 |
|
И теплотой, передаваемой путем молекулярной теплопроводности, свежей
горючей смеси (Дж/м2ｷс):
q = uн ρоср(Тг _ Tо) =
( )
λ δ г о T −Т
(4.11)
Считая δ равной толщине зоны горения δхим = ин txим (м), получим:
О хим хим
н ρ
λ
t
а
U с t
р
= = ; ин =
Хим t
A , (4.12)
где То, ρо и ср – температура, плотность и теплоемкость свежей горючей
смеси; а = λ/срρо (м2/с) _ коэффициент температуропроводности;
uн ρо (кг/м2ｷс) – удельный массовый расход горючей смеси; txим (с) _ время
Химической реакции в зоне горения (время сгорания).
Из выражения (4.12) следует важный качественный вывод, что скорость
Распространения пламени зависит от теплофизических свойств горючей
Смеси и времени сгорания. Так как время сгорания txим пропорционально
Средней скорости химических превращений и зависит от температуры и
Состава смеси в зоне реакции, то ин также зависит от этих параметров.
Рис. 4.3. Структура ламинарного диффузионного факела
Таким образом, скорость распространения пламени в определяющей
Степени может характеризовать закономерности химических превращений,
Происходящих в зоне горения.
Особенностью ламинарного диффузионного горения является растяну-
тый характер факела (рис. 4.3).
Сжигание термически неустойчивых газов в этом случае сопряжено с
Большим химическим недожогом, поэтому такое сжигание в практике
Используется редко.
Диффузионное горение газа в турбулентном потоке характеризуется
Более сложным механизмом горения по сравнению с ламинарным. Сильное
Влияние на длину факела оказывает вихревое закручивание струи газа и
Воздуха и угол встречи этих струй. Меняя эти параметры, можно управлять
Длиной факела в широких пределах. Благодаря преимуществам вихревого
Потока обеспечивается хорошее смесеобразование и интенсивное горение.
Как ранее отмечалось, переход ламинарного диффузионного горения в
Турбулентное для большинства газов происходит при числах Рейнольдса
Re > 2200.
Турбулентная скорость распространения пламени больше, чем ско-
Рость при ламинарном горении за счет интенсивного перемешивания слоев
Газа, а также за счет турбулентной составляющей температуропроводности и
Диффузии. Скорость химического взаимодействия (горения) при этом увели-
Чивается и tк сокращается. Турбулентная скорость распространения пламени
(ин
т) может быть определена зависимостью:
ин
т =
Хим
т
t
a + а
, (4.13)
Где а _ коэффициент температуропроводности, характеризующий молеку-
Лярный перенос тепла, м2/с; ат _ коэффициент турбулентной температуро-
Проводности, который пропорционален кинематическому коэффициенту
Турбулентной вязкости и характеризует перенос тепла за счет турбулентных
пульсаций, м2/с. При развитой турбулентности ат ｻ а :
ин
т ≈
Хим
т
t
а
. (4.14)
Так как кинематический коэффициент турбулентной вязкости растет с
увеличением числа Рейнольдса, окончательно получим:
ин
т ≈
Хим
Re
T . (4.15)
Таким образом, скорость турбулентного распространения пламени при
Мелкомасштабной турбулентности зависит от физико-химических свойств