Юный техник 1972-03, страница 63

ПЛАМЯ и ЛАЗЕРЫ

Рис. 1.

под конусом не отличается от начальной, с которой газ поступает в горелку. Но вблизи ярко светящейся поверхности (на расстоянии а=1~~3 мм) температура резко повышается: до 1500 -н- 1200° С. Эта область называется фронтом пламени. Он отделяет горючую смесь от продуктов реакции — холодный газ от горячего. На больших расстояниях от фронта пламени температура снова снижается, так как горячие продукты перемешиваются с холодным воздухом. Таким образом, пламя — это эндотермическая (с выделением тепла) реакция, идущая в очень узкой зоне. А горение — процесс распространения пламени по горючей смеси.

В зоне горения можно выделить две области: прогрева и реакции. Температура в области прогрева ниже 1000° К, и энергии молекул еще недостаточно высоки, чтобы их соударения привели к их распаду.

При температуре большей 1000° К происходит быстрая химическая реакция. Выделившееся при этом тепло полностью компенсирует предварительные затраты на прогрев горючей смеси.

Таким образом, прогревая прилегающие слои горючей смеси и переходя от слоя к слою, пламя превращает весь исходный газ в высокотемпературные продукты сгорания. Это послойное распространение пламени идет с так называемой нормальной сиоро-стью. Она сравнительно невелика. Для воздушно-метановой смеси, например, около 1 м/сек, для кислородно-водородных сме

сей — 10 м/сек. Простым увеличением подачи горючего усиорить процесс горения не удастся: конус пламени вытянется, оно станет неустойчивым и сорвется с горелки.

А как же тогда добиться от пламени наибольшего эффекта?

Очень просто. Нужно превратить ламинарное пламя в турбулентное, сделать его «кудрявым». То есть «наложить» на уравновешенное поступательное течение горючего еще и хаотическое — отдельных объемов газа, в результате чего поверхность турбулентного фронта станет намного больше площади ламинарного конуса. В турбулентном пламени отчетливо вкдны отдельные объемы горючей смеси, сгорающие даже на

5*

67