Возникающие при детонации давления могут в 2…3 раза превышать давления обычного теплового взрыва, приведенные в табл. 5.1.
**********************************************************
Пример5.1
Определить максимальную нормальную скорость распространения пламени для сложного газа в смеси с воздухом. Состав газа, % об.: CH4 = 85,0; C2H6 = 5,0; CO2 = 3,0; N2 = 7,0.
Решение
1. Горючая часть газа составляет:
100 – (3 + 7) = 90 % об.
2. Состав горючей части газа без учета балласта:
; 
.
3. Содержание горючей части в смеси с воздухом, имеющей максимальную скорость распространения пламени определим по выражению (5.2), используя данные табл. 5.1:
%.
4. Максимальную нормальную скорость распространения пламени для смеси горючей части газа с воздухом определим по выражению (5.3), используя данные табл. 4.1:
м/с.
5. Максимальную нормальную скорость распространения пламени в газовоздушной смеси с учетом содержания балластных примесей определим по выражению (5.4):
м/с.
**********************************************************
5.2. Горение в ламинарном потоке
В большинстве случаев сжигания газов в технике фронт пламени должен не перемещаться, а занимать устойчивое положения в объеме топки или в другом пространстве, где должно происходить горение. Именно такую стабилизацию пламени обеспечивают различные конструкции горелок, в которых организация подачи потоков газа и воздуха позволяет остановить в пространстве фронт пламени горящей газовоздушной смеси.
|
Теоретически фронт пламени может быть остановлен, если поток самой газовоздушной смеси будет двигаться навстречу пламени со скоростью, равной нормальной скорости распространения пламени: wпот = uн. Однако только в опытной трубке фронт пламени можно считать условно плоским, и для него справедливо вышеприведенное выражение. При истечении горючей смеси через огневое отверстие горелки в неограниченное пространство возникает конусный фронт пламени. Закономерности развития конусного пламени удобно рассматривать на примере простейшей горелки Бунзена (рис. 5.3). |
Рис. 5.3. Схема конусного фронта пламени при ламинарном течении |
Она представляет собой вертикальный цилиндрический
канал 1, по которому течет предварительно подготовленная газовоздушная
смесь с первичным коэффициентом воздуха 
= 0,5…0,6.
На срезе огневого отверстия канала происходит воспламенение смеси и возникает пламя, состоящее из двух конусов. Внутренний конус 2 представляет собой фронт пламени, где сгорает часть топлива, для которой хватает окислителя в составе самой горючей смеси. Внутренний конус имеет достаточно устойчивый и резко очерченный контур зеленовато-голубого тона (для природного газа). У основания конуса пламени скорость течения смеси и скорость распространения пламени сравниваются в горизонтальной плоскости. У среза горелки возникает устойчивая зона горения, выполняющая функцию запальника, а само ламинарное пламя проявляет способность к самостабилизации (см. разд. 6).
Наружный конус 3 представляет собой поверхность, на которой оставшаяся часть топлива выгорает в результате диффузии кислорода из окружающего воздуха. По причине диффузионного характера протекающих процессов наружный конус не имеет четкого контура, а его границы размыты.
Фронт выглядит неподвижным, хотя в действительности он двигается навстречу истекающей смеси. В каждой точке внутреннего конуса скорость распространения пламени направлена по нормали к его поверхности внутрь пламени. Поскольку фронт неподвижен относительно среза горелки, это означает, что нормальная скорость распространения пламени uн в точности компенсирована нормальной составляющей осевой скорости потока wн (рис. 5.3). Математически это явление описывает уравнение Гюи — Михельсона (закон косинусов):
.
(5.6)
Так как при ламинарном течении распределение скоростей в поперечном сечении канала близко к параболическому, то для каждой точки, лежащей на образующей конуса, можно определить скорость распространения пламени.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
