С использованием мыльного пузыря

Распространение пламени в сферическом сосуде при поджигании горючей смеси в центре сосуда происходит радиально без искажения образовавшегося сферического фронта пламени. Возникающие при этом радиальные потоки действуют симметрично, не искажая форму фронта пламени. Радиальный поток возникает вследствие разности температур (а, следовательно, и давлений) между горючей смесью и продуктами сгорания, находящимися внутри сферического фронта пламени. В результате, перед фронтом пламени в несгоревшей смеси возникает радиальный поток w, за счет которого наблюдаемая скорость распространения пламени будет значительно превышать нормальную скорость u_n. Наблюдаемая скорость u при этом будет равна

u = u_n + w.

Если же в качестве сферического сосуда использовать мыльный пузырь, который расширяется совместно с расширением газа, то в этом случае процесс горения будет протекать при постоянном давлении, что облегчает расчет нормальной скорости распространения пламени.

Метод измерения скорости распространения пламени в мыльном пузыре состоит в следующем. Взрывчатая газовая смесь подается по тонкой стеклянной трубке, на конце которой выдувается мыльный пузырь (рис. 3.5, а). В центре мыльного пузыря расположены электроды с искровым промежутком. При воспламенении смеси искрой образуется сферическое пламя (рис. 3.5, б), которое постепенно распространяется на всю горючую смесь. При этом форма фронта пламени не искажается до конца горения смеси.

Процесс горения газовой смеси в мыльном пузыре снимается скоростной видеокамерой через узкую щель, что позволяет определить наблюдаемую скорость распространения фронта пламени u. Наблюдаемая скорость пламени u в пузыре определяется не только величиной нормальной скорости u_n, но и скоростью движения самой газовой смеси w вследствие ее расширения. Степень расширения смеси определяется отношением объема продуктов сгорания

к начальному объему смеси

,

где R₁, R₂ – начальный и конечный радиусы мыльного пузыря.

При этом нормальная скорость распространения пламени рассчитывается по следующей формуле:

. (3.2)

Таким образом, измеряя по видеозаписи процесса наблюдаемую скорость фронта пламени u, начальный R₁ и конечный R₂ радиусы мыльного пузыря, можно по формуле (3.2) определить величину нормальной скорости распространения пламени u_n.

Рис. 3.5. Схема измерения скорости нормального

распространения пламени c помощью мыльного пузыря:

а – до воспламенения; б – после воспламенения

Поиск по сайту: