1. Лекция 7
Глава 3. Теория горения горючих дисперсных
материалов
3.1. Горение частицы твердого вещества.
Химические реакции
r0
гетерогенный процесс
r
C + O2 = CO2
2C + O2 = 2CO
гомогенный процесс
2CO + O2 = 2CO 2
гетерогенный процесс
CO 2 + C = 2CO

2. Обозначения
c
мольная концентрация кислорода
dc
поток кислорода к частице
-D
dr
D коэффициент диффузии
k
удельная скорость химической реакции
Уравнение и краевые условия
d
2 dc
4pr D
=0
dr
dr
(
)
c(r ) |r ® ¥ = c¥
dc
-D
|r =r0 = - kc(r0 )
dr

3. Решение уравнений
æ
r0 ö
÷
ç
÷
ç
÷
ç1 r
÷
c(r ) = c¥ ç
ç
D ÷
÷
ç
÷
1+
ç
÷
÷
ç
è
kr0 ø
При
r = r0
r ok ,¥
c¥
M ok
c(r0 ) = c 0 =
=
kr
kr
1+ 0
1+ 0
D
D
Скорость убыли массы с поверхности частицы:
m = 4pr02kc 0M c
4pr02
поверхность частицы (м2)
kc 0
скорость химической реакции (моль/(м2с)
Mc
молярная масса углерода

4. Время сгорания массы топлива
ö
M
8 r k æ02 r0 ÷
çr + ÷
t =
=
ç
m
9 r ok ç D
k ÷
è
ø
Первый предельный случай (диффузионный режим)
r0 / k = r02 / D (D / (r0k ) = 1)
t = tD
8 r k r02
=
9 r ok D
В данном случае нет ничего, относящегося к химической реакции, время
сгорания определяется интенсивностью диффузии. Это - диффузионный
режим горения.

5. Второй предельный случай (кинетический режим)
r0 / k ? r02 / D
t = tk
8 r k r0
=
9 r ok k
В этом случае нет ничего, относящегося к диффузии, время сгорания
определяется интенсивностью химической реакции - кинетический
режим горения
Общий случай
t = tD + tk

6. 3.2. Распространение горения по потоку аэровзвесей

7. Режимы горения облака капель:
а) внешнее горение с испарением оболочки;
б) «внешнее горение с отошедшим пламенем»;
в) «внутреннее горение» с основным пламенем внутри
границы аэрозоля;
г) горение отдельных капель