режимі швидкість горіння визначається швидкістю випаровування рідини з її дзеркала.
Процес горіння рідких горючих з вільної поверхні відбувається наступним чином. При сталому режимі горіння за рахунок тепла, випромінюваного факелом, рідке пальне випаровується. У висхідний потік пального, яке перебуває в паровій фазі, за допомогою дифузії проникає повітря з навколишнього простору. Отримана таким чином суміш утворює палаючий смолоскип у вигляді конуса, віддаленого від дзеркала випаровування на 0,5-1 мм. Сталий горіння протікає на поверхні, де суміш досягає пропорції, що відповідає стехиометрическому співвідношенню пального і повітря. Це припущення випливає з тих же міркувань, що й у випадку дифузійного горіння газу. Хімічна реакція протікає в дуже тонкому шарі фронту факела, товщина якого не перевищує декількох часток міліметра. Обсяг, займаний факелом, зоною горіння ділиться на дві частини: всередині факела знаходяться пари горючої рідини і продукти згоряння, а поза зоною горіння - суміш продуктів горіння з повітрям.
Горіння висхідних всередині факела парів рідких палив можна представити що складається з двох стадій: дифузійного підведення кисню до зони горіння і самої хімічної реакції, що протікає у фронті полум'я. Швидкості цих двох стадій не однакові: хімічна реакція при мають місце високих температурах протікає дуже швидко, тоді як дифузійний підвід кисню є повільним процесом, що обмежує загальну швидкість горіння. Отже, в даному випадку горіння протікає в дифузійній області, а швидкість горіння визначається швидкістю дифузії кисню в зону горіння. Так як умови підведення кисню до зони горіння при спалюванні різних рідких горючих з вільної поверхні приблизно однакові, слід очікувати, що швидкість їх горіння, віднесена до фронту полум'я, т. Е. До бічної поверхні факела, також повинна бути однаковою. Довжина факела буде тим більше, чим більше швидкість випаровування.
Специфічною особливістю горіння рідких горючих з вільної поверхні є великою хімічний недожог. Хімічний недожог є насамперед наслідком загального або локального нестачі повітря в зоні горіння. Кожне пальне, яке представляє собою углеродистое з'єднання при спалюванні з вільної поверхні, має властиву йому величину хімічного недожога, яка складає,%:
для спирту ......... 5,3
для гасу ........ 17,7
для бензину ........ 12,7
для бензолу ......... 18,5.
Картину виникнення хімічного недожога можна представити таким чином: пароподібні вуглеводні при русі всередині конусоподібного факела до фронту полум'я при знаходженні в області високих температур при відсутності кисню, піддаються термічному розкладанню аж до утворення вільного вуглецю і водню.
Світіння полум'я обумовлюється знаходженням в ньому частинок вільного вуглецю. Останні, розжарившись за рахунок виділяється при горінні тепла, випромінюють більш-менш яскраве світло. Частина вільного вуглецю не встигає згоряти і у вигляді сажі несеться продуктами згоряння, утворюючи димивший факел. Крім того, наявність вуглецю викликає утворення СО. Висока температура і знижений парціальний тиск СО і СО2 в продуктах згорання сприяють утворенню СО. Присутні в продуктах згорання кількості вуглецю і СО обумовлюють величину хімічного недожога. Чим більше вміст вуглецю в рідкому паливі і чим менше він насичений воднем, тим більше освіту чистого вуглецю, яскравіше факел, більше хімічний недожог.
Таким чином, дослідження горіння рідких горючих з вільної поверхні показали, що:
. Горіння рідких палив відбувається після їх випаровування в паровій фазі. Швидкість горіння рідких палив з вільної поверхні визначається швидкістю їх випаровування за рахунок тепла, випромінюваного зоною горіння, при сталому режимі теплообміну між факелом і дзеркалом випаровування;
. Швидкість горіння рідких горючих з вільної поверхні зростає із збільшенням температури їх підігріву, з переходом до пальним з більшою інтенсивністю випромінювання зони горіння, меншою теплотою паротворення і теплоємністю і не залежить від величини і форми дзеркала випаровування;
. Інтенсивність випромінювання зони горіння на дзеркало випаровування, палаючого з вільної поверхні рідкого пального, залежить тільки від його фізико-хімічних властивостей і є характерною константою для кожного рідкого пального;
. Теплонапругу фронту дифузійного факела над поверхнею випаровування рідкого пального практично не залежить від діаметра тигля і роду палива;
. Горінню рідких горючих з вільної поверхні притаманний підвищений хімічний недожог, величина якого характерна для кожного пального.
Маючи на увазі, що горіння рідких палив відбувається в паровій фазі ...
