рис. 5-13, Маркште11н предполагает, что стабилизиция обусловлена уменьшением скорости распространения пламени на выпуклых со стороны набегающего потока участках фронта, однако это предполоксиие еще не подтверж-

Рис. 5-13, Ог.1ельные языки пламени богатой припапо-йоздушной смеси над пористой горелкоЛ (Бота в Сполдинг).

дено. Неясно также, как влияет неустойчивость фронта пламени в реальных камерах сгорания, однако, по-видимому, она может быть одной из причин автотурбулизации Обзор работ, посвященных неустойчивости пламен, приведен в работе Маркщтсйиа (Markstein, 1953). 230

Стбилпзаиня пламени прн большоу1 скорости потока

Скорость движения газа в прямоточных двигателях и газовых турбинах, по крайней мере, на один порядок бать-те. чем турбулентная скорость распространения пламени и соответствующих смесях. Более того, толщины пограничных слоев слишком малы по сравнению с гасяцщм размером, и следовательно, тгевозможен тот механизм стабили-!яцни, который имеет место на срезе буиэеновской горелки. Поэтому в камерах сгорания пламена стабилизуются путем образования зоны, где циркулирует некоторое ко.ли-

Рис. 5-14, Условия расиространсния пламени от ст[)уи горягп.х продуктов сгорания.

честно продуктов сгораиия, которые и поджигают горючую смесь. Однако предварительно целесообразно рассмотреть стабилизацию дежурным пламенем, которая часто используется в лабораторной практике. При этом ограничимся случаем однородных смесей.

Нестационарное одномерное распространение пла.мени от слоя продуктов сгорания можно рассматривать как двухмерное стационарное, предположив, что некоторый объем продуктов сгорания движется с постоянной скоростью в пространстве, заполненном горючей Слгесью, н.чи, иначе, что поток горячего газа вытекает в виде струи в параллельный поток ropioncii смесн, имеющий ту же скорость. Соответствующие изотермы показаны на рис. 5-14 для двух следующих случаев: а - когда ширина струи бо.тьше критического размера и б-ширина струи слишко.м мала, и п.ламя но может распространяться. Следует отметить, что даже в мучае а имеется участок, где расстояние между симметричными относительно оси струи точками изотерм уменьшается и лишь затем начинает уве-

личиваться. Сужение фронта пламени в следе за стабилизатором на(5л1одалось в опытах Лонгвелла, Чнвинея, Кларка и Фроста (Longwell, Cheveney, Clark and Frost, 1949). В этих опытах процесс распрострацения пламени протекал в более сложных, но, по-видимому, близких условиях. Подобное суженне было обнаружено также по измерениям концентрации кислорода в опытах Лонгвелла, Фроста и Вейса (Longwell, Frost and Weiss, 1953).

Отмеченное ранее значение неравенства тД,та в равной мере справедливо н для двух- или трехмерного стационарного распространения пламенп от струи. Поэтому изотермы па рис. 5-11,а характеризуют изменение состава газа но длине .цежурного пламени. Существует мнение, что поскольку различие в коэффициентах диффузии топлива и кислорода приводит к приближению состава смесн в зоне горения к стехиометрическому, то устойчивость пламени увеличивается. Это мнение, по-видимому, ошибочно. Определяющим является отношение величины D/ к а, так как на скорость реакции наиболее сильно влияет температура. Значетш же а и 0 почти одинаковы.

Более строгий теоретический анализ задачи о распространение пламени при ламинарном движении струн горячего гг хо.юдного газа проведен Марблем и .-\дамсоном (Marble and y\damson, 1954). Предложенный mm метод позволяет учесть изменение энтальпии, плотности, а также коэффициентов тенлопроводности и диффузии, однако он разработан лишь для случая плоской задачи.

Распрострацение п.тамени от дежурных н.ламеи. Стабилизацию нламени за плохообтекаемым телом можно рассматривать как предельный случай распространения пламени от струи горячего газа к потоку горючей смеси при движении газа и смеси с различными скоростями. Скорость движения горячего газа за плохооб-текаемым телом почти равна нулю. При различных скоростях движения горячего газа и смеси имеет значение перс-нос вещества и тепла не только в поперечном, но и в продольном нанравлеиин, поэтому изложенная выше теория неприменима. Однако, используя по.яученныс ранее )езуль-таты, м0я5н0 иссчедовать этой случай методом теории подобия.

Будем исходить из того экспериментального факта, что характеристики перемешивания турбулентных струй зависят лишь от отношения соответствующих скоростей, но пе от нх абсо.погных значений (с\т стр. 73). Найдем ус-човит, 232