Измерение - скорость - горение
Cтраница 4
 |
Зависимость максимальной скорости горения смесей этилена и пропана с воздухом от начальной температуры. [46] |
Отметим, что это снижение приведенной скорости горения, наблюдаемое уже при подогреве до 100, невозможно объяснить частичным выгоранием смеси перед ее поступлением в горелку и не подтверждается приводимыми ниже данными других авторов. В одном из первых систематических исследований этого рода - работе Пассауэра [170], зависимость иг от начальной температуры описывалась эмпирической формулой: iv - 7 о К, позднее подтвержденной измерениями скорости пламен в смесях СО с воздухом в трубе [4] ( о методике см. § 11 стр. Обращает внимание значительно больший разброс результатов опытов [170] и особенно [128] по сравнению с более современными измерениями, что, несомненно, связано с прогрессом в технике измерений скорости горения в пламени горелки. [47]
Продукты сгорания остаются слегка светящимися на значительном расстоянии вдоль своего пути, образуя так называемый внешний конус; это свечение прекращается вследствие охлаждения и перемешивания с окружающей атмосферой. В богатых смесях оно сохраняется дольше вследствие вторичного догорания ( диффузионное пламя, см. гл. Несветящийся поток горячих газов можно легко сделать видным с помощью метода теневой фотографии ( фиг. Его резко выраженные очертания не нарушаются конвекцией на значительном расстоянии; в разбавленных пламенах, однако, трение на поверхности раздела между потоком и покоящейся атмосферой может повести к колебательному движению ( мерцание, см. фиг. Слой продуктов сгорания не защищает исходную смесь полностью от смешения с окружающей атмосферой как показывают измерения скоростей горения по методу бунзеновскои горелки ( гл. [48]
Продукты сгорания остаются слегка светящимися на значительном расстоянии вдоль своего пути, образуя так называемый внешний конус; это свечение прекращается вследствие охлаждения и перемешивания с окружающей атмосферой. В богатых смесях оно сохраняется дольше вследствие вторичного догорания ( диффузионное пламя, см. гл. Несветящийся поток горячих газов можно легко сделать видным с помощью метода теневой фотографии ( фиг. Его резко выраженные очертания не нарушаются конвекцией на значительном расстоянии; в разбавленных пламенах, однако, трение на поверхности раздела между потоком и покоящейся атмосферой может повести к колебательному движению ( мерцание, см. фиг. Слой продуктов сгорания не защищает исходную смесь полностью от смешения с окружающей атмосферой как показывают измерения скоростей горения по методу бунзеновской горелки ( гл. [49]
В методе, основанном на использовании сосуда с отверстием, заряд топлива воспламеняется в камере, снабженной соплом Вентури, имитируя ракетный двигатель. При этом регистрируется изменение давления во времени. Для нейтрально горящего заряда давление D камере остается примерно постоянным. Линейная скорость горения при среднем давлении в камере в период горения вычисляется непосредственно по толщине свода шашки и измеренному времени горения. Этот метод менее пригоден для измерения скоростей горения, так как требуются шашки топлива относительно большого размера, что затрудняет применение метода в лаборатории, а относительно плохая точность измерений не дает возможности выявить небольшие изменения, существенные при фундаментальных исследованиях. [50]
Рассмотренные выше методы являются методами измерения скорости горения в ламинарных потоках; при измерениях скорости горения в турбулентных потоках применяются аналогичные методы. При наличии турбулентности в газовой смеси фронт пламени искривляется и, кроме того, непрерывно беспорядочно колеблется. Следовательно, понятие скорости горения в этом случае относится к усредненному фронту пламени. В лабораторных условиях горение в турбулентных потоках трудно наблюдать, если горение происходит не в горелке. Именно поэтому горелку и применяют в этом случае. На правом снимке рис. 6.10 показана одна из мгновенных фотографий пламени в турбулентном потоке горелки. При использовании методов измерений скорости горения по углу наклона пламени и по площади фронта пламени необходимо определить усредненную по времени и пространству поверхность фронта пламени, имеющего неоднородность, аналогично показанной на рисунке. При фотографировании пламени горелки в турбулентном потоке с большой выдержкой получаем снимок усредненного фронта пламени, как показано на левом снимке рис. 6.10, неоднородности которого размыты из-за многократного наложения мгновенных изображений фронта пламени. В одном из методов [20] используется для расчетов поверхность, средняя между внешней и внутренней границами размытого изображения пламени. Однако вопрос о том, является ли правильным выбор этой поверхности в качестве усредненной - остается невыяснен. Такой метод приводит к большим индивидуальным ошибкам при измерении, и повторяемость результатов крайне низка. [51]
Двухкомпонентные топлива применялись в артиллерии в течение многих лет, прежде чем стали широко использоваться в ракетах. Поэтому не удивительно, что ранние исследования скоростей горения были выполнены при условиях, соответствующих характеристикам артиллерийских орудий. Измерение изменения давления по времени в камере орудия или, что более удобно, в замкнутой камере, где изменение объема камеры вследствие перемещения снаряда не происходит, позволяет определить линейную скорость горения. Однако вычисление скорости горения по таким осциллограммам изменения давления по времени является трудоемким процессом, требующим ряда предположений и приближений. На самом деле подобное вычисление выполняется редко; вместо этого для характеристики и сравнения артиллерийских порохов используется величина, названная быстротой, в которой содержится линейная скорость горения и геометрия заряда. Кроме того, метод замкнутой камеры, применяемый для измерения скорости горения, менее всего пригоден в области низкого давления, представляющей наибольший интерес для ракет. [52]
Страницы: 1 2 3 4