II część ćwiczenia

Stabilizacja płomienia za pomocą ciała nieopływowego.

Doświadczenie polegało na wprowadzeniu w obszar płomienia ciała nieopływowego.

W doświadczeniu użyto małego stożka stalowego podwieszonego na drucie.

Odległość stożka od palnika ustawiamy na pewnym poziomie.

Bez ciała nieopływowego:

Prędkość l/h

40 – płomień jest dyfuzyjny laminarny

60 – bez zmian

70 – przejście płomienia z dyfuzyjnego na kinetyczny, płomień unosi się wysoko ma kolor niebieski

100 - następuje zerwanie płomienia

Z ciałem nieopływowym:

Prędkość l/h

60 – już obserwujemy przejście z dyfuzyjnego na kinetyczny (szybciej niż bez ciała nieopływowego)

110 - płomień turbulentny kinetyczny

120 – j/w

200 – l/w dzięki wprowadzonemu przedmiotowi unikamy zerwania płomienia.

Wnioski do części I

W początkowej fazie ćwiczenia płomień ma charakter laminarny wraz ze wzrostem strumienia wypływającego gazu obserwujemy zmianę płomienia na turbulentny.

Takie przejście jest charakteryzowane liczbą Reynoldsa która jest odwrotnie proporcjonalna do współczynnika lepkości kinematycznej gazu. Tymczasem wartość współczynnika lepkości kinematycznej ʋ bardzo zależy od temperatury i obrębie spalania zwiększa się od 15 do 20 razy w stosunku do wartości ʋ w temperaturze pokojowej.

Mimo turbulentnego charakteru wypływu z palnika i dużej wartości liczby Reynoldsa, wewnątrz płomienia może wystąpić region przepływu laminarnego.

Laminaryzacja opóźnia wstępowanie powietrza do płomienia, co skutkuje wolniejszym wyrównywaniem prędkości osiowej oraz wydłużeniem płomienia a przede wszystkim przesunięciem zakresu turbulentnego spalania ku większym liczbom Reynoldsa.

Wnioski do części II

Podczas wykonywania ćwiczenia zaobserwowaliśmy, że zwiększenie strumienia wypływu gazu powyżej pewnej granicy powoduje oddalanie się płomienia od palnika i w efekcie jego oderwanie i zgaszenie.

Jednym ze sposobów na ograniczenie tego zjawiska jest wprowadzenie w obszar płomienia ciała nieopływowego. W naszym przypadku stożka.