7. Горение жидких топлив, капель, аэрозолей – гетерогенное горение

Горение жидких топлив идет через стадию газификации

Стефановский поток

При интенсивном фазовом переходе (или химической реакции с изменением объема) на поверхности конденсированного топлива возникает течение газа как целого, что дает дополнительный конвективный перенос – т.н. стефановский поток. Это явление необходимо учитывыть

Испарение и горение одиночной капли горючего

Кинетический и диффузионный режимы горения

В кинетическом режиме скорость горения определяется кинетикой химических реакций;

В диффузионном режиме скорость горения определяется диффузией (транспортом), скоростью смешения реакгентов.

Основные допущения

(сильная идеализация!):

1. Испарение одного компонента (топлива);

2. Тепло- и массообмен внутри капли не рассматривается;

3. Процессы в газовой фазе стационарны (параметры капли меняются медленно – квазистационарное приближение);

4. Внешние силы и внешняя конвекция отсутствуют

Выводы из простейшей теории

1. Размер капли изменяется по d ² – закону: квадрат диаметра капли уменьшается с постоянной скоростью;

2. Скорость уменьшения поверхности капли, безразмерный радиус фронта горения (r_f/r_s) и температура зоны горения T_f остаются постоянными;

3. Температура зоны горения T_f является адиабатической температурой горения стехиометрической смеси «топливо-окислитель».