10 Дәріс – Жалынның турбулентті таралуы – 1 сағат

Жоспар:

1. Жалынның турбулентті таралуы

2. Сұйық жанармайдың жануы

3. Бақылау сұрақтары

1. Жалынның турбулентті таралуы

Ламинар ағыныны Rе аз санында мүмкін. Re >Reкр кезінде ағын тұрақтылығы бұзылады және газдың аз көлемінің қозғалысы пульстанады. Ағын жылдамдығы орташадан, уақыт бойынша орташаланғаннан ерекшеленеді. Осылайша қысымның лезде және орташа мәндері бір-бірінен ерекшеленеді. Егер ламинар жану теориясында негізгі қиындықтар жану теориясының теңдеуіне келтірілген нақты кинетикалық параметрлердің жоқтығына байланысты болса, турбулентті жану теориясында теңдеудің қажетті жүйесі құрылмаған. Беттік модель негізделуі ламинар жалынның жазық майданы турбуленттік әрекет астында қисаяды және ламинар майдан түйініне айналады.

Майданның конфигурациясы мен өзара орналасуы өзгереді. Олардың ортастатикалық беті F_ТН тұрақты болады(біртекті турбуленттілік).

U_n әр майданда тұрақты деп қабылдаса,

F-құбырдың көлденең қимасының алаңы

F_П1 беті жанғыш заттың жеке көлемінің қазіргі кезде турбулентті жану аймағындағы жинақ беті ретінде алуға болады. Жаңа қоспа мен реакция өнімдерінің бұндай көлемі ламинар жалынмен қапталған. Бұндай модель үшін: U_T~√R_е, егер аR_е+в (а,в - тұрақты).

Әлсіз турбуленттік үшін

Қатты турбуленттік үшін

U_КВ-орта квадрат жылдамдығы

Көлемді модель үшін бастапқы заттың қыздырылуының жеке микроаймағының болуы және одан кейінгі реакция жылдамдығы. Бұл модель бойынша формула ұсынылады.

Д – диффузия коэффициенті.

Д_Т – турбулентті диффузия коэффициенті.

2-ші модель бойынша турбулентті модель жалын құрамы бойынша ламинарлықтан ерекшеленбейді. Көлемді модель үшін ламинар жалын теориясын диффузиялық молекулалар коэффициентін турбуленттікке ауыстырумен және молекуляр жылуөткізгіштікпен алады.

z a_Т=λ_Т/(S*C_р)

Тағы бір модель бар – микрокөлемді – турбулентті ағында жану жылдамдығының өсу тиімділігін түсіндіруші. Аз турбулентті көлемде бастапқы заттың жану өнімдерімен молекуляр ауысуының тез процесі жүреді. Ауысудан кейін температура өзіндік жану температурасынан жоғарыласа, қоспа көлемді реакция заңы бойынша жанады. Ламинар заңына қарағанда жылдам. Бұдан кейінгі жану өнімі бастапқы затпен қосылады және осылайша жалын таралуы жүреді. Беттік модельге қарағанда бұнда ламинар заңы бойынша таралатын ламинар және ұсақмасштабты майдан болмайды. Бастапқы зат қоспасы мен жану өнімдерінің жылдам қатысты қозғалысы мен соңғы аз индукция кезеңі себебінен бұл майдандар шекара көлемі арасында қалыптасуға үлгермейді. Микрокөлемді модель турбуленттігінің қолдануының төменгі шекараны турбулентті ағындағы ламинар майданның болу ережесі шартты.

l_е-турбуленттіктің Эйлер масштабы

- ламинар жалынның жалпы ені.

Температура воспламенения и пределы воспламеняемости горючих газов.

ГАЗ	t воспламенения смеси с воздухом	Максимальная скорость распространения пламени	Содержание газа в смеси
			При максимальной скорости распространения пламени	Предел горючести
				верхний	нижний
Метан	810	0,67	10,5	15	5
Этан	783	0,85	6,53	12,5	3,2
СО	883	0,33	53	74,2	12,5
Н2	783	4,83	42	74,2	4
Природный газ	803			14,8	3

ГАЗ	Соотношение воздух/газ			Коэффициент расхода воздуха
	При максимальной скорости распространении пламени	Предел горючести		При максимальной скорости распространения пламени	Предел горючести
		верхний	нижний		верхний	нижний
Метан	8,5	5,65	19	0,9	0,59	2
Этан	14,3	7	30,3	0,93	0,75	2,48
СО	0,89	0,34	7,1	0,37	0,14	3
Н2	1,38	0,34	24	0,58	0,14	10
Природный газ		5,65	32		0,63	1,2