пкым г~ ]пгп пткий распад ]4[0. ]]ропп ~4 24 7 гпусг данные для пламен расггацп эндоте]умичных «4лпги ппп (и ыгдопой фазе при атмосферном давлении): озона 1]11 (7и '/'1.'); гидразина 1151 (Те = 150еС), окиси этилена [!О[ (/;, ":4' 1') п ацетилена [18] (при 2 ата): о, нн, 0.927 0,]7 2677 1 950 ги, ./ уи".г и 7', (рю ~ г), "К.
Таблица 4 Мпкскмнльпьгс скоросеп го]н пия газовых смесей при высоких давлениях Гаагах, З/Епги ЕЕВ Спееь 5 аггьг ~ 1О аю44 20 аюл 40 аюл, ~ 00 аюа 00 аюл П Пи аи ])7! и юу пи» П,пвнь згауг-' ееп. 'и у~ . ~ и, и ув, и,,ипп 4угиарпдз. ]снп,о с.не О 0049 4 0.00а1 1217 2530 ' 211 [21 67,3 15,3 Таблица 2 15,5 4,18 1,29 10,6 Оппелигель 1,74 0,60 Н2 4.2 Нг 02Н4 ]гие О, 382 0,273 0,208 0,155 О, 13 [гу! " О, 20 [4] * 0,11 [6] О 14 [51 о.н П] 08 [191 0,094 [181 О,ОЗЗ 0,02 0,106 0,073 0,029 1,82 о 571!21 О, ]ОЗ 0,220 0,079 0,035 0 2" [51 0,25 [7! О,29 [5] Вчьега ю дана гп 1 '2 Нз — (распад) 02114 — (распад) [18] 13 О, 1446 12 Массовая скорость горения гоногенных газчвых окосей (а = 1) на основе окислов азота при атмосферном давлении и комнатной температуре (Р =- 1 атм) ГоРючее но !01 ! ноыа] воздух " "5 [Ч о,148 [1о] 1,1су [9] 0 173 110] о 089 [101 ":394 [9[ О,ОЗЗ [1] — О ]]4 Оз [2! 4,0 -- О, [2[ ]12 — ХО [2[ г: 1!2 — воздух[4]* 4 4 Нз — воздух [4] * 4',Π— воздух [2] Г;Нз — воздух 4,5 [4]" 0,70 0,23 0,88 0,32 1,02 0,79 3,24 [2] 0,09 [4] * 0,21 [7] 0,07 При вьгсоких давлениях данные немногочисленны (сравнительно подробно изучена лигпь метано-воздушная смесь; табл.
4). Отметим, что при высоких давлениях разница между скоростями горения кисдородных н воздушных смосей еще более уведичиваетсн. Б. Знвисммость скорости горения от соотношения между горючим и окислителем Представляет интерес выяснить, при каком составе смеси скорость горения максимальна и насколько быстро она снижается по мере отндонения от этого состава.
Соотношение между горючим и окисдителем удобно характеризовать коэффициентом а = =-([ак/с,) /Яок/Ег)ахах =- (д,к/дг)/(бок/бг)„,х, где 5ок, йг — весовые, а д„„, Ьг — объемные доли окислителя и горючего в данной смеси[ Бак)агах' Яг)сгех~ (бок)стех (бг)глек — те же величияы в стехиометрической смеси '.
Соотвотственно для избытка горючего 0 ( а ч 1, для стехиометрнческой смеси а =- 1, для избытка окислителя 1 < а к. оо. Отметим, что при рассмотрении вопроса о положении максимума скорости горения можно практически с одинаковым результатом пользоваться как массовой, так и линейной скоростью горония, потому что плотность большинстна газовых и конденсированных смесей сравнительно мало меняется в достаточно.
широком интервале а. Исключение составляют лить смеси, состоящие из комг<онентон с резко различной плотностью (например, Нх — Ое илн % — КО[О<), где ги„„,х может быть заметно сдвинут относительно и,„в сторону большего процента тяжелого компонента. ' Прп расчете стехнометркческого состава э газовых смесях, где <горючеек состоит нэ одного нлп несколы<их горючих гаков (с обьомнымн долякн< О,; по отношепню к <горючемуи), к <окнслнтельи состоит нз активного газа (папрнмер. Ох) н инертных р«збккктелей (напрнмер, 1Ч<) с объемными долямн д' „„,, д' „, (по откоше~ппо к <окнслэтолто<), можно пользоваться следующей формулой: (Бг)стех = [1 '[ ( ...~ й<'<к<1)г <)/[кок ак<1 где а< „— число молей кктпкпого компоненте окнслптеля, необходимое для полного окнслення одного моля <-того горючего. Ткк, нкпрнмер, для смеси Н< — коздух й „„.
=- 0,5, бн .— — 1 (взят водород без прнмесей),д' „„=- 0,2095. Соответственно (О„) „= 0,295. Если к составе горючего есть нксртный гкз, то для негой,.„„== О. Если оккслнтель состоит только пз кктпкпого компонента, то д„к .= 1. Ооотэетстненно для гмегей горючкй гкз (бгк пркмссек) — О< формула (1) упрощкотся: д„)кк,х ... (1 [ /г, „х) 09 Таблица 5 ~ккч«анне максимума скорости горення с ростом данленкн для смесей ка о< пеке ('О калках да<локка. ата П.ма<оке ата — со — ааакгх 1 со — о ~ со — коакчх 1 0,60 5,1 0,70 21,4 0,82 0,40 52 90 0,82 0,86 0,71 0,53 Тнкнм образом, для газообразных смесей (во всяком случае, гч лн опн не слишком забалластированы инертным компонентом и щ лп давление достаточяо велико) максимум скорости горения <и нп<г вблизи стехнометрического состава.
15 1':и смотрим теперь поло;кение максимума скорости тереки<э ~к газовых смесей. /[ля воздушных смесей (р = — 1 ита), по данным обзорной раны Н[, июкх лежит вблизи а = 1: для одних смосой при пел ыпом избытке горючего (а ) 0,8), для других при небольном избытке окислителя (а ~( 1,12). Исключение составляют. <пон СΠ— воздух и Нк — воздух, где июкх лежит при значи- ~ льном избытке горючего (например, для смеси СΠ— воздух прп а 0,49). 1[ри уменыпении разбавдения смеси инертным компонентом (и меткости, прн переходе от воздушных смесей к кислородным)' млкгпмум скорости горения смесей на основе Н, и СО смещается к сторону стехяометрии. Так, например, по данным Яна (цит. по [8[), прп изменении содержания кислорода в составе окислителя я%0< + (100 — х)% Мк от х = 21% до х = — 98,5 о%о макгкмум скорости горения для смеси с водородом сдвигается от х 0,50 до а = 0,78, а для смеси с окисью угдерода — от а = 0,37 до а = 0,112.
Для смесей на основе бензола [31 прн измепгпнн к от 10,4 до 88,8% максимум снорости горения смеппптся от а =- 0,74 до а = 0,92. Для смесей на основе метана (пп дапньгм Яна) существенного смещения максимума не наблюд;и;тся (нри изменении х от 21 до 98,5о%а). Имеготся лигпь отдельные работы [2, 5, 71, где изучена завигпмогть и (а) при высоких давлениях. Положение ишкх устапопл~ по довольно приближонно (например, в работах [5, 7[ пщг по а вблизи иш„составлял Ла 0,1). С учетом указанной точности определения иоло<кения максимума можно на ос~неаг<г<т< работ [2, 5, 71 сделать вывод, что увеличение давления пг приводит к значительному смещению ишкх.
Лишь для смекай па основе СО по мере увеличения давдения отмечено [21 смен<спин иона в сторону стехиометрии (табд. 5). 0,74 0,80 0,84 0,77 3,0 0,50 0,61 0,61 0,42 0,67 0,76 0,63 От 0,4 0,42 0,86 0,92 1 б 1,4 0,74 — 0,51 0,84 — 0,70 Таблица 6 0,78 0,32 0,13 ь!!а 0,82 0,72 0,52 0,73 0,41 1,6 О,б 0,5 а~ааааа . = аз,з = 4О,О «'а ааааа х=1оа х=-564 ...= атл х=.аа,з х= за,а а,[ 0,98 О, Оаа 0,95 0,88 0,74 0,47 0,92 0,97 0,89 0,73 0,49 0,87 0,96 0,87 0,69 04 0,8 0,7 0,6 0,5 0,85 0,66 0,48 0,28 0,91 0,77 0,56 0,80 0,61 0,40 0,93 0,77 вакха "3 маа 1Е По мере того как состав смеси отклоняется от а„„(т.
е. от состава, отвечающего максимальной скорости горения), кривая и(п) падает сначала довольно полого, а затем все более круто (и наконец при некотором ам„к, горение затухает). Форму кривой и(и) будем характеризовать отношением и~има„при различных п~па~аах' Отметим два результата, полученные для газообразных смесей. 1) Р[з данных работ [2, 3[ и других следует, что при уменьшении содержания инертного разбавителя (в частности, при переходе от воздушных смесей к кислородным) кривые и (и) становятся более пологими. Другими словами, избыток горючего нлн окислителя в кислородной смеси слабее сказывается на скорости горения, чем в воздушной смеси (табл. 6).
сннкенне скорости горения снеек бензол+ [ю ааа Оа+ (!00 — х) ага На) по мера отклонгнкн состава снеек от аа нрк различном проценте азота [31 (р = — 1 ата) 2) Величина и/иы„может существенно зависеть от давления [21. Для смесей СΠ— Оа, СΠ— воздух, СН, — Оа при а, достаточно сильно отклоняющемся от а,, наблюдается существенное уменьшение и!и,„,а прн увеличении давления. Другимн словами, избыток компонентов сильнее снижает скорость горения при высоких давлениях и слабее при низких давлениях (табл. 7).
В. Зввисимость скорости горения от давления Вудем аппроксимировать реальную кривую т(р) степенной функцией: т = бра. (2) Коли диапазон давления широк, обычно приходится разбивать его на несколько участков, а находить значения Ь и т для каж- Таблица 7 < аа ноо гкоростн горапнл газовых смесей но мере отклоненнн состава и ат па прн различных дазленнлх [2) "шах доге участка отдельно. Тем не менее применение формулы (2) ннлнотсн онр»ндаппым из-за ее простоты и удобства. Для всех изученных (к сожалению, немногочисленных) кислородных смесей значение т лежит вблизи единицы (табл. 8) и не обнаруживает систематической зависимости от и. Для смеси ! ! — Оа показатель т существенно больше единицы [2): в интервале 14 — 90 атл та=мха =- 1,42; т —.о,аа = 1,56.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
