конвекции была изучена автором (1953,а). Эта зависимость показана на рис. 4-19; сплошная линия соответствует теоритической кривой (Spalding, 1954,а) для вертикальной плоской поверхности топлива. Эмпирическая формула, апроксимирующая экспериментальные данные, имеет вид

:=0,А5В}/, (-4-56)

где т - средняя скористь испарения на единицу площади ниверхности, г\см-сек\ d - дна.метр шара, см; й -ускорение силы тяжести, cmjcck.

Часто топлива сжигают в атмосфере, загрязненной продуктами сгорания. Так, например, при испытаниях камер сгорания газотурбинных двигателей нагрев воздуха от сжатия D компрессоре заменяют нагревом холодного слса-того воздуха в результате предварительного сжигания в нем топлива. Влияние уменьшения содержания кислорода на скорость горения в камере сгорания можно определить из уравнения (4-53).

Pacc-vtoTp:iM сначала предельный случай, когда кислород выгорел полностью. Для этого на единицу массы воздуха необходимо ввести тп-Jr един[[ц массы топлива. Тогда по и. е (стр. 105) найдем новый параметр переноса В{.

где Bi-величина параметра переноса из уравнения (4-53) для колодного чистого воздуха. Так как В; обычна близко к 5, а inJr для углеводородов составляет около Vi5, то новое значение параметра переноса лишь немного меньше его значенпя для холодного воздуха. Параметр переноса в чистом нагретом воздухе, конечно, больше, чем в холодном воздухе (в связи с различием в члене cTg)-Следовательно, предварительное сжигание топлива в потоке воздуха имитирует условия в двигателе неполностью, даже когда потерн тепла от нагретых продуктов сгорани? отсутствуют.

Если содержание кислорода в потоке газа снпжается причем одновременное охлаждение препятствует соответ-ствуюшему возрастанию температуры газа, то параметр

переноса уменьшается значительно сильнее, чем это следует из уравнения (4-53).

Как было показано выше, для одного и того же процесса массообмена можно вывести ряд выражений для параметра переноса; в частном случае равенства коэффициентов диффузии и температ;ропроводности значения

BJ 0,5 W и W

Параметр перв/ioca В

Рис. 4-19. Скорость горсиин топлив иа сферической повер.ччгосги (диаметром 3,81 с.к) при естественной конвекции в воздухе; сравнение теории с экспериментом.

параметров переноса равны друг другу. Это дает возможность определить К011центрацию паров топдива на его поверхности. Так как масса кислорода г расходуется тогда и только тогда, когда расходуется единица .массы

топлива, то величина -- представляет собой сохра-

подставляя т- =Ч, по-

няемое свойство. Из п. лучим:

В = -

откуда

(4-58)

(4-59)

Уравненпе (4-59) ратуру поверхнсстн

даст возмСЖИгсть определить темпе-горяшего топлива так же, как была

найдена температура влажного термометра для испаряющейся жидкости (см. стр. 99). Так как В велико по сравнению с единицей и, следовательно, т близко к единице, то с достаточной точностью обычно можно принимать Г =:

Пример 4-5. Чистый этиловый спнрт cji3oh горит с поверхности фитиля, опущенного в резервуар с жидкостью при 20 С. Температура окружающего воздуха также равна 2иС. Найтн темпера-туру поверхности фпт1\ля и параметр переносз.

Данные:

Для СаНОН г-2,09; Я-6710 кал/г.

Скрытая теплота испарения L = 204 1сал(г (при температуре ки: иення).

Удельная теплоемкость жидкости с, 0.63 кал/г-°С Температура кипения прн i ата 7в°С [дзнныэ по давлению аа-ров-из справочника Спнрса (Spiers, 195J), стр. 193j. Решение. Из уравне1П1Й (4-53) и (4-58), полагая

Q = Li-C;(r,-20),

получим:

W-6 710-h 0,24(20-г,) +

В = -

Отсюда

201 + 0,63 (Г -2J)

2 363 - Т,

Вторая связь между m и определяется температурной saBBCit- мостью упругости пара С.н5он. Совм[;стиое графическое решение дает;, Т, = SSC, = 0,70.

Знаисние параметра переноса определим из уравнений (4-53) ПЛ111 (4-58):

В =3.14.

Если предпо.-южить, что 7 = Г то величина параметра перенос? будет [из vp.iBHCHirH (4-53)]

В = 3,05,

т. е. ошибка составляет З/о.

Точное знание величины 7 особенно важно в том случае, когда Q равно сумме скрытой теплоты испарения я. увеличения энтальпии жидкости при нагреве от некогороЛ исходной температуры до температуры поверхности: L-\--\- с, (7 -В этом выражении скрытая теплота испарения прн неизвестной enie температуре 7 , и поэтому* 166