ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Некоторые особенности ограниченного факела из "Основы общей теории тепловой работы печей " Особенности механики газов в ограниченном пространстве рассмотрены в гл. П1 настоящей книги. [c.156] Более равномерное распределение температур в поперечном сечении ограниченно-го факела оказывает благоприятное влияние на протекание процессов горения вообще и, в частности, в периферийных зонах факела и сказывается иногда сильнее, чем обеднение смеси, так как в кинетической области скорость реакции зависит от температуры экспоненциально. [c.157] В силу указанного, устойчивость горения ограниченного факела значительно выше. Срыв пламени практически исключается, зато более вероятно возникновение проскока пламени. Если применительно к открытому факелу вопрос его устойчивости обусловлен явлениями, происходящими у кромки сопла, то в факеле, горящем в ограниченном пространстве, условия, обеспечивающие устойчивость горения, носят иной характер, так как даже при отрыве от сопла факел может быть вполне устойчивым. Практически в печах горелочные устройства работают таким образом, что воспламенение начинается на некотором расстоянии от среза сопла, что предохраняет сопло от разрушения и исключает возможность проскока, если сжигается частично подготовленная смесь. [c.157] При протекании горючей омеси через топочный объем (возможно в03 никнс(вение явлений воспламенения и затухания, определяемых соответствующими критическими значениями параметров, характеризующих тепловыделение и отвод тепла. [c.157] Здесь —время пребывания горючей смеси в реакционной зоне — кинетическое время реакции. [c.157] Если процесс происходит неадиабатно, т. е. отвод тепла определяется не только выносом тепла с продуктами горения, но также внешним теплообменом, то вид функции Фа усложняется. В том случае, когда теплообмен с окружающей средой будет носить конвективный характер, функции Фг будут отображаться прямыми линиями если же учитывать теплообмен изучением, то зтиМ функциям будут соответствовать кривые (рис. 84). Пучок кривых Фа на рис. 84 при одной и той же начальной температуре 00 характеризует внешний теплообмен излучением при разных значениях коэффициента излучения а . Чем больше а , тем меньше значение ординаты ф, т. е. тем ниже стационарный уровень температуры и полноты горения. При очень большой величине внешней теплоотдачи воспламенение может стать вообще невозможным. [c.159] Из предыдущего следует, что в факеле, образующемся при перемешивании потоков топлива и воздуха, тепловыделение происходит значительно медленнее, чем в факеле, образующемся при горении готовой смеси топлива и воздуха. Естественно, пю9Т0 Му, что устойчивое горение возможно только при соблюдении определенных термических условий, которые должны сводиться к тому, чтобы тепловыделение балансировалось с теплоотдачей в окружающую среду и чтобы этот процесс происходил при таком температурном режиме самой холодной части факела, при котором обеспечивалась бы необходимая скорость протекания химических реакций (более 1000— 1100°), т. е. чтобы про цесс определялся не кинетическими, а диффузионными факторами. [c.160] Экспериментальных данных для определения коэффициента излучения пламени в зависимости от его диаметра и состава имеется очень мало, поэтому пришлось воспользоваться приближенной зависимостью для светящегося пламени. [c.160] При малых значениях диаметра. Тонкие факелы могут быть устойчивыми даже при относительно небольших тепловыделениях в них, что объясняется малой излучательной способностью таких факелов. По мере увеличения диаметра факела растет его излучательная способность (Стп), но вместе с тем относительно уменьшается его внешняя излучающая поверхность. [c.161] Из рис. 85 можно видеть, что применительно к горящим в холодном пространстве факелам диаметром более 0,25 м для компенсации теплоотдачи внешней среде постоянное теплонап-ряжение должно быть порядка 150 ООО — 200 ООО ккал1м час. [c.161] При желании получить в факеле более высокую температуру необходима сооответственно увеличить и тепловыделение. Так, для обеспечения температуры факела Тф = 1700 К на компенсацию потери тепла потребуется уже 500 ООО ккал/м час и т. д. [c.161] Исходя из этих соображений, можно приближенно рассч И-тать подачу топлива в факел, обеспечивающую тепловыделение, достаточное для получения устойчивого факела ib холодном ограниченном пространстве. [c.161] Рассмотрим для примера факел, образованный концентрически расположенными струями воздуха и газа, вытекающими с равными скоростями w. [c.161] Предположим для простоты, что процессы горения в факеле заканчиваются одновременно с перемешиванием. [c.161] Данные расчетов по формуле (111) для do = 0,1 л и Сух = 0,35 ккал/м -°С приведены в табл. 3. [c.162] При сжигании мазута ввиду большей излучательной способ-Н10СТИ факела устойчивое горение в холодном пространстве можно получить только при тонком распыливании топлива, обе спечивающем его быструю газификацию. Сжигать пылевидное топливо (из тощих углей) в этих условиях практически не удается, так как нельзя обеспечить необходимое тепловое напряжение горения. В приведенном выше примере не учтено влияние возврата, поскольку последний, ускоряя процесс воспламенения смеси, не влияет на тепловой баланс факела, если, конечно температура возврата равняется Т . Влияние на воспламенение смеси возврата и раскаленных окружающих стен широко используют в топочной технике. Например, в горелках потокам топлива и воздуха придают вращательное движение, вследствие чего при выходе из горелки горючая смесь отбрасывается к периферии, в центре по оси горелки устанавливается область пониженного давления, куда устремляется возврат, ускоряющий зажигание горючей смеси. Аналогичный эффект дает так называемый воротник Ляховского, а также плохо обтекаемое тело, устанавливаемое на выходе из горелки, и другие устройства. [c.163] В некоторых случаях на выходе из горелки устанавливают керамический тоннель (например, в беспламенных горелках), сечение которого должно обеспечить поступление раскаленных продуктов полного горения в корень факела. Во избежание попадания в возврат холодных или несгоревших газов, размеры тоннеля должны быть правильно выбраны. Раскаленные под действием возврата стенки керамического тоннеля, излучая тепло на свежие порции горючей смеси, подогревают ее и, вследствие этого, в свою очередь несколько ускоряют воспламенение. [c.163] Изложенное показывает, насколько большое влияние оказывают аэродинамические факторы на процессы в горящем ограниченном факеле. [c.163] Вернуться к основной статье