мосфері, що містить 34,9% кисню. У табл.1 наведені експериментальні та розрахункові значення констант випаровування при горінні в повітрі, певні Годсейвом. Хоча дані для ракетних палив не було отримано, можна очікувати, що константи випаровування будуть
порядку 10 -4 м 2 /сек (того ж порядку, що і для гасу). Константи випаровування для изооктана наведено в табл. 1. p> Рис. 2
Таблиця 1.
Константи випаровування для різних палив при горінні в
повітрі
1.3 Вплив вологості на горіння краплі вуглеводневих палив
Велике кількість робіт присвячена дослідженню горіння водоемульсійних палив. Основним завданням є зменшення токсичності відпрацьованих газів і зменшення забруднення навколишнього середовища.
Теоретичними розрахунками та експериментально встановлено, що ефективність використання води для зниження концентрації забруднень у вихлопних газах двигунів залежить від способу введення води і від типу двигуна. Зокрема сопло у камеру згоряння емульсії вода - рідке паливо, призводить до зниження на 95% концентрації NO x і вихлопних газів, істотного зниження кількості викидається сажі та зниження температури вихлопних газів, що дозволяє підвищити потужність двигуна на 20%. Знайдена оптимальна концентрація води у водно-паливних емульсіях становить 10-20%.
Експериментально досліджено вплив дисперсності води на процес горіння крапель емульсій. Показано відмінність в закономірностях горіння крапель і вплив дисперсності води на час згоряння крапель.
В
Вплив води має фізичну, а не хімічну природу: вода призводить до вторинного дроблення крапель пального в камері згоряння, сприяючи значному збільшенню розміру крапель пального та збільшення повноти згоряння. Обговорювалося кінетичний механізм дії води і можливі шляхи покращення сумішоутворення і згоряння при використанні водно-паливних емульсій.
Набагато менше робіт присвячено дослідженню горіння вуглеводів-рідних палив у вологому окислителе. Розроблено числова модель для вивчення перехідного стану процесів фізичного випаровування краплі, займання і дифузійного горіння. Вважається, що крапля складається з водного ядра, оточеного рідкої паливної оболонкою. На стадіях фізичного випаровування і дифузійного горіння можливий розгляд квазістаціонарного процесу. На стадії дифузійного горіння розглянуті випадки, коли температура водного ядра перевищує температуру кипіння до тих пір, поки повністю не випарується паливо.
Вивчено вплив водяної пари на температуру полум'я, швидкість згоряння. Встановлено, що введення водяної пари призводить до деякого зниження температури полум'я і швидкості згоряння палив. Введення водяної пари призводить до значного інгібування освіти C і CO при одночасному підвищенні тепловиділення, що пов'язано з тим, що подача води збільшує концентрацію OH-радикалів, які реагують з CO і C, утворюючи CO 2 і H 2 .
Вивчено процес згоряння важкого нафтового палива з використанням уприскування в камеру згоряння водного пара. Залежно від температури і характеру насичення суміші водяним пором, що визначають співвідношення вологи та повітря в суміші, що подається в зону горіння, розглянуті 3 типи згоряння палива: нормальне вологе, неповне вологе і перезволоження. Підкреслено, що для забезпечення максимальної ефективності від упорскування води необхідно правильно встановлювати співвідношення між водою і повітрям в суміші, оскільки від нього залежить кількість повітря, необхідного для повного випалювання пористих коксових залишків у зони горіння.
Як видно з огляду літератури, експериментатори в основному досліджували вплив води на характеристики горіння, безпосередньо змішуючи паливо з водою. Але існує і інший спосіб введення води в зону хімічної реакції - горіння палива під вологому окислювачі. Для побудови моделі горіння сукупності крапель в камері згоряння, необхідно горіння одиночної краплі.
Розділ 2
Критичне умова займання краплі.
2.1 Метод Зельдовича
Для виведення критичного займання скористаємося методом Зельдовича Я.Б. Розділимо область r до пл на дві зони: перша прилягає до поверхні наведеної плівки r в пл , друга - r до в . Тут r в - координата умовного кордону, на якій відбувається займання. Нехтуючи теплом, виділяється при хімічній реакції в другій зоні r до в , рівняння (1.2) запишемо у вигляді
(2.1)
вирішуючи яке отримаємо
В
а з урахуванням
В
маємо вираз для теплового потоку
(2.2)
Для першої зони r в пл, нехтуючи зміною температури з координатою, так як дія хімічних джерел сп...
