Схема горящего пограничного слоя при горении сухого топлива.

При высокотемпературном горении гетерогенные реакции на внешней поверхности протекают настолько интенсивно что реакциями внутри пор и трещин можно пренебречь. В пределах приведенной пленки протекает горение оксида углерода и в зависимости от условий происходит его полное или частичное сгорание.

Для удобства анализа процесса введём следующие индексы.

1 – O₂

2 – CO₂

3 – CO

4 – H₂

5 – H₂O

Внутри приведенной пленки можно выделить 3 зоны.

1 зона – выгорание CO определяется концентрацией кислорода.

3 зона – концентрацией CO.

Уравнение баланса потоков для элемента α_x – с учетом стехиометрии реакции 4 для плоской поверхности будет иметь вид.

dG₁ = -2dG₂ = -dG₃;

Левую часть данного соотношения можно записать в следующем виде:

. (1)

Используя формулу молекулярной диффузии для плоского слоя, можно записать следующее уравнение:

; (2) ; (3) ; .

Решение данного ДУ имеет следующий вид:

; A, B – постоянные интегрирования определяются исходя из граничных условий. x=0, P₁ = P₁₀; x=∆, P₁= P_1∆1

- критерий Семенова. Характеризует отношение потока вещества, поглощенного в ходе гомогенной реакции 4 к его диффузионному потоку.

Критерий Семенова позволяет оценивать роль гомогенной реакции в суммарном выгорании топливной частицы. Критерий Семенова может быть записан в другом виде:

;

Введем химический критерий Нуссельта:

.

Данный критерий является диффузионно-химическим критерием подобия на границе.

Дата добавления: 2015-08-18