DOI: https://doi.org/10.20998/0419-8719.2018.1.05

РАСПРОСТРАНЕНИЕ ПЛАМЕНИ ПО СТРУЕ КАПЕЛЬ ЖИДКИХ ТОПЛИВ

В. В. Калинчак, Т. А. Фудулей, А. К. Копейка, Ю. А. Олифиренко, Д. С. Дараков

Аннотация


Принимая во внимание значительные объемы потребления жидких топлив в мировом топливном балансе, одной из актуальных задач современности является снижение антропогенного влияния на биосферу путем полной или частичной замены минеральных топлив на их возобновляемые аналоги растительного происхождения. В данной работе представлены результаты экспериментальных исследований процесса распространения пламени по одномерной совокупности капель этанола с добавкой воды до 50% по объему. В отличие от исследований процессов, сопровождающих горение одиночной капли жидких топлив, горение их совокупности, в виде струи, изучено в меньшей степени. Предложенная схема струйного генератора с вибрирующей иглой, позволяет получить достаточно устойчивую во времени (на протяжении 10 мин.), цепочку монодисперсных капель исследуемого топлива диаметром d=490±5мкм, с возможностью варьирования межкапельного расстояния. В качестве управляющих параметров для изменения этого расстояния использовались частота колебаний мембраны и величина постоянного давления на резервуар с жидкостью. С использованием разработанной методики проведения эксперимента были получены зависимости относительного расстояния между каплями, от величины постоянного давления на резервуар с жидким топливом, при различных частотах колебаний иглы генератора. Весь процесс распространения фронта пламени по цепочке монодисперсных капель фиксировался на видеосъемку с частотой 300 кадров/сек. Анализ результатов видеосъемки процесса распространения пламени позволил определить зависимость скорости распространения пламени от расстояния между каплями. Анализ качественной картины процесса показал, что с увеличением межкапельного расстояния, скорость распространения пламени падала. Экспериментально определено критическое расстояние между каплями, на порядок превышающее размер капли в условиях эксперимента, при котором прекращалось распространение пламени. Полученные результаты с достаточной степенью достоверности объясняются в рамках предложенного распространения пламени по одномерной системе монодисперсных капель.

Ключевые слова


распространения пламени; одиночные капли; струя; этанол

Полный текст:

PDF

Литература


Dukes J.S. Burning buried sunshine human consumption of ancient solar energy / J.S. Dukes // Climatic Change.– 2003. – V.61. – P. 31–44.

Дараков Д. С. Горение аэровзвеси капель биотоплива в воздухе / Д. С. Дараков А. Н. Золотко, А. К. Копейка, П. О. Павлюк // Физика горения и взрыва. – 2014. – т. 50, n 5.

Hyemin Kim. Combustion of a single emulsion fuel droplet in a rapid compression machine / Hyemin Kim, Seung Wook Baek // Energy 106:422 430.2016. // Energy. 2016. – Vol. 106. – P. 422-430.

Хитрин Л.Н. Физика горения и взрыва. / Л.Н. Хитрин. – Изд. Московского университета, 1957г.

Кришеник П.М. Эстафетный режим горения гетерогенных систем / П.М., Кришеник К.Г., Шкадинский // Физика горения и взрыва. – 2005. – Т.41. №5. – С.70-76.

Вадченко С.Г. Гетерогенная модель распространения пламени / С.Г., Вадченко, А. Г Мержанов. // Докл. АН. – 1997. – Т. 352. – № 4. – С. 487-489.




Creative Commons License
Эта работа лицензирована Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.