Для приближенных расчетов обычно принимают скорость прохождения смеси через фронт пламени постоянной и равной uн на всей поверхности конуса. Это позволяет определить нормальную скорость распространения пламени путем деления объемного расхода протекающей через горелку смеси V, м3/с, на поверхность конусного фронта пламени S, м2:
.
(5.7)
Если предположить, что фронт пламени имеет
геометрическую форму правильного конуса, а скорость потока смеси 
, м/с, одинакова во всем сечении канала горелки, то
формулу (5.7) можно модифицировать следующим образом (геометрические
обозначения см. на рис. 5.3):
(5.8)
Поскольку в действительности фронт горения не является правильным геометрическим конусом, для точного определения нормальной скорости распространения пламени его фотографируют. Полученное изображение фронта пламени графически разбивается на ряд усеченных конусов с минимальной кривизной образующих. Суммируя их поверхность, можно определить площадь поверхности конусного фронта пламени, весьма близкую к действительной. Этот метод определения нормальной скорости распространения пламени называется методом горелки.
Значения нормальной скорости, полученные методом горелки, как и другими достоверными экспериментальными методами, близки между собой и равны значениям, полученным методом запаянной трубки (см. табл. 5.1).
Из формулы (5.8) после некоторых преобразований, можно получить зависимость высоты конусного фронта пламени h, м, от характеристик газа и горелки:
. (5.9)
Эта зависимость показывает, что высота конусного фронта пламени для данного вида газа зависит главным образом от размера огневого канала горелки. Из этого следует, что для уменьшения высоты пламени достаточно разделить большой канал на несколько мелких. Для газовоздушных смесей с равнозначными характеристиками высота конусных фронтов пламени малых каналов может быть определена (с достаточной для инженерных расчетов точностью) по высоте фронта пламени одиночного канала при помощи выражения
,
(5.10)
где h — высота фронта пламени малого канала многоканальной горелки; H — высота фронта пламени горелки с одним крупным каналом, определенная по формуле (5.8); n — количество каналов многоканальной горелки.
5.3. Горение в турбулентном потоке
Рассмотренное выше горение в ламинарном потоке осуществляется преимущественно в инжекционных горелках газовых устройств малой мощности. К ним относится многочисленное семейство горелок газовых плит, бытовых и коммунальных приборов, небольших отопительных котлов, водонагревателей и некоторых промышленных печей. В устройствах, работающих с высокими тепловыми нагрузками (отопительные и промышленные котлы средней и большой мощности, термические печи, сушила и т.п.), необходимость уменьшения размеров горелок и топок, а также быстрого получения больших количеств энергии в ограниченном пространстве обусловливает принцип сжигания при турбулентном движении потоков газа и воздуха.
При турбулентном течении воспламенение и другие внутрипламенные процессы протекают в результате перемещения в пространстве мольных масс газов, то есть турбулентной диффузии. При переходе ламинарного режима течения в турбулентный режим гладкий конусный фронт пламени вследствие вихревого движения и пульсаций начинает размываться и терять четкое конусное очертание.
Возрастает толщина зоны горения, которая перестает быть поверхностью горения и становится объемной. При этом наблюдаются две характерные разновидности горения, соответствующие мелкомасштабной и крупномасштабной турбулентности. При мелкомасштабной турбулентности, не превышающей толщины зоны ламинарного горения, конусный фронт пламени сохраняет свою форму и остается гладким, хотя толщина зоны горения заметно увеличивается. Если же масштаб турбулентности несколько превышает толщину зоны нормального горения, то поверхность фронта горения становится неровной, волнистой, на ней как бы наблюдаются выступы и впадины.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.