Курсовая: Распространение пламени в гибридных смесях уголь-метан-воздух - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Распространение пламени в гибридных смесях уголь-метан-воздух

Банк рефератов / Физика

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 94 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Министерство образования и науки Украины Одесский национальный университет им. И.И. Мечникова Кафедра общей и химической физики Распространение пламени в гибридных смесях уголь-метан-воздух Курсовая работа студентки IV курса физического факультета Каменецкой Ольги Ивановны Научный руководитель профессор Шевчук В.Г. Одесса-2004 Содержание Введение Глава1. Распространение пламени в горючих смесях 1.1 Распространение пламени в газофазных смесях. 1.1.1. Структура одностадийной волны и скорость горения в приближении узкой зоны реакции. 1.1.2. Воспламенение газовых смесей и скорость распространения пламени. 1.2 Ламинарное пламя в пылях. 1.3 Распространение пламени в гибридных смесях. Глава2. Экспериментальная установка и методика исследования пламени гибридных смесях. 2.1 Описание установки. 2.2 Методика обработки результатов. Выводы. Введение. Горение в режиме распространения пламени является наиболее част о встречающимся видом горения к ак в гомогенных газообразных системах, так и в пылях. Задача распространения пламени в газах является классической задачей ф и зики горения и подробно и зучена как в экспери ментальном [1], так и в теоретическом плане [2]. В отличие от газов, где горючее и окислитель перемешаны на молекулярном уровне, в пылях появляются дополнительные управляющие параметры, обусловленные дисперсным состоянием горючего, такие как: размер частиц, их форма, р аспределение частиц по размерам [3]. В газодинамическом отношениями между газами и пылями существует определённое подобие, проявляющееся в существовании режимов распространения пламени : ламинарного, вибрационного, турбулентного, детонационного. Однако, если в газах условия суще ствования этих режимов определяю тся только концентрационными соотношениями, то в пылях они в более значительной мере зависят от дисперсных характеристик горючего. Промежуточное положение между газами и пылями занимают так называемые гибридные смеси, т. е. смеси горючего порошка с газообразным окислителем и горючим. Например, гибридные смеси уголь-метан-воздух. Именно в таких смесях происходят наиболее разрушительные шахтные взрывы. Однако в экспериментальном плане такие системы практически не изучались (за исключением детон аций в экспериментальных штрек ах). Теоретическое моделирование распространение пламени в смеси горючих газов и частиц, основанное на численном интегрировании уравнений теплового и массового баланса проводились в единствен но известной нам работе [4]. Из общих физических соображений следует ожидать, что если частицы достаточно мелкие для того, чтобы воспламеняться и гореть в зоне газового пламени, то твёрдая фаза будет выступать как дополнительный источник тепла и скорость пламени должна численно возрастать в гибридной смеси по сравнению с чисто газовой смесью. Если же газообразная смесь является быстрогорючей, а частицы достаточно крупными, то горение частиц будет происходить вблизи или в зоне газофазных продуктов сгорания. В этом случае тепловыделение на частицах реализуется на больших расстояниях от границы предпламенная зона – зона газофазного горения и не будет оказывать существенного влияния на динамику прогрева предпламенной зоны, т.е. частицы будут служить дополнительным стоком тепла в зоне горения аналогично инертной добавки. В следствие этого следует ожидать снижение скорости распространения пламени. Для указанных двух подходов должны реализовываться различные расчётные схемы ламинарного пламени. Выбор того или иного подхода, прежде всего, должен основываться на экспериментальных исследованиях ламинарного пламени в гибридных смесях. Наша работа посвящена экспериментальному изучению ламинарного пламени в гибридных смесях метан-уголь-воздух. Её основная идея заключается в сравнительных исследованиях процесса распространения пламени в следующих смесях: метан-воздух при различных концентрационных соотношениях компонентов; метан -уголь-воздух; метан-воздух-ине ртная добавка при соответствующих концентрациях метана. В качестве базового экспериментального метода выбран метод тонкостенного резинового зонда, т.е. предварительно создаётся горючая газообразная смесь, затем производится распы л твёрдого компонента и центральное зажигание. Для этого нам понадобилось модифицировать установку “зонд ” [5] п режде всего системой приготовления и контроля параметров горючей метаново з душной смеси. В работе дано описание установки и приведены результаты предварительных опытов. Глава 1: Распространение пламени в горючих смесях . 1.1 Распространение пламени в газофазных смесях. 1.1.1 Структура одностадийной волны и скорость горения в приближении узкой зоны реакции. Распространение волны горения является одним из возможных режимов , в котором могут протекать экзотермические химические реакции. При распространении волны горения исходное вещество , имеющее сравнительно низкую начальную температуру, отделено узкой зоной горения от продуктов реакции, имеющих значительно более высокую температуру . Зона горения, разделяющая исходное вещество и продукты, перемещается в сторону исходного вещества с некоторой линей ной скорост ью u н , называемой нормальной скоростью горения. В волне горения протекают химические реакции, приводящие к выделению тепла и нагреву среды, происходит перенос тепла и компонентов смеси благодаря процессам теплопроводности, излучения, диффузии, фильтрации и т. п. Главной задачей теории распространения волн горения является изучение стационарной волны горения и выяснение условий, при которых стационарный волновой режим реакции может быть реализован. Важность этих вопросов обусловлена наибольшей распространенностью стационарного режима и его значением в практических применениях. В стационарном режиме волна горения распространяется практически с постоянной скоростью, причем постоянной является не только скорость волны, остаются неизменными также профили температуры и концентраций компонентов (в системе координат, связанной с волной горения). Понятие о стационарной волне горения по существу является приближенным, но изменения скорости и структуры волны горения за время ее распространения в большинстве случаев столь незначительны, что понятие стационарного режима приобретает вполне реальный смысл. Типичные профили температуры Т и скорости тепловыделения при однозонном протек ании реакции показаны на рис.1, где через х / обозначена пространственная координата, стрелкой указано направление, в котором распространяется волна; буквами Q Ф обозначена скорость тепловыделения. Т в U н Q Ф Т о Рис 1. Х’ Физическая картина процесса стационарного распространения волны горения состоит в следующем. Поскольку скорость реакции сильно увеличивается с температурой, то там, где температура высока (адиабатическая температура горения Т b обычно лежит в пределах 1000-3000 К ), химическое превращение протекает с очень большой скоростью, к примеру, за миллисекунды. В зоне интенсивного химического превращения, расположенной в области высоких температур (см. рис. 1), выделяется тепло, которое благодаря процессу теплопроводности передаётся в рядом лежащие слои холодного вещества, нагревая их и ускоряя тем самым там реакцию. В результате в среде происходит распространение волны экзотермической реакции. Кроме теплопроводности, в волне горения происходит ещё диффузия компонентов на расстояниях порядка толщины зоны горения в случае горения газов и разные другие процессы при горении гетерогенных систем. Волну горения удобно рассматривать в системе координат, перемещающейся вместе с ней. Пусть волна горения распространяется в направлении, обратном направлению координаты x / ( x / - расстояние в неподвижной системе координат), со скоростью u n .Уравнение теплопроводности в неподвижной системе координат запишем в следующем виде: , ( 1 . 1 1 ) где t – время; c p – удельная теплоёмкость среды при постоянном давлении; - плотность; - коэффициент теплопроводности; Q k Ф k - скорость тепловыделения в k – й реакции (суммирование ведётся по всем возможным реакциям). Нижний индекс у частной производной по времени указывает, что эта производная берётся при x / = const . Перейдём к системе координат, связанной с волной горения: , ( 1 . 1 2 ) где x – расстояние в движущейся со скоростью u n системе координат. Заменяя в (1.1.1) x / на x , получим . ( 1 . 1 3 ) Поскольку в стационарной волне горения профиль температуры остаётся неизменным, производная при x = const равна нулю. Поэтому имеем: . (1. 1 4) Граничные условия для (1.1.4) (полагаем, что теплопотери отсутствуют и в волне горения достигается термодинамическое равновесие): . Для простоты будем считать, что в каждой точке стационарной волны горения имеется некоторая однозначная связь между концентрациями компонентов и температурой. Тогда скорос ть тепловыделения в уравнении (1.1.4 ) можно считать функцией только температуры и поэтому (1.1.4 ) можно рассматривать независимо от остальных уравнений. С учётом этого предста вим уравнение (1.1.4 ) в следующей простейшей форме: ( 1 . 1 5 ) Здесь скорость реакции Ф , являющаяся согласно сделанному предположению функцией только температуры, должна обращаться в нуль при Т=Т b , поскольку температура горения Т b соответствует завершению реакции; Q – тепловой эффект реакции. Будем считать, что выделение тепла в волне горения происходит одностадийно, например, вследствие протекания только одной химической реакции. Подчеркнем, что это не означает отсутствие других реакций. Предположение состоит лишь в том, что вкладом в скорость тепловыделения от остальных реакций по тем или иным причинам можно прене бречь . Снова будем рассматривать уравнение теплопроводности ( 1. 1 5 ): ( 1. 1 6 ) Источник тепловыделения Q Ф в ( 1. 1 6 ) зависит от концентраций реагирующих веществ a i . Связь между a i и Т в каждой точке волны горения в общем случае неизвестна и не может быть определена без решения полной системы уравнений, включающей уравнения для концентраций. Однако для нас пока достаточно считать, что такая связь в принципе имеется (полагаем, что решение задачи о стационарной волне горения существует), и рассматривать только одно уравнение ( 1. 1 6 ). Ввиду сильной зависимости скорости реакции от температуры в волне горения можно пренебречь всюду за исключением узкой зоны вблизи температуры горения Т b (так ая ситуация изображена на рис. 1 ). Эту зону, где скорость реакции вели ка, называют зоной реакции ( или зоной тепловыделения). Остальная часть волны горения, расположенная в области более низких температур, называется зоной прогрева (или прогретым слоем). В зоне прогрева тепловыделением от химической реакции можно пренебречь. Прогрев смеси в этой зоне от Т=Т 0 до температур, несколько более низких, чем Т b , происходит за счет тепла, поступающего из зоны реакции. Размер зоны прогрева намного превышает размер зоны реакции. Введём в ( 1. 1 6 ) новые переменные. В качестве независимой переменной вместо координаты будем рассматривать температуру Т , а в качестве зависимой переменной тепловой пото ка: ( 1.1 7 ) Тогда уравнение ( 1. 1 6 ) принимает вид ( 1 . 1 8 ) Введём температуру Т r , соответствующую границе между зонами прогрева и реакции. Температура Т r имеет в определённой мере условный смысл, поскольку ввиду непрерывной зависимости скорости реакции от температуры точной границы между зонами реакции и прогрева, конечно не имеется. В зоне прогрева, т. е. в области температур Т 0 Т<Т r , б удем пренебрегать в уравнении (1. 1 8 ) скоростью реакции. Следовательно, для зоны прогрева име ем:
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Плох тот таксист, который выбирает короткий маршрут.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, курсовая по физике "Распространение пламени в гибридных смесях уголь-метан-воздух", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru