Введение

На современном этапе развития человеческой цивилизации использование процессов горения с целью получения энергии, т.е. сжигание различных видов топлив, играет определяющую роль в энергетике, на транспорте, в металлургической и других отраслях промышленности. Так, 70% всей энергии, вырабатываемой в настоящее время в мире, получается в результате сжигания органических топлив.

Следовательно, актуальны усилия, направленные на оптимизацию процесса горения, с целью повышения к.п.д. энергетических агрегатов, снижения количества вредных  выбросов с продуктами горения.

С  другой стороны, традиционные способы контроля и управления процессом горения в значительной степени уже исчерпали себя и становятся малоэффективными. Тепловая теория горения и теория цепных химических реакций, созданные в 20- 50-е годы,  соответственно трудами Я.Б. Зельдовича, Д.А. Франк-Каменецкого и Н.Н. Семёнова, в основном хорошо описывают свойства пламени, но слабо связаны друг с другом и не учитывают  ряда факторов, способных во многом определять ход процесса горения. К числу таких факторов можно отнести электрические свойства пламён, которые,  как показало их экспериментальное изучение, могут эффективно использовать для контроля и управления процессом горения.

Несмотря на большое количество работ, посвящённых воздействию электрических полей на горение, нет ясности в трактовке полученных  результатов. Более того,  нередко эксперименты, поставленные, казалось бы, в одинаковых условиях, дают прямо провотивоположные результаты. Происходит это потому, что игнорируется собственная электрическая структура пламени.

Целью работы является  выявление и изучение закономерностей влияния внешних электрических полей на макроскопические характеристики горения органических топлив.

 Основными задачами были:

-разработка схем наложения внешнего электрического поля на пламя, позволяющих осуществить максимальное воздействия поля на пламёна, горящих в различных условиях;

-экспериментальное изучение особенностей воздействия специально организованных внешних полей  на процесс горения углеводородных топлив;

На основе изучения особенностей воздействия на горение электрических полей, возможно создание новых способов управления процессами горения в энергетических и технологических агрегатах, обеспечивающих снижение расхода топлива, уменьшение вредных выбросов  в атмосферу, интенсификацию процесса горения- с одной стороны, и повышение эффективности средств пожарной обороны, снижение расхода огнегасящих веществ - с другой.

Глава 1.  Состояние вопроса.

1.1 Ионообразование в пламёнах.

Тот факт, что пламя обладает электрическими свойствами, известен очень давно. Однако, только в нашем столетии, когда была в основном сформулирована молекулярно-кинетическая теория вещества, стало ясно, что электрические свойства пламён обусловлены существованием в них заряженных частиц - ионов и электронов. Первоначально предполагали, что ионизация пламени имеет термическую природу, т.е. стимулирована сравнительно высокими температурами, развивающими при горении.  

  Однако, ещё в 1909 г. Ф.Габер предположил, что ионы в пламени образуются в результате химической ионизации в  реакции с участием радикалов С2, СН, ОН. ............