Скорость распространения пламени

Состав горючей смеси. На рис. 12.1 даны значения скоростей распространения пламени для некоторых газов в зависимости от их содержания в воздухе, полученные методами трубки (рис. 12.1, а) (равномерная скорость) и горелки (рис. 12.1, б) (нормальная скорость). Кривые зависимости скоростей пламени от концентраций газа в горючей смеси имеют колоколообразный вид. Следует отметить, что при изменении состава горючей смеси изменяется температура горения, поэтому в действительности с помощью приведенных на рис. 12.2 кривых представлены зависимости скорости горения не только от состава, но и от температуры горения. На рис. 12.2 приведена зависимость нормальной скорости распространения пламени от его температуры для углеводородных газов. Видно, что для всех углеводородов эта зависимость описывается одной кривой за исключением водорода.

Влияние влажности. Введение небольшого количества влаги в горючую смесь приводит к значительному увеличению скорости распространения пламени. Реакция окисления ускоряется в результате каталитического действия паров воды

где С_Н2О — концентрация водяного пара в зоне реакции.

Начальная температура смеси. Предварительный подогрев, т.е. начальная температура T ₀ горючей смеси, оказывает влияние на скорость распространения пламени. Скорость распространения пламени (рис. 12.3) возрастает с повышением начальной температуры во всем диапазоне изменения концентраций горючего. Из рис. 12.3 видно прогрессивное возрастание кривой изменения максимальной скорости распространения пламени с температурой смеси. Для большинства углеводородных газов эта зависимость определяется эмпирическим уравнением вида  где А, В — коэффициенты, зависящие от вида газа. Показатель степени n изменяется в зависимости от температурной области и вида газа в пределах 1,4 < n < 2,1.

Данная зависимость и форма кривых на рис. 12.3 согласуются с эмпирическим законом Пассауэра: где α — коэффициент, определяемый свойствами горючей смеси и условиями химической реакции. Из кинетики химических реакций известно, что влияние температуры смеси на скорость химических реакций весьма значительно и определяется законом Аррениуса.

Акустические возмущения. Акустические возмущения оказывают влияние на скорость распространения пламени в зависимости от частоты и амплитуды. Влияние акустического поля сводится к нарушению ламинарного потока и изменению формы пламени. В звуковом интервале частот от 5 до 12,5 кГц при повышении амплитуды акустической волны происходит изменение формы фронта пламени. Ультразвуковые колебания с частотой 270...500 кГц увеличивают скорость горения. Это связано с возникновением пульсаций в потоке смеси и ее турбулизацией.

Экспериментальные методы определения

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться: