ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Тепловая работа топливных печей из "Промышленные печи " Некоторые характеристики пламени. Пламя играет большую роль в теплообмене, особенно для печей с радиационным режимом, так как именно в топливных печах оно является источником теплового излучения. Пламя возникает в процессе сжигания топлива, т. е. в процессе превращения химической энергии топлива в тепловую. [c.200] Пламенем или факелом обычно называется объем газов, в котором протекают процессы горения. Зачастую пламя имеет видимые границы, что обусловливается так называемым свечением пламени , которое возникает в результате наличия в нем раскаленных углеводородов и частиц сажистого углерода. На практике под термином факел обычно понимают именно этот видимый объем пламени, хотя длина видимой части пламени не всегда соответствует протяженности того объема, в котором протекают и завершаются процессы горения. [c.200] Тепловое излучение факела зависит главным образом от двух параметров — его температуры и степени черноты. [c.200] Температура оказывает значительное влияние на теплоотдачу факела и при одном и том же топливе зависит в основном от температуры предварительного подогрева воздуха и топлива, величины коэффициента избытка воздуха и степени обогащения дутья кислородом. [c.200] Величина пирометрического коэффициента К пир зависит от конструкции печи. [c.201] Способность пламени излучать тепловую энергию обусловливается степенью черноты СОг и НгО и наличием в нем раскаленных частиц, образовавшихся в результате термического разложения метана и других углеводородов. В ряде случаев увеличение степени черноты пламени дает значительный эффект в интенсификации лучистого теплообмена в рабочем пространстве печей. Если это увеличение степени черноты осуществляется за счет образования сажистых частиц в самом пламени при термическом разложении метана, то оно носит название само-карбюризации. [c.201] Из газов, содержащих СН4, наибольщее промышленное распространение в виде топлива получили коксовальный (СН4 = 25%) и природный (СН4 я 95%) газы. [c.201] Говоря об излучении мазутного факела, следует заметить, что его степень черноты в значительной мере зависит от отношения углерода к водороду в составе мазута (фиг. 68). [c.202] Теплообмен в рабочем пространстве. В рабочем пространстве топливных печей (печей-теплообменников) в состоянии взаимного теплообмена находятся пламя (раскаленные газы), металл и футеровка (кладка), имеющие различные температуры. [c.202] Рассмотрим несколько подробнее режимы, присущие внешнему теплообмену. [c.202] Если обозначить тепловой поток от пламени на металл 0- . а тепловой поток от пламени на кладку Q, то соответствующие радиационные режимы теплообмена могут быть определены следующим образом. [c.203] Для всех этих трех видов радиационного теплообмена роль кладки как посредника в передаче тепла от пламени будет различна. [c.203] В соответствии с балансом тепла результирующий (отрицательный) тепловой поток от пламени равен сумме результирующих потоков металла и кладки, т. е. [c.203] Очевидно, что при неравномерном распределении температуры по толщине пламени наибольший тепловой поток исходит из слоя пламени с самой высокой температурой. Распространяясь в направлении металла и кладки, тепловой поток претерпевает количественное изменение в результате поглощающего действия других слоев пламени. Если поглощательная способность всех слоев пламени одинакова, то поглощение будет тем меньше, чем меньше толщина газового объема между рассматриваемым слоем пламени и тепловоспринимающей поверхнос-стью металла или кладки наряду с местоположением максимума температур большое значение имеет и абсолютная величина максимальной температуры пламени, увеличение которой вызывает увеличение теплового потока в соответствии с законом Стефана — Больцмана. Является очевидным и то, что наряду с температурой целесообразно иметь и оптимальное распределение г-пл по толщине пламени, причем наибольшее значение степени черноты у тех слоев пламени, которые имеют максимальную температуру. [c.205] На практике направленный прямой радиационный теплообмен имеет очень широкое распространение, так как изменение положения пламени (факела) позволяет в широких пределах менять интенсивность теплообмена в определенном направлении. Он примен5 тся в плавильных (мартеновских, стекловаренных) и в нагревательных печах при нагреве тонких и массивных изделий, расположенных по поду печи. Для того чтобы обеспечить такой режим в топливных печах, высокотемпературный, хорошо светящийся факел располагают вблизи поверхности нагреваемого или расплавляемого материала с тем, чтобы максимальная температура около тепловоспринимающей поверхности сохранилась по всей длине печи. Поэтому механика газов в таких печах обычно характеризуется наличием проточной части (факела) и циркуляционных зон. [c.205] Конвективный режим. В этом случае преобладающую роль играет теплообмен конвекцией, что наблюдается при температурах ниже 800—900° К- Теплопередача при этом режиме характеризуется всеми теми закономерностями, которые были рассмотрены в 2 гл. III. [c.206] В дополнение к ранее изложенному следует отметить, что существует значительная разница в конвективной теплопередаче при газовом и жидком теплоносителе. Теплопередача при жидком теплоносителе в принципе подчиняется тем же закономерностям, что и теплопередача при газовых теплоносителях, однако коэффициенты теплоотдачи при жидком теплоносителе достигают всегда более значительной величины, исчисляемой тысячами единиц вт1 м град). [c.206] В конвективном режиме обычно работают низкотемпературные (сушильные) печи температура в рабочем пространстве таких печей значительно ниже температуры горения топлива, поэтому объем, в котором сжигается топливо, выносится за пределы рабочего пространства печи (печи с вынесенными топками). В подобных печах стремятся иметь равномерное, развитое движение газов, способствующее равномерному нагреву материала. [c.206] Конвективный режим работы имеет место также в ванных печах, в которых теплоносителем является жидкая среда (рас-плвленные металлы или соли). [c.206] Вернуться к основной статье