15. Турбулентное горение однородной смеси.(Теория поверхностного горения Щелкина)

Согласно теории Щелкина поверхностного турбулентного горения, выделяются 2 отличных случая воздействия турбулентности на горение. Эти случаи зависят от масштаба турбулентности , по сравнению с шириной зоны распространения пламени .

, где - время существования данной пульсации, - пульсационная скорость

, где - число Кармана

Аналогично коэффициенту молекулярной диффузии перенос вещества в турбулентном потоке определяется коэффициентом турбулентной температуропроводности.

_{-для норм.}; ;

Рассмотрим 2 случая: 1)

Приняв ; ; ;

т.к._{at>> aH};1 ;

Путем преобразования и анализа получаем:

2) (Зубцы оч большие рисуем)

П ринимаем что ;

Если , то время, за которое фронт пламени перейдет от периферии основания конуса к центру со скоростью определяется как .

При наличии пульсац. скорости , фронт пламени опишет поверхность и за это же время продвинется на расстояние h.

Тогда образующая конуса Н будет равна:

; ;

16. Ламинарное диффузионное пламя

Как теоретически показано Зельдовичем, при горении непеременных газов, фронт пламени устанавливается в тех точках, где подходящие к фронту потока топлива и окислителя, находится в стехиометрическом соотношении.

17. Диффузионное турбулентное горение. Горение жидкого топлива

Горение Жидкого топлива

Для оценки влияния горения паров непосредственно у поверхности капли, можно воспользоваться критерием Семенова

При критерии Se<0,4 роль горения в пограничном слое невелика, основное кол-во паров выносится в окр. объём и сгорает там по законам газового горение.

При больших значениях Se пары интенсивно выгорают в пределах пограничного слоя.

При Se--> -диффузионное горение

18. Образование вредных выбросов в процессе горения.

1)NO, NO2

2) CO

3) дым и сажа

4 механизма образования NO

1)термический

2)быстрый (взаимодействие N2 с углеводородными радикалами)

3)N2O

4)топливный

При условиях характерных для КС ГТД основным мех-ом является термический

О сновной способ уменьшения Nox это недопущение образ-ия в зоне горения областей со стехиометрич. концентрацией топлива ( ) тех областей гдеTmax

LPP-бедная, предварительно перемешанная топливовоздушная смесь

RQL-богатая быстрая смесь

Дым это бензол и его разновидности.

Окись углерода (CO)

Причины образования в КС ГТД:

1. СО образуется в больших количествах вследствие нехватки кислорода для окисления углерода до углекислого газа.

2. Е сли смесь стехиометрическая или умеренно бедная то значительное количество СО будет образовываться вследствие диссоциации углекислого газа.

3. Низкая скорость горения или нехватка времени пребывания продуктов сгорания в зоне горения.

Несгоревшие углеодороды представляют собой молекулы несгоревшего топлива или продукты его термического разложения.

Образуется вследствие локального тушения пламени. Причины:

1. Тушение пламени за счет деформации и растяжения фронта пламени.

2. Тушение пламени на стенках и зазорах жаровой трубы КС.

Дым.

Дымность выхлопных газов связана с образованием диспергированных частиц сажи в богатых топливом участках пламени. Сажа состоит из углерода (96%) и смеси соединений, включающих водород и кислород.

Сажа не является равновесным продуктом сгорания топлива, поэтому определить уровень образования сажи на основе кинетических и термодинамических данных невозможно.

Образование сажи в основном определяется физическими факторами такими как распыление топлива и смешение его с воздухом. Увеличение давления в КС и температуры воздуха на входе в нее увеличивает образование сажи.

28