Тема 5. 4. Скорость горения жидкостей. Учебные

Скачать презентацию Тема 5. 4. Скорость горения жидкостей.  Учебные Скачать презентацию Тема 5. 4. Скорость горения жидкостей. Учебные

tema__5.4.ppt

  • Размер: 190.5 Кб
  • Автор:
  • Количество слайдов: 23

Описание презентации Тема 5. 4. Скорость горения жидкостей. Учебные по слайдам

Тема 5. 4. Скорость горения жидкостей.  Учебные вопросы: 1. Скорость горения жидкостей. 2.Тема 5. 4. Скорость горения жидкостей. Учебные вопросы: 1. Скорость горения жидкостей. 2. Выгорание жидкостей со свободной поверхности. 3. Химический недожог.

Чтобы жидкое горючее загорелось необходимым условием  является образованиегорючейпаровоздушной смесиоколоегоповерхности. Если в этом случаеЧтобы жидкое горючее загорелось необходимым условием является образованиегорючейпаровоздушной смесиоколоегоповерхности. Если в этом случае к поверхности жидкости поднести нагретый источ ник, то произойдет воспламенение паровоздушной смеси, содержащей пары горючей жидкости и воздух как окислитель.

Горениежидкогогорючего :  •  соднойстороны , есть горение его паров, т. е. вГорениежидкогогорючего : • соднойстороны , есть горение его паров, т. е. в своей основе гомогенный химический процесс, • сдругойстороны , его скорость определяется скоростью испарения, которая зависит от скорости (количества) подводимого к жидкости тепла от горящего факела, т. е. от чисто физического процесса теплообмена.

Для жидкостей различают массовую G и линейную скорость горения V.  • Под массовойДля жидкостей различают массовую G и линейную скорость горения V. • Под массовой скоростью понимается масса жидкости в кг, выго рающая в единицу времени (ч, мин) с единицы поверхности: , кг/мин 1000 V G

Линейная скорость характеризуется высотой слоя жидкости (мм, см), выгорающей в единицу времени:  Линейная скорость характеризуется высотой слоя жидкости (мм, см), выгорающей в единицу времени: , мм/мин где h – высота слоя сгоревшей жидкости. Обе скорости взаимосвязаны. h V

Линейная скорость горения некоторых жидкостей :  • керосин  - 0, 93 мм/мин;Линейная скорость горения некоторых жидкостей : • керосин — 0, 93 мм/мин; • ацетон — 1, 40 мм/мин; • автобензин — 1, 75 мм/мин; • авиабензин — 2, 10 мм/мин; • толуол — 2, 68 мм/мин; • бензол — 3, 15 мм/мин.

Скорость горения жидкостей непостоянна и изменяется в зависимости  от  начальной температуры, Скорость горения жидкостей непостоянна и изменяется в зависимости от начальной температуры, диаметра резервуара, скорости ветра и других факторов. Сильный ветер способствует смешиванию паров с воздухом, повышению температуры пламени, в результате чего интенсивность го рения увеличивается.

Пригорениисосвободнойповерхности  над зеркалом жидкости возникает язык факела пламени, а уровень жидкости начинает опусПригорениисосвободнойповерхности над зеркалом жидкости возникает язык факела пламени, а уровень жидкости начинает опус каться. • Общая схема горения с открытой поверх ности жидкости зона догорания поверхность воспламенения пары топлива конвективные токи зона подогрева жидкость

 • Сгорание в факеле происходит за счет диффузного смешивания паров и воздуха, • Сгорание в факеле происходит за счет диффузного смешивания паров и воздуха, причем значительную роль, в этом случае, игра ет конвективное движение, аналогичное присосу воздуха при обыч ном факельном горении. • Подводтеплакжидкости , как это уже было показано выше, осуществляется , главным образом, засчетизлученияот факела.

Интенсивностьизлучениязоныгорения на зерка ло жидкости не зависит от его формы и величины, а определяетсятолькоИнтенсивностьизлучениязоныгорения на зерка ло жидкости не зависит от его формы и величины, а определяетсятолько физико-химическимисвойствамигорючего и является опреде ленной константой горючей жидкости.

Уравнение теплового баланса на 1 кг зеркала испарения выглядит следующим образом:  • Уравнение теплового баланса на 1 кг зеркала испарения выглядит следующим образом: • — количество тепла, излучаемое факелом на зеркало жидкости, к. Вт/м 2 ; • W Г — скорость горения, отнесенная к единице поверхности испарения, кг/м 2 ·с; • С СР — средняя теплоемкость жидкости, к. Дж/кг· К; • t K — температура кипения жидкости, К; • t 0 — начальная температура жидкости, К; • λ П — теплота парообразования, к. Дж/кг. ПКСРГЛtt. СWg)(0 Лg

 • Доля тепла, теряемого пламенем жидкости через излучение, по отношению к количеству тепла, • Доля тепла, теряемого пламенем жидкости через излучение, по отношению к количеству тепла, выделяемого в пламени в результате химической реакции, можно проиллюстрировать на примере горения бензина: V= 6, 67· 10 -5 м/с (~ 4 мм/мин); Т ≈ 1400 К составляет 40 %. • Таким образом, пригорениибензинана излучениерасходуетсядополовины тепла, выделяемоговходехимической реакциигорения.

 • Глубина проникновения тепловой волны вглубь жидкости огра ничивается величиной 30 - 40 • Глубина проникновения тепловой волны вглубь жидкости огра ничивается величиной 30 — 40 мм. • Неизменность размера зоны прогре ва означает, что после того, как эта зона сформировалась, все подводимое тепло идет на испарение жидкости с поверхности, т. е. весь процесс полностью регулируется процессом испарения.

Рассматривая общую схему горения с открытой поверх ности жидкости, можно отметить следующее.  •Рассматривая общую схему горения с открытой поверх ности жидкости, можно отметить следующее. • Устойчивоегорениепротекаетна поверхности, гдепаровоздушнаясмесь имеетстехиометрическийсостав. Химическая реакция, в этом случае, протекает в очень тонком слое фронта факела, не превышающего нескольких долей миллиметра.

 • Объем , занимаемый факелом,  зоной горенияделитсянадвечасти :  внутри факела находятся • Объем , занимаемый факелом, зоной горенияделитсянадвечасти : внутри факела находятся пары горючей жидкости и продукты сгорания, а внезоны — смесь продуктов горения с воздухом. • Горениевосходящихвнутрьфакелапаров можно представить состоящимиздвух стадий : • диффузный подвод кислорода к зоне горения; • химическая реакция протекающая во фронте пламе ни.

 •  Скоростьэтихстадийнеодинакова :  химическая реакция при высоких температурах протекает очень быстро, • Скоростьэтихстадийнеодинакова : химическая реакция при высоких температурах протекает очень быстро, тогда как диффуз ный подвод кислорода является медленным процессом, ограничивающим общую скорость горения. • Следовательно горение про текает в диффузной области, а скорость горения определяется скоростью диффузии кислорода в зону горения.

 • Данные о скорости горения, отнесенные к фронту пламени (к боковой поверхности факела), • Данные о скорости горения, отнесенные к фронту пламени (к боковой поверхности факела), показывают, что массовая скоростьгорения для одного и того же горючего независитотвеличиныи формызеркалаиспарения , как об этом уже упомина лось, иявляетсяпостоянной величиной.

Для различных горючих жидкостей с увеличениемтеплотысгорания:  • массовая скорость горения уменьшается;  •Для различных горючих жидкостей с увеличениемтеплотысгорания: • массовая скорость горения уменьшается; • скорость вы деления тепла, отнесенная к единице фронта пламени, т. е. теплонапряжение зоны горения, остается примерно одинаковой. Следовательно, теплонапряжение боковой поверхности факе ла, устанавливающегося над свободной поверхностью жидкого го рючего, практически не зависит от диаметра и рода горючего.

Форма и размеры пламени Форма и размеры факела пламени горящих жидкостей существенноменяютсяпри изменениидиаметра. Форма и размеры пламени Форма и размеры факела пламени горящих жидкостей существенноменяютсяпри изменениидиаметра. • При малых диаметрах пламяимеетрезко очерченнуюконическуюформу , не меняющуюся со временем. • При увеличении диаметра пламя, оставаясь коническим, начинаетсовершать продольныепульсации, ивысотаего периодическименяется.

 • Высота пламени растет с увеличением диаметра  d , а относитель ная • Высота пламени растет с увеличением диаметра d , а относитель ная высота сначала быстро убывает, а в области больших значений d почти не меняется при увеличении диаметра, т. е. H/d ~ const. • При малых диаметрах пламяносит ламинарныйхарактер , при больших диаметрах — турбулентный.

Химический недожог. Специфической особенностью горения жидких горючих со сво бодной поверхности является большой химическийХимический недожог. Специфической особенностью горения жидких горючих со сво бодной поверхности является большой химический недожог, как следствие значительного содержания в этих горючих (особенно углеводородах) углерода. Общую схему химического недожога можно представить в сле дующем виде: пары углеводородного горючего при движении внутри конусообразного факела до фронта пламени находятся в области высоких температур и в отсутствии кислорода подвергаются термическому разложению.

Свечениепламени , в этом случае, будет обусловленоналичием в нем частицсвободного углерода , которые сильноСвечениепламени , в этом случае, будет обусловленоналичием в нем частицсвободного углерода , которые сильно нагреты. Часть свободного углерода не успевает сгореть и в виде сажи уносится с продуктами сгорания, образуя коптящий факел. Процент недожога для некоторых горючих жидкостей : • спирт — 5, 3 %; • бензин — 12, 7 %; • керосин — 17, 7 %; • бензол — 18, 5 %.

Наличие углерода приводит к образованию СО : Высокая температура и пониженное парциальное давление СОНаличие углерода приводит к образованию СО : Высокая температура и пониженное парциальное давление СО и СО 2 в продуктах сгорания способствуют образованию СО. Присутствующие в продуктах сгорания углерод и СО обуславливают величину химического недожога. Чем больше содержание углерода в жидком горючем и чем меньше оно насыщено водородом, тем больше образование чистого углерода, ярче факел и больше химический недожог. COCO

Зарегистрируйтесь, чтобы просмотреть полный документ!
РЕГИСТРАЦИЯ