Трактор Т-40

Устройство, эксплуатация, обслуживание

  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

Расчет скорости сгорания по скорости фронта пламени

Использование для расчета скорости сгорания постулата Гюи. Ряд исследователей используют для расчета скорости сгорания в двигателях с воспламенением от электрической искры скорость фронта пламени.
В основу всех методов расчета, предложенных этими исследователями положен постулат М. Гюи, доказанный В. А. Михельсоном. Согласно постулату М. Гюи, количество горючей газовой смеси, воспламеняемой единицей поверхности пламени в единицу времени, постоянно по, своей величине.

Константа по своему физическому смыслу представляет собой скорость «перемещения фронта пламени в направлении нормали относительно невоспламененной газовой смеси. Эта скорость, как известно, называется нормальной или фундаментальной скоростью».
Она может быть определена по расходу горючей газовой смеси и по величине поверхности устойчивого внутреннего конуса пламени горелки Бунзена, при условии, что смесь вытекает из горелки строго ламинарным образом. Применение постулата Гюи в качестве основы расчета скорости сгорания в двигателях с воспламенением от электрической искры не вызывало бы возражений, если бы соблюдались следующие условия:
1) реакция сгорания завершалась (как и в ламинарном потоке) в очень узкой зоне пламени, что позволило бы практически рассматривать поверхность фронта пламени как реакционную поверхность;
2) экспериментально и теоретически можно было бы определять изменение величины этой поверхности с перемещением фронта пламени;
3) можно было бы определять нормальную скорость перемещения фронта пламени, от которой зависит массовая скорость сгорания.
В действительности о ламинарности потока газа в двигателях не может быть и речи. Фотографии сжатого в цилиндре двигателя газа говорят о турбулентном состоянии заряда. Можно ли в связи с этим предполагать завершение процесса сгорания в узкой зоне (десятые доли миллиметра) фронта пламени? Даже при сжигании в бомбах нетурбулизированных, находящихся в начале сгорания в состоянии покоя, углеводородно-воздушных смесей сгорание не завершается в узкой зоне фронта пламени. Тем более этот эффект послегорения должен проявляться в двигателях, что и подтверждено многими опытами. Н. В. Иноземцев и В. К. Кошкин провели методом стробоскопического газового анализа многочисленные опыты по выявлению ширины реакционной зоны- пламени в двигателях. Оказалось, что ширина зоны пламени значительна (измеряется десятками миллиметров), и увеличивается по ходу процесса сгорания. В одноцилиндровом двигателе МАN с Г-образной камерой сгорания ширина зоны реакции при числе оборотов 1500 в минуту изменялась от 27 мм в начале до 67 мм в конце процесса распространения фронта пламени (25—65% от диаметра цилиндра), а в тракторном двигателе ХТЗ примерно от 40 до 75 мм (35—65% от диаметра цилиндра). А. С. Соколик указывает, что специфическим свойством турбулентного пламени является значительная - глубина зоны горения, которая может достигать десятков и даже сотен миллиметров.