Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Теплотехника -> Степанов К.М. -> "Ионизация в пламени и электрическое поле" -> 5

Ионизация в пламени и электрическое поле - Степанов К.М.

Степанов К.М., Дьячков Г. Ионизация в пламени и электрическое поле — Издательство «Металлургия» , 1968. — 312 c.
Скачать (прямая ссылка): electro.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 < 5 > 6 7 8 9 10 11 .. 39 >> Следующая

1. При наложении на пламя продольного электрического поля или заряда ( + на горелке), как уже отмечалось, должно происходить уменьшение высоты внутреннего конуса liK и, следовательно, поверхности горения SH, а в случае плоского пламени — его приближение к устью горелки (при постоянстве всех остальных условий).
Скорость горения во фронте пламени при неизменности входных условий должна увеличиваться при наложении поля в результате возрастания uL'0.
2. Если продольное электрическое поле (+ на горелке) воздействует на кинетику процесса горения, то в результате следует ожидать увеличения скорости образования активных центров х'о и уменьшения поверхности фронта пламени SK, т. е. увеличения скорости горения горючей смеси в зоне химических реакций, что в свою очередь должно вызвать рост выделения тепла и температуры в зоне реакции. Выделившееся в зоне химических реакций тепло q определяется выражением [92]
q = VQ'v. (115)
Таким образом, по Семенову, количество тепла, выделяющееся в единицу времени (сек), прямо пропорционально объему V, где про-
217
текают реакции, скорости реакции ic и теплоте Q', выделяющейся при каждом элементарном акте реакции.
Кнорре [41] характеризует выделение тепла во фронте следующим соотношением:
q-uK<>Q, (116)
где |) — плотность смеси; Q — теплота сгорания; и„ — нормальная скорость горения. Уравнение (115) не дает прямого ответа на вопрос о влиянии электрического поля на выделение тепла во фронте пламени, так как в рассматриваемых условиях увеличение <г = j{zc0) вызывает уменьшение V.
На этот вопрос достаточно четкий ответ дает уравнение (116). Считая, что связь между w и w0 определена уравнением (112) и зная, что
"„-Г^а, (117)
получим
q-^pQV'wa. (118)
Иными словами, уравнение (118) постулирует зависимость выделения тепла во фронте пламени от скорости генерирования активных центров; увеличение w0 под действием электрического поля должно вызвать увеличение q.
Если применить к зоне химических реакций формулу Семенова [92], которая дает связь между температурой Т и скоростью химической реакции <г
Ср{>
(119)
то при наложении электрического поля следует ожидать в зоне химических реакций некоторого повышения температуры. Таким образом, принимая, что
Aa-0 = f (?//»), (120)
эффект наложения электрического поля в области, где присутствует горючая смесь и идут химические реакции, может быть представлен как
SqxpQV&wa (121)
и
ЛГ -С;'4--. (122)
где Ate = /(Лгс'о) по уравнению (112).
Но так как предположено, что величины р, Q, Q', ср неизменны, и при условии, что не происходит трансформации электрической энергии поля в тепловую, т. е. энергия поля не нарушает тепловой баланс горения, то на основании закона сохранения энергии будем считать, что увеличение тепловыделения q и повышения температуры Т в зоне химических реакций должно вызвать изменение температурного поля в пламени. Иначе говоря, под действием продольного электрического поля температурное поле сместится к устью горелки.
3. В соответствии со сказанным выше наложение на пламя продольного электрического поля должно вызвать расширение области устойчивого горения в сторону более высоких значений критических скоростей срыва.
4. На основании зависимости (108) и принятой рабочей гипотезы о зарождении заряженных частиц в процессе развития химической реакции можно предполагать связь ионизации со скоростью химической реакции w.
i = f(w), (123)
но
w~ul/a, (124)
значит, в случае непосредственного влияния электрического поля на кинетику процесса {w ~ ш|/а) при наложении поля надо ожидать увеличения концентрации заряженных частиц и, как следствие, электропроводности пламени.
В таблице на стр. 220 приведены те вероятные экспериментальные эффекты, которые можно ожидать при распространении пламени в электрическом поле, предполагая, что определяющим фактором является один из трех механизмов воздействия. При этом варианты № 2в, 2г, За и Зв, хотя и характеризуются отсутствием влияния поля на распространение пламени, но только в первом приближении, так как при наложении на горелку отрицательного заряда (вариант 2в) через пламя потечет ток положительных ионов, а в варианте 2г — ток электронов. В принципе при этом движении к горелке заряженные частицы будут испытывать упругие соударения и в какой-то мере повышать энтальпию пламени.
220
При рассмотрении вариантов Л° За и Зв также предполагаем, что влияние электрического поля на распространение пламени отсутствовало, хотя при этом не учитывали такой фактор, как поляризация химически активных частиц под действием электрического поля, способствующий развитию химических процессов. В этих вариантах влияние электрического поля объясняется неупругими соударениями электронов с частицами, но так как в вариантах ЛЬ За и Зв электроны не могут проходить через свежую смесь, а в соответствии с направлением поля ускоряются в сторону продуктов сгорания, то их влияние на подготовку к горению свежей смеси будет ослаблено полем.
Анализ таблицы (стр. 220) позволяет сделать следующие выводы:
1) каждый из трех механизмов влияния электрического поля на процесс распространения пламени определяется направлением поля;
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 < 5 > 6 7 8 9 10 11 .. 39 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed