4.Основы теории горения. Формы горения. Вид пламени. Тепловой эффект реакции

Основы теории горения.

При проектировании топливосжигающих устройств(ТСУ), ставятся разнообразные требования, но основными являются:

1. обеспечение высокой эффективности горения.

2. снижение стоимости, увеличение надежности, ресурса.

3

Теория горения

. возможность регулирования температуры продуктов сгорания и состава ТВС.

Химия

Физика

Газодинамика

Горение – бурно идущее окисление вещества, сопровождающееся, как правило, свечением.

Горение- экзотермическая реакция между топливом и окислителем.

Горение- сложный физ.-хим. процесс превращения компонентов горючей смеси в продукты сгорания с выделением теплового излучения, света лучистой энергии.

Горение может происходить в различных формах:

1. Предпламенное горение (без пламени) – медленный процесс, для завершения которого на 80% требуется от 1 до 100с. Протекает в диапазоне температур от 600 до 800 . Продукты сгорания содержат частично окисленные вещества. Выделяется только часть теплоты топлива.(Горение торфа в болоте)

2 . Дефлаграционное горение – быстрый процесс, для завершения которого на 80% требуется менее 1мс. Для него характерно наличие пламени, распространяющегося по свежей смеси со скоростью примерно 1м/с. Передача энергии от зоны реакции в направлении свежей смеси осущ. за счет теплопередачи.

3. детонация – сверхзвуковой комплекс, состоящий из ударной волны и экзотермической реакции за ней. При прохождении через фронт ударной волны, ТВС нагревается, если ударная волна достаточно сильна, то это нагревание может поджечь гор. смесь, возникающая при этом поверхность нормального разрыва называется детонационной волной.

Изменение термодинамических параметров (Р, Т, V) среды при прохождении через фронт детонац. волны описывается детонационной адиабатой.

При горении горючее и окислитель смешиваются и сгорают, в зависимости от того, смешиваются ли они до процесса горения, или этот процесс смешения происходит одновременно с горением, пламя подразделяют на пламя предварительно перемешанной смеси и пламя не перемешанной смеси.

В свою очередь, пламя каждой из этих групп может быть ламинарным или турбулентным.

Горючее-окисл.	Движение потока	Пример
1. Предварит перемеш. смесь	Турбулентное Ламинарное	Карбюраторный ДВС, ГТУ стац. Бунзеновская горелка
2. Предварит. неперемеш. смесь	Турбулентное Ламинарное	Горение распыл.угля, керосина в ТРД,дизельные двигатели, горение дерева. Свеча

Вне зависимости от вида горения основой процесса являются термохимические реакции – это хим. реакции, идущие с превращением веществ, идущие с поглощением или выделением энергии.

Изменение энергии системы, при протекании в ней хим. реакции при условии что система не совершает никакой другой работы кроме работы расширения наз.тепловым эффектом реакции. При p=const тепловой эффект равен . Реакция, протекающая с выделением энергии – экзотермическая, < 0. Реакции, в которых энергия поглощается, наз. эндотермическими, > 0.