ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние смесеобразования на протяженность зоны смешения газообразного топлива и паров жидкого топлива с воздухом из "Парогазовые процессы и их применение в народном хозяйстве " Жесткие требования к полноте сгорания и протяженности зоны горения газообразного или жидкого топлива совместно с водой или с другими средами могут быть обеспечены лишь при высоком качестве смешения горючего с воздухом. [c.68] Основу задачи по экспериментальному изучению смесеобразования газовых сред составили положения теории турбулентности, разработанные академиком А. Н. Колмогоровым [86]. Из теории турбулентности следует, что смешение различных газовых сред в движении благодаря пульсациям происходит последовательно вследствие постепенного дробления массы газа от крупных объемов (молей) до объемов предельно минимальных размеров, равномерно распределенных по всей массе другого газа. От момента входа раздельных газовых потоков до образования достаточно равномерной газовой смеси протекает определенное время, за которое газовые потоки проходят определенный путь, называемый путем смешения. Это время и этот путь, как показывает и опыт, и теория, не так уж малы. При прочих равных условиях время и путь смешения пропорциональны массам газа. В общем процесс смешения, в особенности в спутных потоках, является хаотическим. И хотя он подчиняется определенным закономерностям, интенсифицировать его для горящих потоков непосредственно в камерах сгорания без специальных приспособлений достаточно трудно. [c.69] Однако, как нам представляется, в процессе смешения газовых сред не обязательно ждать, пока движущиеся газовые потоки пройдут все стадии постепенного дробления до получения равномерной смеси. [c.69] В этом случае процесс смесеобразования из области хаотической переходит в область, заранее организованную и управляемую, поскольку степень совершенства смешения определяется не только, и не в первую очередь начальной скоростью истечения газов, но и рядом других, легко изменяемых факторов и их сочетанием. Опыт показывает, что оптимальный размер отверстий для истечения газовых струй при измельчении основных потоков не должен превышать 8—10 мм. Дальнейшее уменьшение диаметров струй нерационально, так как вследствие изменения массы газа (пропорционально квадрату диаметра) осложняются условия перемешивания. [c.69] Специальными исследованиями [95, 96] установлено, что наибольшая глубина проникновения, а следовательно, и наибольшая степень перемешивания газов достигаются при угле встречи струп ф — 90 . Наименьшая глубина проникновения наблюдается в параллельных (спутных) и косонаправленных струях, если у последних угол встречи меньше 45°. [c.69] При смешивании многоструйного потока одного газа с общим потоком другого газа лучшие результаты достигаются также при ф = 90°. [c.70] При этом указывается, что формы отверстий, величины критерия Рейнольдса в интервале (0,6 -т- 5)-10 и отношения коэффициентов вязкости существенно не влияли на глубину проникновения. [c.70] Однако подобный метод оценки и расчета смесеобразования, особенно если равномерно перемешанные газовые смеси предназначены для использования в процессах горения, нельзя признать полноценным, так как он в лучшем случае дает возможность определить глубину проникновения одного газа в другой только по оси потока. [c.70] В дальнейшем параметры, относящиеся к окиси углерода СО, будем обозначать индексом I, а параметры, относящиеся к азоту,— индексом II. [c.71] Рассмотрим три схемы смешения, в которых будут изменяться только углы встречи струй и число отверстий, через которые происходит истечение газов. [c.71] В первой схеме истечение происходит осесимметричными потоками, т. е. угол встречи ф = 0° число отверстий для каждого газа г = 1 (рис. 24). [c.71] Коэффициент молекулярной диффузии [99], D = v/p. [c.72] И процесс может завершиться на длине Ь = оо. [c.72] Собственно, и по формуле Б. Б. Канторовича [94] при этих условиях X = схэ. М. Скалл и Д. Миккельсен [95] также указывают, что в общем случае смесеобразование в осесимметричных или параллельных потоках протекает крайне медленно, причем изменение угла встречи в пределах от о до 45° оказывает очень слабое влияние на процесс смешения даже при различных значениях критерия Рейнольдса. [c.72] Для данного варианта абсолютная глубина проникновения к = 2,2й, где й — диаметр струи. [c.73] Рассмотрим теперь третий случай смешения тех же газов (рис. 24) при соблюдении всех предыдущих условий. [c.74] Изменим лишь диаметр отверстий, через которые происходит истечение газов, и число этих отверстий, оставляя неизменной суммарную площадь отверстий истечения 2/i = 2/ц = onst, которая равна площади отверстий для первых двух струй. [c.74] При смешении газовых потоков с ф = 90° потери давления и потери энергии выше, чем для спутных потоков возрастает также энтропия всей системы. [c.74] Вернуться к основной статье