Студопедия

Главная страница Случайная лекция


Мы поможем в написании ваших работ!

Порталы:

БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика



Мы поможем в написании ваших работ!




Структура и параметры диффузионного пламени, его зависимость от различных факторов

Читайте также:
  1. I. Страховой рынок и его структура.
  2. II. Административно-штатная структура, положения по управлению клуба
  3. II. Квадратичная зависимость скорости воспроизводства
  4. IV. 1. Организация (структура) экосистем
  5. Абсолютные величины: понятие, структура, используемые единицы измерения
  6. Алекситимия и психосоматическая структура
  7. Анализ влияния факторов на объем строительно-монтажных работ
  8. Анализ опасности различных способов включения человека в электрическую сеть .
  9. Анализ различных трактовок эффективности
  10. Анализ факторов и резервов увеличения выпуска и реализации продукции.

На пожаре в основном встречается диффузионное горение, когда скорость лимитируется скоростью образования горючей смеси, т. е. смешением горючего с окислителем (кислородом воздуха) за счет диффузии.

Типичное диффузионное пламя образуется при сгорании горючего газа, вытекающего из трубки в атмосферу воздуха. Когда скорость струи невелика, граница пламени устойчивая, пламя на вид «гладкое», горение протекает спокойно.

Хотя в большинстве случаев на практике приходится иметь дело с диффузионными турбулентными пламенами, большая часть научных работ посвящена исследованию ламинарных диффузионных пламен, более доступных для лабораторных исследований и теоретического анализа.

Структура диффузионного пламени.

 

Рис 4. Схема горения газовой струи (неправильная). Выносится на слайд.

 

 

Рис 4*. Схема горения газовой струи (правильная). Запечатывается в конверт.

 

Согласно общепринятым представлениям, при горении горючего газа, вытекающего в атмосферу, кислород воздуха диффундирует через слои продуктов горения, поступает к зоне горения, где вступает в химическую реакцию окисления с горючим.

Вследствие диффузии окислителя из окружающей среды концентрация горючего на некотором расстоянии от среза горелки хВ снизится с 100% до нижнего (верхнего) концентрационного предела распространения пламени jВ и с этого момента станет возможным протеканием химической реакции (Рис. 4). Из-за большого избытка горючего в этой области образуются в основном продукты полного (неполного) окисления (СО, СН4, углерод и т. п.). Образование в этой области углерода обусловливает ярко-желтое свечение диффузионного пламени. По мере расходования горючего и повышения концентрации окислителя на расстоянии хН концентрация горючего снизится до верхнего (нижнего) КПР (jН) и химическая реакция завершится. В интервале от верхнего до нижнего КПР (jВ - jН) концентрация горючего в зоне реакции проходит через стехиометрический состав jСТ, при котором скорость химической реакции окисления максимальная (Рис. 4). Экспериментальные данные показывают, что за счёт определяющего влияния диффузии на процесс горения ширина зоны реакции в диффузионных пламенах значительно больше, чем в кинетических, и составляет от нескольких мм до см. Соответственно, уменьшается скорость выделения тепла в единице объема зоны реакции. Так, для диффузионного пламени СН4 - О2 расход кислорода составляет 60 моль/(м3. с), а скорость тепловыделения - 41,8×103 кДж/(м3 • с); а в случае горения смеси в кинетическом режиме расход кислорода составляет 4×106 моль/(м3.с), а скорость тепловыделения 16,7×108 кДж/(м3.с). Таким образом, теплонапряжённость (скорость тепловыделения) единицы объёма зоны химической реакции кинетического пламени в » 4×104 раза выше, чем диффузионного.

Высота диффузионного пламени

Рис. 5. Изменение высоты пламени в зависимости от скорости истечения газа

из горелки постоянного диаметра.

1-ламинарный режим горения; 2-переходный режим горения; 3-турбулентный режим.

 

С увеличением скорости истечения горючего газа высота пламени пропорционально возрастает (Рис. 5). Такое горение является ламинарным. Для диффузионных пламен в настоящее время ограничиваются определением лишь высоты факела пламени.



НПЛ = V∙ r2/D, м

где

Н пл - высота пламени, м;

V - скорость истечения газа, м/с;

r - радиус струи горючего газа (горелки), м;

D - коэффициент диффузии окислителя в продуктах реакции, м2/с.

 

При постоянном расходе газа высота диффузионного пламени не зависит от размеров (диаметра) горелки. Экспериментальные данные Вооля подтверждают этот вывод: при изменении расхода от 1 до 100 см3/с в горелках диаметром от 4 до 10 мм высота пламени остается неизменной.

При всех прочих равных условиях высота пламени обратно пропорциональна коэффициентам диффузии. Установлено, что отношение высоты пламени горения водорода в воздухе и СО в воздухе равно 2.5. Однако соотношение коэффициентов диффузии водорода и окиси углерода равно 4. Таким образом, имеется некоторое несоответствие теории данным эксперимента. Однако это может иметь место вследствие того, что в данном расчете коэффициенты диффузии взяты для температуры 273 К. Фактически же диффузионные процессы протекают в основном при температурах, близких к температурам горения.

Вывод по вопросу: изучена структура диффузионного пламени.

Вывод по лекции: в условиях пожара наиболее распространен механизм диффузионного горения газов, жидкостей и твердых веществ. Поэтому знание условий его возникновения и развития необходимо для успешной борьбы с пожарами, а также для их предотвращения. Возникнув в результате воздействия источника зажигания, пламя в дальнейшем самостоятельно перемещается по горючей смеси с некоторой скоростью. Выделяют видимую, нормальную и массовую скорости распространения пламени. Знание скоростей распространения пламени в газовых смесях позволяет определять взрывобезопасные скорости газо-воздушных потоков в трубопроводах, по которым транспортируются газо- и пылевоздушные смеси.

 


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Диффузионное и кинетическое горение | Абсолютные величины: понятие, структура, используемые единицы измерения

Дата добавления: 2014-07-30; просмотров: 1487; Нарушение авторских прав




Мы поможем в написании ваших работ!
lektsiopedia.org - Лекциопедия - 2013 год. | Страница сгенерирована за: 0.003 сек.