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火焰结构的物理模型研究

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:希洛夫于20世纪30年代研究了烟火药燃烧时的火焰发光现象,提出了烟火药燃烧时的火焰结构物理模型,如图5.3所示,其中图5.3为负氧平衡烟火药的燃烧火焰结构,图5.3为零氧或正氧平衡烟火药的燃烧火焰结构。图5.3烟火药燃烧火焰结构物理模型负氧平衡;零氧或正氧平衡由图可见,烟火药燃烧火焰结构分为还原层、完全燃烧层、热辐射层、氧化层和烟层等。

火焰结构的物理模型研究

洛夫于20世纪30年代研究了烟火药燃烧时的火焰发光现象,提出了烟火药燃烧时的火焰结构物理模型,如图5.3所示,其中图5.3(a)为负氧平衡烟火药的燃烧火焰结构,图5.3(b)为零氧或正氧平衡烟火药的燃烧火焰结构。

图5.3 烟火药燃烧火焰结构物理模型

(a)负氧平衡;(b)零氧或正氧平衡(www.xing528.com)

由图可见,烟火药燃烧火焰结构分为还原层、完全燃烧层、热辐射层、氧化层和烟层等。带还原性介质的负氧平衡烟火药燃烧时,还原层显著增大,氧化层非常狭小,并且直接贴近在同样相当狭小的完全燃烧层上。燃烧火焰的温度层分布表现为,火焰内部的还原层内温度最低,因而此处主要是分子发光;贴近火焰表面附近温度较高,此处产生燃尽的反应生成物。还原层内因为温度较低,只能将反应物质解离为原子,但通常不能激发这些原子产生原子辐射。

对于零氧或正氧平衡的烟火药的燃烧火焰结构来说,还原层显著变小,还原层内的温度最高,因而此处可能产生原子辐射,甚至还原生成的元素的原子和尚未来得及参与反应的原子都能产生辐射。离反应较远的火焰部分内及温度较低的火焰部分内,燃烧生成物产生分子辐射。

上述两种情况下,火焰外围燃烧层都因空气中含有氧而具有氧化性能。外围燃烧层内产生辐射的物质即为已冷却的固体反应生成物,因此该层为热辐射层。

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