ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Физико-химические основы горения из "Парогенераторные установки электростанций Издание 2 " Горение твердого топлива включает два периода тепловую подготовку и собственно горение. В процессе тепловой подготовки топливо прогревается, высушивается и при температуре около 100°С начинается пирогенетическое его разложение с выделением летучих и образованием коксового остатка. Длительность этого периода зависит главным образом от влажности топлива, размера его частиц и условий теплообмена между окружающей топочной средой и частицами топлива. Протекание процессов в период тепловой подготовки связано с поглощением тепла, главным образом на. подогрев и подсушку топлива. [c.102] В (7-5) И (7-6) Спот —концентрация кислорода в потоке Сдам — то же на границе ламинарного слоя Спев — то же на поверхности топлива 6 — толщина ламинарного слоя I) — коэффициент молекулярной диффузии А — коэффициент турбулентного массообмена. [c.103] Величина, обратная константе скорости горения, 1/йг представляет собой общее сопротивление процессу горения. Оно состоит из химического (кинетического) сопротивления Ilk и сопротивления физического (диффузионного) 1/ад. В зависимости от соотношения этих сопротивлений и их влияния на скорость горения в целом различают кинетическую и диффузионную области гетерогенного горения. [c.103] Так как доставка кислорода в диффузионной области горения отстает от потребного количества, то избыток его на поверхности реагирования равен нулю. В диффузионной области // (рис. 7-4, кривая 2-5) ввиду недостатка кислорода реакция горения протекает с медленно нарастающей скоростью с повышением температуры. [c.104] Область чисто диффузионного горения пылевидного топлива ограничена. Она имеет место преимущественно в ядре факела с высокой температурой горения. За пределами ядра горения возможна кинетическая или промежуточная область, характеризующаяся сильной зависимостью скорости горения от температуры. Кинетическая и промежуточная области горения протекают также в зоне воспламенения пылевоздушного потока. [c.105] В кинетической области горения определяющую роль играет скорость химической реакции, зависящая от таких факторов, как реакционная способность топлива и температура горения. Влияние аэродинамических факторов в этой области горения незначительно. В диффузионной области горения определяющими факторами являются условия смесеобразования (равномерность смешения и размеры топливных частиц). В этой области перестают играть определяющую роль такие факторы, как температура и свойства топлива и окислителя. [c.105] Жидкое топливо до воспламенения испаряется и потому сгорает в паровой фазе. Для увеличения поверхности испарения мазут сжигают в капельном состоянии - при этом протекают два процесса испарение— образование газовой фазы из жидкой —и сгорание газовоздушной смеси. Скорость горения определяется в основном скоростью испарения топлива, которая зависит от количества подводимого тепла, т. е. определяется теплообменом. [c.105] При испарении вокруг капли образуется облако паров, которые диффундируют в окружающую среду (рис. 7-5). В то же время газы, включая кислород, из окружающей среды диффундируют к испаряющейся капле топлива. В результате на некотором расстоянии от капли стех в зоне реакции устанавливается стехиометрическое соотношение между горючими газами и кислородом (а=1). Под воздействием тепла факела в этой зоне смесь воспламеняется и вокруг испаряющейся капли возникает поверхность горения. [c.105] Основными условиями интенсификации горения жидкого топлива являются предварительный подогрев и тонкое распыление топлива, подогрев и подача всего необходимого для горения воздуха в корень факела, энергичное смесеобразование, поддержание температуры в ядре горения на достаточно высоком уровне — более 1500°0. [c.106] Ранее были изложены основные законы кинетики (законы действующих масс и Аррениуса), позволяющие определять скорость химических реакций. В основе этих реакций лежат стехиометрические соотношения молекул исходных и конечных продуктов. При этом не предусматривается возможность реагирования молекул исходных продуктов с активными промежуточными продуктами — свободными атомами исходных продуктов и радикалами О, Н, ОН и др. [c.106] При горении газов протекают цепные разветвленные реакции, в процессе которых один активный центр порождает два или большее число новых активных центров. Теорию цепных реакций разработал академик Н. Н. Семенов. Согласно этой теории цепная разветвленная реакция включает следующие процессы зарождение цепей — образование активных частиц из исходного продукта разветвление цепей — процесс, при котором одна активная частица, реагируя с исходными, вызывает образование конечного продукта реакции и двух или нескольких новых активных частиц по мере убывания горючих компонентов либо окислителя реакция замедляется, наступает обрыв цепей и реакция вырождается — горение прекращается. [c.107] Механизм реакции горения окиси углерода и углеводородов также имеет разветвленный цепной характер, однако протекает оно по другим схемам. [c.107] Вернуться к основной статье