1388457468

62

Andrzej Szlęk

W efekcie rozwiązania układu równań o postaci (8.28) otrzymywano stężenia w warstwie przyściennej, a następnie wykorzystując równanie (8.26) ob-

liczano gęstości strumieni heterogenicznych S_hji. Suma gęstości strumieni heterogenicznych £ S_hji równa jest gęstości strumienia zgazowania pierwiastka węgla D_c.

Odgazowanie paliwa. Wzorując się na [4], [43] przyjęto, że odgazo-wanie paliwa opisane jest następującym równaniem:

dg_{

-fo = -kSi ,    (8.29)

w którym oznacza udział gramowy i-tej części lotnej w paliwie, a k_% stałą szybkości odgazowania. Początkowa zawartość części lotnych występująca jako stała całkowania równania (8.29) jest przy tym zależna od temperatury procesu. Gęstość strumienia odgazowania G_{ wyrażona na jednostkę powierzchni zewnętrznej paliwa wynosi:

Jakkolwiek [43] podaje współczynniki szybkości odgazowania k$ dla różnych substancji wchodzących w skład części lotnych, to w ramach niniejszej

pracy przyjęto, że części lotne są jedną substancją. Założenie takie było konieczne z powodu braku danych o pirolizie paliwa.

Przepływ ciepła na drodze konwekcji. Ze względu na niewielkie

rozmiary kanałów, w których płyną spaliny, i związaną z tym niewielką drogę

optyczną, przepływ ciepła na drodze promieniowania między fazą gazową

pominięto, przyjmując, że przepływ ciepła odbywa się wyłącznie na drodze konwekcji i opisany jest równaniem:

Q    Ot{tg    tg)

)

(8.31)

Model matematyczny

w którym a oznacza współczynnik wnikania ciepła, tg- temperaturę fazy gazowej, natomiast t₃- temperaturę fazy stałej. Sposób wyznaczania współczynnika wnikania ciepła w zależności od prędkości przepływu gazu zaczerp-

nięto z [43].

Ciepło reakcji heterogenicznych. Reakcje heterogeniczne zachodzą na powierzchni fazy stałej. Z tego względu założono, że ciepło wyzwalane lub pochłaniane w wyniku ich zachodzenia pobierane jest od fazy stałej. Przyjęto zatem, że temperatura warstwy przyściennej jest równa temperaturze fazy stałej. Ilość ciepła reakcji zachodzących w warstwie przyściennej jest więc równa sumie entalpii wszystkich strumieni substancji napływających i odpływających od tej warstwy.

Entalpia i strumienie dyfuzji. Do obliczenia entalpii oraz własności transportowych gazów użyto biblioteki podprogramów wchodzących w skład biblioteki Chemkin. Obliczanie entalpii bazuje na wielomianach interpolacyjnych opracowanych przez NASA [19].

Wydajność reakcji homogenicznej. Dla reakcji chemicznej postaci:

+ vbB —^ vcC + vqD ,    (8.32)

w której literami A,B,C,D oznaczono związki chemiczne biorące w niej udział, natomiast symbolem v oznaczono współczynnik stechiometryczny, szybkość zmian koncentracji związku A wyrażona jest zależnością [7]:

-=    (k_fC^v/C^vn^B - k_bC^vc^cC^VD°)    (8.33)

Jeżeli dany związek bierze udział w więcej niż jednej reakcji chemicznej, to szybkość zmian jego koncentracji równa jest sumie szybkości obliczonych dla poszczególnych reakcji i oznaczana jako w.