Ксандопуло Георгий. негелі мір. В. 37

Рассмотрим на основе изложенного зарождение разрыва в монофронте. Будем искать условия преобладания ^АК_f над ^ТК_f, которое наступает в результате достижения критического приращения С_кр., которое обеспечивает преобладание скорости разветвления, т.е. скорости роста ОН-радикалов, в зоне А над суммой скоростей производства в Т зоне Н-атомов и скорости их доставки в зону А. Возникновение автономности зоны А, и далее достижение системой точки бифуркации – события, обусловленные соотношением скорости диффузии в зоне ОТК и расширением трубки тока по (1).

Таким образом, в результате смены ведущего радикала, – вместо Н-атома ведущим становится гидроксил А-блока, реакция переходит в автономный режим. Скорость распространения холодного монофронта в поле расширяющегося потока горючей смеси уравновешивается в некоторой координате Z₀ ниже по потоку с некоторым относительным расширением трубки тока .

Поэтому, приращения массы топлива в его потоковой скорости реакции, вызывает линейное изменение ширины зоны ОТК:

где: l – величина смещения холодного монофронта, с момента введения в горючую смесь приращения С₀. Она может быть числено выражена проекцией суммарных реакций на единицу пламени фронта;

N_f – число молей топлива в единице объёма;

U₀ – линейная скорость потока.

Используя соотношение для и выражения для фактора стадийности S (см. сообщение 1) найдём величину этого смещения или ширину разрыва, приходящуюся на малую величину :

Производя замену ^ТК_f и далее ^АК_f найдем ширину разрыва фронта L:

Применительно к фронту пламени гексана [1 – 3], в котором при Т₀ = 344 К, значение N = 0,37 x 10^-5 мол.см^-3 , = 1,4, U₀ = 15 cм с-1, АКf = 0,2x 10-4 мол.см^-3

с^-1, а так же согласно данным табл.

2 S = 7,5 и вычисленная по (4) величина = 1,3x 10-4 мол.см^-3с^-1.

Вычисленное значение l по (5) составляет 2,6 мм, что одного порядка с экспериментальной величиной 0,8мм, найденной выше по соответствующей кривой тепловыделения (рис. 6). Вычисления по кривым [3] Т₀ = 404 К при значениях ^АКf = 1,3 x 10^-4 мол.

см^-3с^-1, ^ТКf = 0,25 x 10^-4 мол.см^-3с

^-1 , = 1,45, S = 5,2 и 1,5 = x10^-4 мол.см^-3с^-1 дают l = 2,9. Для Т₀ = 480, = 1,8, ^АКf =1,0x 10^-4

мол.см^-3с^-1, ^ТКf = 0,3, S =3,3 и = 0,7 мол.см^-3с^-1

величина l = 3,07 мм. Выше, при анализе рис. 6 из экстраполяции было найдено значение L для Т₀ = 480 К равным 3,0. Зависимость величины от Т₀ обрывается при достижении = 0 и далее к отрицательным значениям. Значение l при 0 и S 1(монофронт) теряет физический смысл. Если приращение С₀ настолько мало, что остается справедливым критерий (4), формула (5) описывает реальную феноменологию.

Заключение

Представление о механизме бифуркации фронта пламени построено на изначальном допущении о конкурирующем взаимодействии А и Т механизмов в пределах этого же фронта. Полученные результаты в настоящей работе, – фактор стадийности, ОТК, критерий бифуркации, ширина разрыва l, отсутствие отклика на изменение Т₀ у ряда компонентов реакционной смеси, выбранной из пределов фронта и, наконец, форма профиля концентрации Н-атомов и ОН-радикалов, и профиля тепловыделения являются достаточно убедительным доказательством справедливости указанного предположения и представляют собой новые сведения о монофронте и бифронте пламён.

На основе разработанного в сообщении 1 количественного метода измерения степени стадийности горючей смеси с параметрами С₀, Т₀ и Р₀, и критерия бифуркации предложен (впервые) метод вычисления ширины разрыва. Этим открыта возможность для разработки численного метода, позволяющего найти значения фактора стадийности и ширины разрыва в широком диапазоне с₀, т₀ и р, охватывая различия по природе топливные смеси и бифуркацию не только монофронта, но и голубых пламён. Фактор стадийности может быть использован в качестве практической характеристики ракетных и других топлив, для вычисляемого значения ширины разрыва определяющей резонансную частоту бифронта для топлива используемого в авиации и др. промышленных установках.

Показана необходимость детального исследования структуры пламён в расширенном диапазоне значений С₀, Т₀ и Р₀.

Показано так же, что в условиях горения топлив в камере реактивных двигателей следует ожидать со значительной вероятностью возникновение пероксигидропероксидов. В этой связи, высказанное в начале статьи предположение о возможном изменении формы отклика бифронта на падающую акустическую величину по сравнению с реакцией монофронта, сводится к кинетическому взаимодействию акустической волны со сложными радикалами, вроде длиноцепочных алкилполипероксиполигидропероксидов. Как известно, такого рода молекулы не стабильны к колебаниям давления. При энергиях активации их распада близким к нулю в условиях пламени, возможен переход доли энергии реакции распада в энергию колебаний и возрастание амплитуды акустической волны.