iiiiii линией Таким образом- ое-трова и полуос-грова определенного состава находятся по обе стороны осредняюшей оперхности.

КзК мы видели, ,зона реакции формируется иа опре-дсleHHOH поверхности; мгновенная картина горения s турбулентной газовой струе показывает, что следует ожидать сложной формы этой поверхности (рис. 4-2). Такого рода пламена из,тучак)Г, однако, столь интенсивно, что видимая i,-ia30M поверхность пламени представляет собой оболочку T0I-1) объСМа, в котором хотя бы кратковременно нахо-.1Я1СЯ островки пламени. По данным Гаусорна, Веддела и Хоттеля (Hawthorne, Weddell and Hollel, 1948) видимая ибо.-ючка соответствует поверхтюсгп, па которой полнота

Рис. 4-!?. Турву.паиаог янффузпоииое илзмя {Воль, Гезлн и Капп).

ешрания (но анализу проб таза, отобранных за конечный промежуток времени) приблизительно равна 99%.

Таким образом, хотя в струе одновременно происходит крупномасштабное и мелкомасштабное перемешивание, но времени д.тя выравнивапия местных нсоднородностей (посредством микротурбулентностн и молску.чярнон диффузии) недостаточно для получения совершенного с.мешения. Гаусорн, Веддел и Хоттель рассматривают эту проблему с Г[1Чкн зрения статттстичсской теории турбу.теггпости и 1Ш0ДЯТ понятие неполноты смешения , характеризующее лпкы. 1ьную неодиородиость. Дальнейшее развитие теории дано R работе Ричардсона, Говарда и Смита (Richardson. Howard and Smith, 1953). Мы еще вернемся к этому вопросу, когда будем рассматривать торепие факелов жидкого топлива (см. стр. 181).

Нсстедование турбулентнных диффузионных пламен, и]чдставляющее интерес и в настоящее вре.мя, было выполнено Румме.чем №ummel, 1937), который определял положение поверхностей смешения в пламени газовых мартеновских печей в зависимости от конфигурации впускных запалов. Наиболее важные рез\-тьтаты. по.тученнт:.1е Руммс-

лем, состоят в том, что длина зоны смешения существеннб, сокрашается, если струи газа и воздуха движутся ненаралг. лельно, а соударяются под некоторым углом (вплоть да 90), и что эта длина наоборот, увеличивается, если выпол-, 1шть широкие перемычки между отверстиями для подач*1. воздуха и газа. Аналогичная работа была проведена Саван, Кунуги н Джинно (Sawai, Knnugi and Утгю, 1953)1 Обширный обзор райот, посвященных этому вопросу, ъщ полнен Хопелем (Holtel, 1953).

Трипг и Ньюбай (Thring and Newby, 1953) использовг ли теорию турбулентных струй для расчета смешенл в условных промышленных топок (ограниченное количестве воздуха, наличие стеиок, изменение температуры при горе* mm, различие в н.ютности втекающей жидкости и окру* жающей среды). Теория получила качественное и частично количественное подтверждение при сравнении с нроцессощ смешения в экспериментальной топке Объединенного комитета по радиации пламен (Flame Radiation Joim Committee) и в изотермической модели, выполненной в /я натуральной величины,

Тринг и Ньюбай установили, что, если плотность вв# димого газа отличается от плотности среды р то обы ные уравнения струи сохраняют свою силу при условий замены действительного диаметра соила d эффективны диаметром d, где

= 1-

Следовательно, если р, то процесс перемешивай затягивается, так как в это.ч случае скорости п концен трации зависят от x/d, а не от xjd, где х - осевое рас-, стояние от соила. Иными словами, чем больше плотностЕ газа, вытекающего с заданной скоростью из сопла, tcn* дальше проникает струя.

Приведенное выше уравнение применимо д.ая осеси* метричных струй. Если газ вытекает из длинной шел ширины d так, что процесс смешения протекает как дву

мерный, то эффективная ширина щели равна dd

Сообщения о работах, проведенных по заданиям этого комитета, опубликованы Институтом топ.тнвл (Institute ot Fuel, ]у5ь 1952, 1953).

Когда топливо инжектируется потоком пара или воздуха, затруднительно определить значение р. В этом случае, по Трингу и Ньюбаю, эффективный диаметр равен:

d = 2-

(4-12)

где т.- массовв1Й расход инжектирующей жидкости, г/сек; - секундное количество движения этой жидкости в динах.

Для двухмерного течения эффективная щирина щели запишется в виде

где fii и - соответственна расход п количество движения на единицу длины щели.

Иа рис. 4-3, заимствованном из работы Тринга и Иью-бая, показано влияние ограничений и подводе окружающе-10 струю газа на характер течения. При малом расходе (рис. 4-3,а) этот 133 быстро подсасывается в струю и, следовательно, возникает циркуляция газов. Если подвод окружающего струю газа увеличивается (рис. 4-3,6 и а), то циркуляция газа в конце концов прекращается.

Лостуллелне циркулирующего газа в струю начинается на расстоянии , которое приближенно оп11еделяется соотношением

: 2,5-

Рис 4-3, Обратные токи при ше-шетш струй (Т[тш- и Цьюбай).

Дс и т.- ссютйетственно массовые расходы воздуха газа, вытекающего пз сопла. При этом предполагается,

o не больше, чем х. где х...-расстояния по оси до Сечения, котором струя встречается со стенкой. Приближенно