Скорость горения

ЛЕКЦИЯ 2

Фазы горения

Основные стадии гетерогенного горения

Разновидности горения

Горением называется химическая реакция взаимодействия горючего с окислителем, сопровождающаяся интенсивным выделением теплоты и резким повышением температуры.

Горение возможно только в газообразной фазе.

Если горючее и окислитель находятся в одной газообразной фазе, то горение называют гомогенным.

Если один из компонентов топлива находится в отличном от газообразного состояния, то горение называют гетерогенным.

При гетерогенном горении происходит изменение агрегатного состояния вещества.

1. Подогрев (до 100 ⁰С).

2. Подсушка или испарение влаги (102 - 105 ⁰С).

3. Выход летучих соединений (200 - 400 ⁰С).

4. Воспламенение или инициирование горения (600 - 800 ⁰С).

5. Горение (800 - 3000 ⁰С).

6. Догорание или тление (600 - 800 ⁰С).

Время, за которое происходит полное сгорание топлива можно условно разделить на два этапа:

t_г = t_ф + t_к,

где t_г - продолжительность горения;

t_ф - физическая фаза (время смесеобразования);

t_к - кинетическая фаза (время химической реакции окисления).

В зависимости от продолжительности той или иной фазы, различают два предельных случая:

1) t_ф >> t_к - диффузионное горение (факельное сжигание топлива, горение спички, горелки);

2) t_к >> t_ф - кинетическое горение (взрыв).

Под скоростью горения понимают скорость, с которой перемещается фронт пламени.

Нормальная скорость распространения фронта пламени (Uн), обозначается вектором, направленным перпендикулярно ко фронту пламени.

В зависимости от величины скорости перемещения фронта пламени, различают нормальное и детонационное горение.

Uн = 0,4 - 50 м/с - нормальное горение,

где Uн = 0,4 - 13 м/с - ламинарное горение (пламя);

Uн = 13 - 50 м/с - турбулентное горение.

Uн = 1500 - 3500 м/с - детонационное горение.

а) б)

Рис.1.1

На рисунке 1.1 а приведена схема ламинарного горения от точечного источника. При этом режиме горения фронт пламени гладкий (горение спички, свечи). На рисунке. 1.1 б приведена схема турбулентного горения от точечного источника. При этом режиме горения фронт пламени размытый (горение горелки при большой подаче горючего).