гает интенсивность массообмена. Некоторые из полученных указанными авторами результатов для высокотемпера-lypHoro режима, обработанные в соответствии с развитой выше теорией, приведены на рис. 4-12 для сравнения с кривой Фрёсслинга.

При построении 1кривых пеоб.холимо задаться значениями параметра переноса. Нижняя кривая построена яля Л = 0,174, т. с. значения В, .характерного для образования на поверхности окиси углерода [уравнение (4-20)]. Верх-.ияя крИВая соответствует значению 5 = 0,087. прН от-сут-

Рис. 4-12. Скорость сгорания гоарнка углерода (сравнение с другими данными по массообмену). /-данные Тю, Дэвлсз я Хоттеля для значения В = 0.087; 5 -данные ФрИсслнига; Д - даГ пые Тю, Дэвиса, Хоттеля для значстш S-O,!?!.

ствпи на поверхности окиси углерода. Кривая Фрёсслинга лей<ит между двумя кривыми скоростей горения, т. е. действительная величина параметра переноса имеет промежуточное значение. Однако ие следует придавать большого тачспия .положению кривых по вертикали, так как ие ясно, какие значения физических констант, зависящих от температуры, изменяющейся в ш.Ироких пределах, подставлять в критерии подобия. На рис. 4-12 кривые построены лля значений физически-х констант, соответствующих воздуху при 900 С, что близко к температуре поверхности. Для уточнсиня значения В уместно заметить, что Паркер и Хоттель {Parker and Hottel, 1936) при отборе проб газа с поверхности горятего углерода (в рассматриваемой температурной области) не обнаружили СО, даже когда температура поверхности достигала 1 400° К. Опыты по горению подвешенных частиц углерода были проведены Блиновым и ГоловииоГг (1949).

Расчет времени горения частицы, если она находится в движении относительно воздуха, является более сложным, так как в общем случае число Рейнольдса изменяется с течением времени. Случай иостояпнон относительной скорости рассмотрен Вулисом (1946, а), использовавщим данные Сокольского (1941) по теплообмену для вывода эмпирической формулы времени горения:

(4 38>

где К- константа скорости горения поверхщ)Сти топлива, определяемая по уравнению

расход углерода [zjcM-ceic] =К?~ ;

og о., -соответсгвенно относительная массовая концентрация кислорода в потоке газа и на поверхности топлива; г - стехиометрическое отнощение, т. е. вес кислорода, требующегося для сгорания единицы веса топлива (г = 16/12 при образовании СО; г = 32/12 при образовании COJ; Re - начальное значение критерия Рейнольдса для шара, рассчитанное по относительной скорости:

/(Re,)=l при Re.<l, /(Re ) = l--O.OSReJ при I<Re :100,

fi P Re. > 100.

Разделение выражения для времени горения на две-части: и не предполагает, что сгорание прохо-

дит последовательно две раздельные стадии, первая из которых определяется физическими (массообмен), а вторая - химическими нроцессамн. Это разделение выражает необходимость для протекания реакции наличия конечной коя-

;:с-нтрзции кислорода на новерхности, иго не оыло учтено iHjme при выводе выражения для параметра переноса ,равнения (4-20) и (4-30)], Использовать это уточнение затруднительно в связи с недостаточностью данных о ве-.[ичине константы К, которая, кроме того, сильно зависит от температуры и, по-видимому, изменяется в течение вре-меш1 существования частицы топлива. Тем ие менее, Byrne получил хорошее согласие между расчетными значе-1Н1ями времени горения и экспериментальными данными Николаева; кроме того, он показал, что экспериментальные да!1Ные подтверждают скорее гипотезу, что г= 16/12 (образование СО), чем /- = 32/12 (образование COJ, При расчетах было принято, что константа К подчиняется закону

iC = A-,exp(-J.),

1-де Ка - константа для данного топлива (3,5-10 CMJceK для электродного угля; 1,8-10с.и/с№ для ретортного кокса);

Е - условная энергия активации (29 600 кд/люль дли электродного угля; 33 000 кал\моль для ретортного кокса);

R - универсальная газовая постоянная (1,98 кС1Л\моаь-Щ\ Г -абсолютная температура поверхности, К.

В этих опытах, которые проводились при температуре топлива около 1000 С, было установлено, что химическое время горения i , но порядку величины равно физическому времени горения ф з. Оказалось, что полное время горения частиц с начальным диаметром 0,4 см ,1ежит в диапазоне от 169 до 338 сек и зависит от ско-[юсти частицы относительно воздуха и те,мпературы топлива. Эти времена несколько меньше, но имеют тот же порядок величины, что и расчетные значения, npпвeдeнны на рис. 4-11 для частпц в неподвижном воздухе.

Влияние давления среды на время горения частиц топ лива зависит от того, находятся ли они в покое или в движении. Из формулы Вулиса следует, что (j, уменьшается по мере увеличения давления (и плотности газа), в то время как при .чалых значениях Re ( не меняется с изменением давления (вследствие почти полной независи-юсти от давления произведения Dp,). При больших значе-

10 д. в. Сполдинг ]45