ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Элементы теории горения и организация сжигания топлива из "Теплотехника " Если топливо и окислитель находятся в одинаковом фазовом состоянии, то горение называется гомогенным. Если топливо и окислитель находятся в разных фазовых состояниях, ю горение называется гетерогенным. Горение газового топлива является процессом гомогенным, а горение, например, кокса в потоке воздуха — гетерогенным. [c.230] Закон действующих масс можно применять и для гетерогенных реакций. В этом случае в выражения закона действующих масс входят только концентрации газообразных веществ. [c.231] Значение отношения скоростей при Tj и Гг = Т, + 10 называется температурным коэффициентом скорости реакции и равно 2...4 при высоких температурах снижается, приближаясь к единице. [c.232] По мере расходования исходных веществ их концентрация падает и скорость прямой реакции падает. Одновременно возникает возможность обратной реакции, скорость которой растет по мере накопления продуктов С и D. Суммарная скорость реакции равна разности скоростей прямой и обратной реакций. При vvi = W2 наступает подвижное равновесие, соответствующее термодинамическому равновесию. Основным признаком равновесия является постоянство состава реагирующей системы при неизменности внешних условий. [c.232] Значения констант равновесия, полученные по (3.19) и (3.19 а), могут не совпадать. [c.232] Из этой зависимости видно, что умеренные температуры способствуют протеканию прямых экзотермических реакций, а высокие температуры — развитию обратных эндотермических реакций. Так, известно, что при высоких температурах порядка 2000 °С в топочной камере возникают явления термической диссоциации продуктов полного горения СОг и НгО. Следует, однако, заметить, что влияние температуры на константу равновесия не столь велико, как на константу скорости. [c.232] Реакция (б) имеет наивысшую энергию активации и протекает медленнее, чем реакции (в) и (г), и определяет суммарную скорость процесса. Атомы водорода в этой реакции являются основными активными центрами. [c.233] Изменение скорости w цепной разветвленной реакции показано на рис. 3.1. По истечении индукционного периода т д заканчивается накопление концентрации активных центров, после чего реакция саморазго-няется и скорость падает по мере израсходования peai ирующих веществ. [c.233] Характерной особенностью реакции горения является их высокая экзотермичность. Поэтому на увеличение скорости горения будет оказывать влияние и температура. [c.233] Горение окиси углерода и углеводородов протекает также по механизму цепных реакций с разветвленными цепями. Экспериментально установлено, что скорость горения углеводородов меньше, чем Н2 и СО. [c.233] В зависимости от способа подачи воздуха, необходимого для горения, возможны следующие виды сжигания газа 1) горение однородной газовой смеси, когда сжигается предварительно 1Юдготовленная горючая смесь 2) диффузионное горение, когда газ и воздух подаются порознь 3) горение с недостаточным объемом воздуха (газ подается вместе с воздухом, но объем последнего недостаточен для полного горения). [c.234] Важнейшим условием нтенсивного и полного горения является хороший контакт окислителя с горючим и хорошее смесеобразование газа с воздухом. [c.234] Диффузионный принцип сжигания осуществляется при раздельной подаче газа и воздуха. Различают диффузионное горение, ламинарное и турбулентное в зависимости от характера движения пламени (факела). [c.234] Из выражения (3.23) следует важный качественный вывод, что скорость распространения пламени зависит от теплофизических свойств горючей смеси и времени сгорания Ту м. Так как время сгорания Tihm пропорционально средней скорости химических превращений и зависит от температуры и состава смеси в зоне реакции, то и зависит существенно от этих параметров. Таким образом, нормальная скорость распространения пламени в известной степени может характеризовать закономерности химических превращений, происходящих в зоне горения. [c.235] Распределение температур и концентраций в зоне горения зависит от соотношения между коэффициентами температуропроводности и диффузии. Особенностью ламинарного диффузионного горения является растянутый характер факела (рис. 3.2). [c.235] Сжигание термически неустойчивых газов в этом случае сопряжено с большим химическим недожогом, поэтому такое сжигание в практике используется редко. [c.235] Диффузионное горение газа в турбулентном потоке характеризуется более сложным механизмом горения по сравлению с ламинарным. Сильное влияние на длину факела оказывает закручивание струи газа и воздуха и угол встречи этих струй. Меняя эти параметры, можно управлять длиной факела в очень широких пределах. Благодаря преимуществам закрученного потока обеспечивается хорошее смесеобразование и интенсивное горение. [c.235] Переход ламинарного диффузионного горения в турбулентное для большинства газов происходит при числах Рейнольдса Re 2200. [c.236] Величина химической неполноты сгорания в турбулентном потоке значительно ниже, так как при высокой интенсивности процесса уменьшается время нагрева газа и снижается возможность термического разложения углеводородов. [c.236] Вернуться к основной статье