Основы теории горения Сполдинг Д.Б.

и, ь. сполпииг ОСНОВЫ ТЕОРИИ ГОРЕНИЯ Перевод « нгввдсваво Л. д. Кд» ва н РВ вд Садово ндвва д р двенвед УВ И. В н р ус в ГОСУДЛРСТВСР!ИОС ЭИЕРГЕТИ 1ЕС11ОР ИЗЛ4ТГЛЬСТВО коскве 1959 ДДННКГРДД ОТ РЕДАКТОРА Нроцсос горения топлива уже давно вспозьгусшя в шт~нже, однако до последнего времени «ам меха~мам зтога процесса и факторы, его определяюпше, были изучены соасршеино недостаточно. Необходггмость создаивя форсирагмпных устройств Лля шкпгавгш топлива, вызванная развинем газотурбиниой, реактивгюй я ракетной теленка, опре. ге пша чрезвычайно шпснсиввос развертывание ясследова. тельскых работ в области героиня. Ретуяшаты агах рабпт, прозедсниык в течеяие посзедивх лет, позволилн накопить об.парный зьшгерпментзльвый материал н созвать первые наметка теорнв горения Одпыго и до настоящего вРемеви многие явялия остаются нераскрытыми, чш опротетяег дальнейшее равняите исследовзтельсьв. Раоот э данной об.

засти Эшт период разработки теории гореаия характеризуется, с одной стороны, весьма большим чис.том опублнкпззнных в периопнческой не гати статей, зосвяШснных расштотренню отдельжых падений и попыткам построения част ныт теор~ийг, а с другой стороны, весьма ограючштиым качхчсхпюн работ, подзолшцвх слога и суммируюших состояние ыРгньгх предстзвлепкй о процессах горения. Псетому кппгз Д. В.

Сполдннга, крупного аяглгйсяшо спепаалисга о области гаревая, яесочненно представлпсг интерес, ьрпчемнстальколл» лвц, работаюппж в этой области, во и ялл широкого круга рабе нигтов многих произолст, а аторь ш зую млея. тепл ма ообмена Книга не яктнспгя собственно моншрзфпей. Б своем предисловии автор указывает, что в пей изложен его опыт изучения предмета. Это гюределяег орнгггнальттость струк.

туры и сод~ржания книги. Бместе с тея нсооьодкма отме. тйт~ нш.озорую иеровишть а отборе магеряала. В книге неряху с пзлажеппсм зтементарпых овешиий из тсрмоднпамякн в газолияамж и не рассмотргж ряд важных вопросоз, а некоторые из пих изложены слишком поверхностно. Автором исполшоваи весит~а обширный .пгтсршургтый ма3 герши, ио ряд гшс жпованнй юлька упомииаешя в пр пп поженян знакомства чиштштя с зтими рабстамл. Вместе тшг необходима напомнвть, что почти пятилет.

пий срок, отдедяыжяй изданле перевода втой книгм от вре. чеии ее написания, несомненно определяет аекогорое уста рение выложенного Ьзатериала в связи с отхгежнным выше быстрым раиштием данной отрасли. Рад предпосылок автора слалует считзгь слпшхом упрапгенвымн, а аекоторые н яс поттвердившвмися при,ыльнейших жследоваииях. Перевод глав й и 4 вьп олвеи Л. А.

Кпвчко, оста.гьиых ~аав--Ат. П. Самозвзшгевып В связи с озсув:гнием усюповнвшейся термнгготогяп в ггашюй обтасмг возник ряд трудностей переюха новых термшюв, преллажениыл автором. Перевод тзьзх германов, естественно, иеобюдвмо была выпал ппь возможно близко к дословпому, Однагга ввиду педссшточпой, по моему мпеаиш, точпнмти я ис**шшя некоторых зз ннх приведенные и переводе иа русокггй язык новые герьшпы по следует рассматривая, как рсномсивуемые Буквенпьге обозначения я ~ндексга огтавлеиы и большинстве гшучагв в соответствии с оригиналом, кроме оботпаченай пеюторых физических параметров, которые заменяяы оглшспрниятымн в отечественной литературе.

Д. Н Вьгрубггз ПРВуйщг:ВОВИВ Дниурд Эш киша лредюзззчеиз ли ьонсгрткторов ыиятыт разработкой угтройств по сн.ига:ппо топлива Хоти рассмв трнвасчыс в квлге практические агюросы относится главны и обраюм к гаювым турб:шлм, э налегось, что киюв окажегсн волеоной та~ гке и «вззи с проблемами сгорании в котсль. пыт устгюонках и промывлегшых топо шых устройщвах, а ышже в рякетат, прямого шык двигателях н других хаме. пвх сгорания с большой теплогганряженисстью.

Ингкеиер, прнступающнй к изун.иию твзрнв гор шгз, лолжеп прсдивр~гтелыю ознакомиться с мшзгоп.слениыми спещишьпычи лиспнчлипами, в точ чншю с термолвнампкай, а»роюшачикшй теорией тепло- н массообмснз н химией. В обншх ва шльных учебниках эти дисциплины излагающн чс.ьма позсрзаостио. В тюлсс полны. курсах аэроднначикн н химин. а гнюке в щютпеютвуюшдх справочшо ках, ымктнеипо, содержится,толь обширный материал, что слегтизлггст-твштогеьшгк не в состоягшп его использовать; шплнзя грузность лтя учащего ч заключается в выборе тех немногих разделов ссогаетсшующггх дисциплин, гютарыеечу квнспнпельио необхагимы. В резэльтате тесгюго сопри косиовеннз рада различных Лисниплин статык пмсюпьве отноше'ше к проблемам горешщ печатаются в самых разно сбразнык научных и технических журналш н написана г гзгсьма разливных точек зрения.

Одна и та же зксперичгегтзльная уставовха может бьыь шчзальаована х'шиком, нзу'и ощпм эрнродт хим ч юш резкний, тех ело ом-нвфтэннком, ищущим методы г.гвндартного испытания тщгчиа, и внжепероч-двигателисгам, который исследует у"гаповкч лт» зюпользоаа~цгн экспернмеатзлыгых результатоэ прч консшп грозанин двигателя, Иоэ гому часта .гишь па прошестн ~и «екозорога времени читатель обна1 ужлвает, что, несиотри на внешнюю общность тем статей, пт авторы пишут о разных вещах. Особые трудности вызывает чгрезэычвбгчо бь«йзлй рост обьеча дгсннплнп, обуотовлснэый гюавлш нг.ч гвю ой тур- 3 бппы и других устроя тз, в которых гюпользуется пршэ птрюшя болыпай тсзшшпюзялтеп.кити В результате бысйюго раазития научной работы учебнютп становятся устарсншими поч~и немедленно по;ле вт появления Их заменяют теперь юшпознумы и ноллоквиумы, материалы «агорыт. птнако, с трудом усэатгвзююя учпшдмвся Зш книга, содержащая попытяу ззоследоаатегиного гю.

хожении результатов современных исстедонаний сгорания. напвсапа ва основе собственного опыта научения предмета я преодоления тет трудаостсй, которые эоеаикчн переда мной, ьогдз я впервые приступал к работе в этой областа Построепие закопченной теории может быть эыполннно только путем тшательпого аиалгаа результазоэ экочерзюктз Я стргиплся, хотя манжет быть и пе всегда успешно, ° летпп лппш тт вопросы, которые необходимы для папвмаяпя сущности и методов упрашгеиия пропессои горенюз н югжеперных тсгаиоэках, ограничиваясь зри этом ржу:итатамн собст эеаных теоретических и эксче тпметпальных р:г.

бог. Ввиг тою, по теория горения развпвмтся ве:ьма быстро, а методика расчетов ешс пе установилась.;шстоапиш кинга язляетсн спорее монпграфией, чем уъе6шгком Хотя я предполагаю, что гштатель нмеет некоторое представзепгге о термодинамике, гидромеханике, тепло- к маосо. обмече, тем не ьюнее в пераьгх трех главах изложены из. бранные разделы этих дпспяплин, причем, разумеется, объем приведенного материала ограпичев.

Глава 4 яосэяшена более подробному изюжению теории тепло- и мзссообмена прк налпчнн хини'юской реакпии, причем для больпгей по:гноты вклгочечы неготарые вопросы, которые с точки арсаев проблем сгорания з газовых турбниах не имеют особого значения.Маей пе.зью было дать обобптеяпый метод расчета скоргктей массообиеяа а наибизее сюжпых условиях. Оллако зют ьютод еше индоссата*шо проверен для того, чтобы можно было считзть устаповлеаиай его окончательную пригодност~ Экслеримевтютьиыг дюшые привезены глааныч образом в качестве нллюгтрапяй, а не полного обзора яме ошихся экспериментальных ьтатерналоз В глазе 5 рассчазйзяакттся некоторые основные титпг чеснне особенности изрекая, а также зыясаяется, каким г»- раэоч, взаимодействие химических я фншческих пропессоэ может объяснить ггвлепия, связанные с распрсстраззеяэетт пламени устой гивостью пронесся гоРения, погзсавистг я воспламенением Здесь пс рассматривается глубоко хнмизч процессов.

кроне зопро оа о оудареннят тюлеьуз п нонк- а гна энергии актязапнв Позточу ага глава может быть нсчнгсресзой Лтя химика, но, с опвой стороны, нспальзовавне .оарсмешшт знаний по юшетвке кимическнх реакцвй мало плолапюрно, а с лругой стороны, бпчьшгшства пеленай, которые интсре угот инженера, может быть объжвено про. стейшнии теоретическими соображениямв Я строчился, чожет быть лаже слишком полробно, сбъжнить ваанма.

вязь разлвчпьсс характерных явлений, например нормальной скорости распространения пламени, гасяшого размера, скпроств потока, при кшорой происхояит орые пламони, н т. л, так ьак знв гение отлгльпого ивлсння легче оцепить, расяолагая обшей тсоргюй. Я также строчился полчеркиуть аиа. ошю между фактораын, опрепелягощггмв устойчивость зарсиигз гомогенной смешг, жидких и тэертгых топлив Усшйпгвый режим всегда огрз1зичен вернчим пределом, прн ко. гором скорость массппбчсна становитсн чрезмерно большой, и нижним проделок, опрегшлнемым шловычн патерики. Этз озпошачнастг кажется тшг н гес глтбокое значение, Тшяическпе приложение сгелеюпг, изложенных в глапах 4 и б, рагсмшризаегся э посгшэней главе, краткость коз орой указывает иа агранз гсшгость совремсвиогп уровня знаний.

Очевтьтно, шлыга посш расширения н сисшматвза~гии этих зияний конструктор камер сгорания получит мзтсриал гля точного расчета, базиругошвйся на научных лаи. выч Тем нс ыеиее я считаго, что в ксстоящес время в результате зна чительных усзехов, лоствгнутых зз поьтппггие гольь сознана прочная основа лггя разработки метолов контруированяа камер сгараняя; я с ппаю гакже, что фазнчешие и кнмнческис фактории итиягопгие ва процесс горения, могут быть отпелены друг от зруга и изучаться порознь, н по все явления, связанные с горением, возникают вследствие ззаимодействня этИк факторов, котэрое изменяется в швисичости от аэродияазп|чгских тслпвий.

Предсказание акономернпстей прогсссса горения, таким образом, зависит |ишь от решения, вззгричер, аапачн о каявектпивом теплпчассообмсне с спотзетстзуюшимн исто пшкзмп и гтокамн. тьгтенсивносгь гсоторыт нахоянтся в определенной завасн1оств от местных температур п составов Матечатвческие истопи и техника эксперимента, неабхалнмые шя решении шпх задач, могут быть ззимствованм мз соошшствугпших шициплнн Олнако испотьзовавис чисто чатсматических метолов затртлияется тем, что аэролннамнна турбулентнгяо течения, особенно прз больших силах аязкосгиаго трения, сраанитсльио мала тюуяеиа, эти труднастп должны лишь стииулнрпвать попытки як преодолсипя. Во жаком слуяш ужт ссйэас залаяв мажет быть поставлена.

Я это утверждаю, иксиотря иа то, шо прод-сс горения сллшиам лолго казнтся таянгтвсиным и в связи с этви мна. гне не дояускают возможности скорой разработки егп тсорав в такой станови, как, например, разрабо~ана динаиняа. 11ошоиу мос ушержлснис можят показаться слишгюм сны лым. Однако такое напарив в эоэиожность разработки таорли в балыпси мере задержнвагт протрссс, яем сама сложншть проблслт, связаивыл с юрением.

1В дскабря 1Вбл г. Д. Б. Сяолдтзнэ Глава первая ТЕРА!ОДИНАГИИКА г, Впндеине Га авы: ~урбннз пктозппога давлю на работа«г следую~зитг обршон, Рабочее зешесгва посгупае~ н компрессор, где с.го данлелие увелггчивается. Затем вследствие Шьдзода тели: игш пропесса сгорания увеличввзется гезшература раба~с~о вещества, н законен, оно расширясття в турбнне до перэоначальншю дамиан ~я, Всмдствне увеличения темпераПры газ, протекзюшнй 'герез турбтпгП нчеет больший объем, чем газ, сжимаемый в компрессор '. Поэтому работа, необходимая дтя сжатия, окгыывашся ченьше работы, полчшсмай прн расншренип.