ПЛАМЯ БУНЗЕНОВСКОЙ ГОРЕЛКИ. ПОДЖИГАЮЩЕЕ КОЛЬЦО.

Представление о фронте пламени как поверхности химического превращения, отделяющей холодный горючий газ от горячих продуктов сгорания, возникло давно и широко использовалось на практике для определения скорости распространения пламени. Чтобы ее определить, использовались простейшие устройства для горения, такие, например, как горелка Бунзена, над которой устанавливается факел пламени (см. рис.). Приравнивая расход газа через поверхность факела пламени расходу горючей смеси через трубку   ( S_f – площадь факела, S ₀ – площадь сечения трубки, U – средняя скорость движения газа по трубке, превышающая нормальную скорость пламени), можно определить линейную скорость распространения пламени u_n или массовую скорость горения  ( - плотность холодного газа), если найти величину поверхности горения.

Пламя на горелке Бунзена сохраняется в стационарном положении потому, что вблизи среза трубки вследствие гидродинамических и тепловых причин возникает поджигающее кольцо – удерживающая пламя область. В этой области из-за трения о стенки трубки скорость течения газа значительно меньше средней скорости движения газа по трубке горелки, и достаточно близко к поверхности имеется слой, в котором скорость газа меньше, чем нормальная скорость распространения пламени. Однако пламя не проникает в трубку, потому что в тонком слое теплоотвод в холодные стенки трубки весьма значителен, что весьма влияет на скорость распространения пламени и приводит к погасанию пламени в непосредственной близости от стенок. При выходе газа из трубки течение зависит еще и от расстояния от выходного среза. Пламя располагается именно на таком расстоянии от среза горлки, на котором его скорость распространения становится равной местной скорости течения газа – возникает устойчивое равновесие, обеспечивающее существование поджигающего кольца. Случайное удаление пламени от горелки приводит к уменьшению теплоотвода и к увеличению нормальной скорости его распространения, в результате чего пламя вновь придвигается к срезу горелки. Напротив, слишком близкое расположение пламени уменьшает его скорость, и пламя сносится потоком газа до места, где соблюдается равновесие.

Принципиальная роль теплоотвода в стабилизации пламени на горелке Бунзена подтверждается следующим опытом: если нагреть стенки трубы, то пламя проникает вдоль стенок внутри трубки, т.е. тепловой механизм стабилизации прекращает свое действие.

 

⇐ Предыдущая9101112131415161718Следующая ⇒

Поделиться: