Ксандопуло Георгий. негелі мір. В. 37

В настоящей работе систематизирован и подвергнут анализу материал литературы по фактору диффузии, форме распределения атомов водорода и объемной скорости тепловыделения в пределах фронта С – С₆ – углеводородов, с точки зрения зависимости степени стадийности от значения С₀. Далее в настоящей работе предложен анализ механизма бифуркации, с целью создания кинетической модели бифронта и разработки возможности вычисления величины разрыва, как возможной функции степени стадийности S горючей смеси.

Эволюция А – Т механизма

Представленная в сообщении 1 функция А – т механизма в виде ОтК свидетельствует об особой роли формы распределения Н-атомов во фронте. На (рис. 1-3) представлена зависимость формы распределения Н-атомов на примере метана, пропана и пентана.

При небольшом возрастании С₀ форма распределения Н-атомов в зоне А заметно изменяется, перегиб в диапазоне Т₂ = 500-650 К. Видно, что кривые распределения концентрации Н-атомов близки между собой и практически не зависят от природы топлива [1-5]. Формирование в низкотемпературной зоне источника этих частиц протекает начиная с точки перегиба на представленных кривых, и после пологого участка следует экспоненциальный спад. Позднее аналогичная закономерность была установлена в [6-7] при возрастании добавок пероксида к смеси эфира с воздухом на примере формы кривых распределения атомов водорода, гидроксила, атомов кислорода и радикалов НО₂.

Таким образом, можно заключить, что приведенный материал свидетельствует о том, в холодной зоне фронта устанавливается низкотемпературный источник активных частиц, воспроизводящих атомы водорода и др. радикалы.

Рис. 1. Распределение концентрации Н-атомов во фронте пламени метана при разных С₀, Т = 298К и Р = 0,1МПа.

Рис. 2. Распределение температуры и концентрации Н-атомов в преде- лах фронта пламени пропана (2 < 0) С₀ = а = 1,4 и в пределах равновесной зоны (2 > 0), Т₀ = 294К.

Рис. 3. Распределение концентрации Н-атомов во фронте пламени Н-пентана С₀ = а = 1,4 Т₀ = 294К.

Соответственно диффузионному распределению радикалов можно ожидать форму профиля тепловыделения. На рис. 4-6 представлены кривые скорости объемного тепловыделения в пламёнах метана (а = 0,8; 1,07; 1,3), пропана (а = 1,4) [1, 2], Н-пентана, (а = 1,4; 1,5; 1,7) при Т₀ = 293 К и в пламени гексана а = 2,7 в диапазоне Т₀ = 344 К и 480 К [8-10].

Рис. 4. Распределение скорости объемного тепло- выделения в пламенах ме- тана при Т₀ = 294К, 1) а = 0,8; 2) а = 0,03; 3) а = 1,3. Из сопоставления кривых в ходе наращивания С₀ следует, что при превышении значения а >1 область тепловыделения смещается в сторону низких температур (зоны А). Начиная от а = 1,3 до 2,7 виден участок низкотемпературного тепловыде- ления на кривых для пропана [1, 2], пентана и гексана. Главный максимум тепловыделения в пламени гексана Т₀ = 340 К (рис. 6) следует за холодным с разрывом Z = 0,8 мм и следовательно совместно они подавляют бифронт. При Т₀ = 404К и 480К имеется главный максимум тепловыделения, который смещен за точку Z > 0. Пламя при Т₀ = 380К можно рассматривать как две последовательные бифуркации с образованием трех монофронтов, из которых главный находится при Z > 0. Малые максимумы кривых для пропана [1, 2] и пентана (рис. 5) сходны с первым на рис. 6.

Рис. 5. Распределение скорости объемного тепловыделения в пламенах Н-пентана, Т₀ = 294 К.

Рис. 6. Распределение температуры и скорости объемного тепловыделения в пламени гексана а = 2,7 при различных Т₀ = 340К, 404К и 480К.

В целом, применяя принятое в предыдущем сообщении (ПС) условие ^аК_О2 = ^АК_Г = ^аК_Н2О можно установить наиболее достоверные значения фактора 8 из величин ^АК; пламён горючих смесей представленных в табл. 2 (ПС). Видно, что принятое соотношение удовлетворяется при Т_е = 294 К для Н-пентана и изопентана в следующем составе: S = Sо₂ = Sн₂о = Sf = 1 при а = 1,7. При Т₀ 294 К и а = 1,7, когда активно возрастает TКо₂, принятое условие изменяется: S = Sн₂о = S f 1 для Н-пентана.

На примере пропана это условие выполняется при 294 К:

S = Sо₂ = S f 1,0 (а = 1,4)

В пламени метана S = Sо₂ = Sн₂о = Sсо S f 1,0 при а = 1,3.

При а = 0,8 и а = 1,07 значения 8 по компонентам не удовлетворительно согласуются между собой, что обусловлено малой долей А-механизма в конвертированной топливной смеси.

При очень больших С₀, как в пламени гексана, изменение Sо₂, как функции Т₀ – имеет обратную направленность по сравнению с тем, что установлена для пламени с а =1,7. Это обусловлено образованием не двух, а трех зон, между которыми выбор Т = 0 необходимо оптимизировать. Что касается величины S f, то она изменяется с ростом Т₀ так же как в пламени Н-пентана. Бифронт характеризуется большим значением фактора стадийности S 1.

В целом на основе представленного материала сформулированный в ПС постулат о конкурирующем взаимодействии А – Т механизмов находит подтверждение в следующем: