ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сжигание газообразного топлива из "Нагревательные устройства кузнечного производства " Газообразное топливо является наиболее удобным для сжигания в промышленных печах, так как легкая смешиваемость газа с воздухом и возможность подогрева не только воздуха, но п газа создают наиболее благоприятные условия для горения — почти без избытка воздуха газообразное топливо дает возможность также легко поддерживать желаемую атмосферу в печи. Таким образом при работе печи на газообразном топливе легче осуществить автоматическое регулирование теплового режима и проще добиться благоприятного сочетания энергетических и технологических условий для нагрева металла. [c.76] Процесс горения газа. На основании ряда исследовательских работ установлено, Что горение газов происходит не по законам химической кинетики и протекает не по общеизвестным реакциям горения (см. табл. 12), которые являются лишь суммарным выражением процессов горения. [c.77] Горение окиси углерода СО сопровождается более сложными взаимодействиями с кислородом. Установлено, что активизация реакций по всему объему газовоздушной смеси достигается в присутствии лишь небольшого количества воды или водорода, которые и создают такие же, как и при горении водорода, нужные активные центры — О, Н, ОН для цепной реакции. Следовательно, и при горении окиси углерода главным возбудителем цепной реакции является атомарный водород, который, способствз я возникновению и протеканию реакции, сам не расходуется в процессе [14]. [c.78] Цепные реакции при горении углеводородов сложнее, чем при горении водорода и окиси углерода, причем чем сложнее структура их молекул, тем более многообразный характер имеет вся реакция в целом. [c.78] горение газообразного топлива представляет собой цепную реакцию, которая характерна тем, что горение газообразных составляющих топлива протекает пе по линии реакций между стабильными молекулами (табл. 12), требующими весьма высокой энергии активации, а по линии непрерывного образования центров с высокой химической активностью (Н, О и ОН), взаимодействие которых со стабильными молекулами пе требует высокой энергии активации. [c.78] При практическом решении вопроса сжигания газообразного топлива принято, что процесс горения газа складывается из трех основных стадий смешения газа с воздухом, подогрева газовоздушной смеси до температуры воспламенения и собственно горения. [c.78] Установлено, что скорость горения газообразного топлива зависит от интенсивности течения первых двух стадий (подготовительных), так как продолжительность самой реакции горения измеряется тысячными долями секунды, являясь, таким образом, очень малой величиной по сравнению с общей продолжительностью процесса горения. Следовательно, при сжигании газообразного топлива внимание должно быть направлено прежде всего на создание благоприятных условий для течения подготовительных стадий горения — быстрого и совершенпого смешения газа с воздухом и быстрого прогрева газовоздушной смеси до температуры воспламенения. [c.78] быстрое и хорошее смешение газа с воздухом является обязательным условием для сжигания газа. Смешение газа с воздухом производится механическим путем, главным образом турбули-зацией потоков газа и воздуха. При этом происходит взаимное проникновение (диффузия) газа и воздуха, в результате чего и достигается смешение. [c.79] Вторая стадия процесса горения — прогрев газовоздушной смеси до температуры воспламенения — протекает со скоростью, величина которой зависит от свойств газа (теплопроводности и др.) и условий теплообмена, которые определяются температурой в камере горения, а также ее формой и размерами. [c.79] Прогрев смеси происходит за счет теплоизлучения поверхности камеры горения и соседних очагов горения. Излучение как бы пронизывает газовоздушную смесь на всю глубину и зажигает ее. [c.79] Практически скорость прогрева движущегося потока газовоздушной смеси до температуры воспламенения можно считать скоростью воспламенения смеси. [c.79] На фиг. 37 приводится зависимость скорости воспламенения различных холодных газовоздушных смесей от процентного содержания в них газа. Из приведенных кривых видно, что максимальная скорость воспламенения для всех газовоздушных смесей будет нри недостатке воздуха. Очевидно, что предварительный подогрев газовоздушной смеси повышает скорость ее воспламенения горение в этом случае протекает быстрее и с более высокой температурой. [c.79] На фиг. 38 показана зависимость скорости воспламенения газовоздушной смеси от температуры ее подогрева по горизонтали отложена температура подогрева газовоздушной смеси, а по вертикали — максимальная скорость ее воспламенения. Следовательно, по данному графику можно определить безопасную скорость истечения из горелки подогретой газовоздушной смеси. При подогреве газовоздушной смеси до температуры воспламенения понятие скорости распространения пламепи теряет смысл, так как в этом случае горение протекает одновременно во всем объеме газовоздушной смеси. [c.79] Температура воспламенения газовоздушной смеси есть величина переменная, зависящая от ряда причин состава смеси, условий теплообмена, которые определяются температурой в камере горения, формой камеры и ее размерами, и проч. Температура воспламенения различных газовоздушных смесей лежит в пределах 600—800° С. Эта температура не является строго постоянной, она зависит от содержания горючего газа в смеси, от качества смешивания и теплообмена в массе горючей смеси. [c.79] На фиг. 39 приводится график температуры воспламенения различных газовоздушных смесей в зависимости от содержания газа в смеси. Однако для того, чтобы газовоздушная смесь воспламенялась, необходим не только ее прогрев до необходимой температуры, но и определенное время для разгона реакций (период индукции). [c.79] Температура воспламенения и период индукции взаимозависимы чем выше температура, тем быстрее наступает воспламенение. [c.80] К теплонеустойчивым газам относятся газы, богатые углеводородами (метаном СН4), — природные газы. [c.81] У этих газов по мере их прогрева до 300° С и выше наблюдается распад метана на атомарный углерод и водород, причем с повышением температуры интенсивность распада возрастает. [c.81] На фиг. 41 приведена зависимость интенсивности распада метана от температуры. Из графика видно, что уже при температуре около 1000° С метан полностью распадается на атомарный углерод и водород Н2. [c.81] Особенность поведения различных газов при горении весьма существенно влияет на развитие процесса горения в целом и определяет технику сжигания (конструкции горелок и пр.). [c.81] Вернуться к основной статье