харта и Эдмонсона (Olsen, Gayhart and Edmonson, 195,J), Эти данные качественно подтверждают нзложенн)ю выше теорию.

Сравнение рис. 5-4. 5-8 и 5-9 показывает, что критический размер по порядку величины равст! удвоенной ширине фронта стационарно распространяющегося пламени; цщ-рина фронта пламени может быть определена, например, проекнияни на ось х точек пересечения линии максималь-HoJo градиента температуры с линиями максимальной и минимальной температуры (рис. 5-7). Из уравнения теплового ба.ианса стедует, что максимальный градиент температуры, который, по-видимому, имеет место вблизи точки, соответствующей средней температуре, связан со скоростью распространения пламени соотношением

iPA 5-21)

гд? 7 -повышение температуры во фронте пламени. Поэтому толщина фронта иламенп 8 определяется выражением

Таким образом, критический размер с1, характеризующий возможность распространения пламени, можно найти из приближенного соотнои1ення

£=4, (0-23)

так как 2о.

Этот безразмерный критерий по форме совпадает с критерием Пекле, отнесенным к скорости распространения пламени; он был впервые предложен Патнамом и Джен-сеном (Putnam and Jensen, 1949) в связи с другими исследованиями.

Подставив в уравнение (5-23) величину но уравнению (5-16), можно получить зависимость критического размера от давления в виде критерия погасания:

4--const, (5-24)

Таким образо.м, поскольку tt=2, что подтверждается ре :\,тьтатамп ncKcjTopbrx опытов по измерению скоростей 21S

распрссчранения in,ia>5eHU, К)р.итичес-кий размер обратно пропорционален давлению газа и прямо пропорционален корню квадратному из коэффициента теплопроводноет. Поэтому при заданном размере объема газа увеличение давления способствует распространению пламени, а увеличение теплопроводности, обусловленное, например, влиянием турбулентности, может привести к погасанию пла-мени.

Эти -выводы получены для одномерного случая. Однако аналопичные закономерности следует ожидать и при распространении пламени от сферического объема продуктов сгораиия, на.чодящегося в трехмерном объеме горючей смеси. Отношение поверхности сферы к ее объему в 3 раза больше, чем отношение соответствующих величин дтя слоя (при диаметре, равном толщине слоя), поэтому найденную ранее величину критерия Пекле (5-23) следует \мнол<ить на Таким образом, для сферы

(РеДи,г=>~2. (5-25)

Необходимо отметить, что величина (Ре.,),. истаегся постоянной для всех пламен только при подобии графиков функций /(Г), характеризующих зависимость скорости реакции от температуры. В действительности это условие не выполняется, так как если температурный уровень реакции прн горении смеси определенного состава снижается, то абсцисса центра тяжести площади под кривой f{T] распо-.гагается относительно ближе к температуре Т (см. рнс. 5-3). Таким образом, пламена, имеющие малую величину Т, более склонны к погасанию при уменьшении температуры, чем горячие пламена. Поэтому критерий (Pe,)pj должен иметь большие значения, например, при сгорании очень бедных или очень богатых смесей, чем при сгорании смесей, близких по составу к стехиометрическим.

Погасание при наличии твердых повер х-I: ост ей. Выше предполагалось, что твердые поверхности удалены от пламени, и излучение этих поверхностей пренебрежимо мало; таким образом, предполагалось, что то количество тепла, которое отводится от горячего газа вследствие теплопроводности, компенсируется поступлением топлива и кислорода в зону реакции вследствие диффу-:*ии. Наличие же тверды.х поверхностей приводит к отводу (епла от газа, не сопровождающемуся поступлением свежей смеси. С другой стороны, наличие горячих твердых по-

всрхностой, конечно, может привести к увеличению энтальпии холодной смеси в результате подвода тепла без расходования реагентов. Первый из указанных процессов наблюдается при лабораторных исследованиях погасанлч пламени в трубах нли между двумя пластинами.

Если горючая смесь движется в трубе илн но каналу с параллельными стенками со скоростью, меньшей некоторого критического значения, то пламя может перемещаться навстречу потоку. Это явление называют проскоком пламени. Если размеры трубы велики, то критическая скорость приблизительно пропорциональна диаметру трубы, Однако если диаметр трубы достаточно мал, то пламя в-о-обще не распространяется даже в покоящемся газе. Аналогичным образом, п.шмя ие расиространяется в канале между двумя достаточно близко расположенными пластинами.

В настоящее время еще нет удовлетворительной теории погасания пламени,обусловленного влиянием холодных стеиок; это объясняется главным образом тем, что вследствие изменения энтальпии скорость реакции не является функцией только температуры. Однако начало разработки такой теории положено в работе Кармана и Мщллана (Каг-man and Millan, 1953), no-священной исследованию иа основе упрощенной тепл*-)-вой теории распространения ламинарного -пламени вблизи холодной стенки.

Данные полученные Патнамом и Дженсеном fPatnaHi and Jensen. 1949) по Тфоскоку нламени внутрь трубок, пред-сгавлены гими авторами в форме зависимости критерия Пекле, отнесенного к скорости газа, от критерия Пекле, отнесенного к скорости распространения пламени (рнс. 5-10). В логарифмических координатах при значеинях Ре 30

ния пламени

20 30 W50EO 8д ЮО 200 300 Ш

Рис, 5-10. Проскок пл;!ме1ги и предел распространения п.гамсии ДJrя этнлено-БОЗдушных, ацетн-лено-воздушных смесей з смеей прггродного газа с воздухом {Патнам и Дженсен).