Смешение топлива и окислителя

Если топливо и окислитель находятся в газообразном состоянии, то горение является гомогенным. При этом легче организовать наиболее полное смешение топлива и окислителя, легче удовлетворить одно из важнейших условий полного и интенсивного горения — создание наивыгоднейшей концентрации газообразного топлива и кислорода в каждой точке топочного объема. Для повышения скорости горения можно подогреть не только воздух, идущий на горение, но и само газообразное топливо, что оказывается тем более целесообразным, чем меньше теплота сгорания газа. [c.48]

В мае 1929 г. в составе ГДЛ организовался опытно-конструкторский отдел по жидкостным реактивным двигателям. В 1930—1931 гг. в нем были разработаны, изготовлены и испытаны первые в СССР жидкостные реактивные (опытные реактивные) моторы ОРМ-1 и ОРМ-2, а в 1932 г. — сконструирована и построена серия опытных двигателей от ОРМ-4 до ОРМ-22, на которых испытывались различные топлива, системы зажигания, методы запуска, способы смешения горючих и окислителей и т. д. [c.418]

Поскольку истечение топлива и окислителя в данном случае происходило независимыми потоками, смешение их осуществлялось наряду с горением непосредственно в камере сгорания с помощью завихривающего устройства. Этим и объясняется такая протяженность зоны сгорания при давлении в камере Г = 30 - - 50 ama. Укажем на некоторые особенности в распределении температур в камере сгорания (рис. 74). [c.156]

Преподаватель объясняет, что обеспечение полного сгорания газообразного топлива в топке котла при наименьшем избытке воздуха против теоретически необходимого зависит от степени смешения топлива с окислителем (воздухом) и предварительного нагревания газа и воздуха. [c.101]

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]

На фиг. 7. 13 приведены некоторые результаты, полученные для топливной смеси водород—кислород [13]. Форсунка должна обеспечивать хорошее распыливание струи и смешение горючего и окислителя. В зависимости от свойств топлива иногда бывает же- [c.387]

Необходимым условием возникновения и развития реакций сгорания является предварительное смешение реагентов. Во многих случаях скорость горения определяется не временем, необходимым для протекания химических реакций, а временем ввода компонентов в зону реакции, т- е, скоростью образования горючей смеси из топлива и окислителя (воздуха). [c.132]

Образование смеси газа с окислителем осуществляется при помощи горелок (газогорелочных устройств) и реже посредством механических смесителей. В горелках с внутренним смешением газ перемешивается со всем количеством воздуха, необходимым для горения. В других газогорелочных устройствах смесеобразование не заканчивается и продолжается вне горелки. Может быть даже подача газа и воздуха в камеру сгорания раздельными струями. Если смесеобразование в горелке не закончено или осуществляется раздельная подача топлива и окислителя, то одновременно наблюдаются процессы смесеобразования и окисления. Хороший контакт горючего и окислителя и хорошее смесеобразование горючих газов и воздуха — важнейшее условие интенсивного и полного сгорания топлива. Чем лучше контакт между топливом и воздухом и смесеобразование газов, тем быстрее и полнее протекает процесс сгора- [c.163]

В большинстве промышленных топочных устройств для ски-гания топлива организуется горение во фронте,которое в реальных условиях осложняется турбулентностью и процессами смешения горючего и окислителя. [c.50]

Выше была рассмотрена кинетика химических реакций горения в предположении, что подача окислителя (кислорода воздуха и других) осуществляется без ограничения. Однако при анализировании процессов необходимо учитывать не только кинетические (физико-химические) факторы, к которым относят концентрацию реагирующих веществ, давление и температуру их, но и диффузионные процессы, влияющие на подачу окислителя к горящему топливу и на образование смесей, определяемые аэродинамическими факторами — скоростью потоков реагирующих веществ, геометрической формой и размерами тел, расположенных на пути потоков и газов, интенсивностью турбулентности газового факела, t. е. физическими факторами. Главным определяющим процессом при горении топлива в конкретном случае может быть кинетический или диффузионный. Если скорость горения топлива (или общее время, необходимое для его сгорания) лимитируется процессом смешения, то горение протекает в диффузионной области. Наоборот, если смешение происходит очень интенсивно и процесс в целом лимитируется кинетикой собственно реакций горения, то горение находится в кинетической области. [c.232]

Образование смеси газа с окислителем осуществляют при помощи горелок (газогорелочных устройств) и реже посредством механических смесителей. В горелках с внутренним смешением газ перемешивается со всем количеством воздуха, необходимым для горения. В смесительных газогорелочных устройствах смесеобразование не заканчивается и продолжается вне горелок. Газ и воздух в камеру сгорания можно подавать даже раздельными струями. Если смесеобразование в горелке не закончено или осуществляется раздельная подача топлива и окис- [c.232]

На горение топлива оказывают влияние процессы испарения, смешения и химического реагирования топлива с окислителем на молекулярном уровне, от протекания которых зависят экономичность и надежность работы топки и всего котла в целом, особенно при сжигании топлива в виде факела во взвешенном пылевидном состоянии, когда (по сравнению со слоевым способом сжигания) резко возрастают площадь реагируемой поверхности топлива и скорость химических реакций горения. [c.16]

Основное влияние на горение топлива оказывают процессы теплообмена, испарения, термического разложения, смешения, воспламенения и химического соединения топлива с окислителем. Интенсивность этих процессов на начальном участке факела определяется конструкцией горелочных устройств и их компоновкой в топочной камере. При этом конструкция горелочного устройства и параметры факела одной горелки оказывают определяющее влияние на экономичность и устойчивость сжигания топлива практически независимо от компоновки горелок в топочной камере котла. [c.20]

Таким образом, увеличение коэффициента избытка окислителя сверх оптимального значения не улучшает процессы горения и теплообмена, поэтому необходимо снижать его до такого минимума, при котором обеспечивается полное сгорание топлива. Предельные же минимальные значения коэффициента избытка окислителя определяются не только видом самого топлива, но и в значительной мере эффективностью смешения горючего с окислителем. [c.101]

Мы рассмотрели процесс горения таких жидких топлив, как керосин и дизельное топливо, в присутствии воды на достаточно сильном окислителе (содержание кислорода 25—38%), причем температура окислителя перед поступлением его в камеру сгорания была 500—600° К. Повышенная концентрация кислорода в окислителе, достаточно высокая его температура, а также присутствие водяного пара в окислителе и наличие интенсивных обратных токов с высокой температурой создавали благоприятные условия для испарения топлива, смешения его с окислителем и интенсивного горения под высоким давлением (Р = 30 -г- 50 ama). [c.171]

На рис. 3.25 приведена схема ракетного микродвигателя на двухкомпонентном жидком топливе. К камере сгорания 5, выполненной в единой конструкции с соплом б, через монтажный фланец крепится форсуночная головка 3, а также клапан горючего 2 и окислителя i. В форсуночной камере по периметрам концентрических поясов установлены струйные форсунки. Предкамера 4 предназначена для смешения и воспламенения части топлива раньше, чем произойдет воспламенение топлива в основной камере сгорания. Это создает повышенное давление в основной камере, что в свою очередь способствует уменьшению времени задержки [c.141]

Аналогичное устройство, но с раздельными питающими бачками, предназначено для распыления топлива и смешения его с окислителем [78]. Так как зона горения в подобной форсунке находится близко от резонатора, то для его охлаждения через центральный стержень непрерывно подается вода. Если через отверстие в стержне подводить инертный газ, то можно в достаточно широких пределах регулировать процесс горения. [c.99]

На интенсивность и полноту горения, а также на характеристику факела (размеры, светимость, температурный уровень) первостепенное влияние оказывает фактор смешения газового топлива с окислителем. При недостаточном перемешивании горючего газа с воздухом окислительные реакции тормозятся. При этом возможно появление [c.79]

Проанализируем предельный случай, считая, что в начальном сечении горючее и окислитель распределены по сечению канала отдельными кусками и концентрация 2 принимает случайным образом только два значения О или 1. В начале канала полнота сгорания ( 7 = 1 —(рс) / рг), где с - концентрация топлива, равна нулю. При удалении от начального сечения на границах раздела отдельных кусков горючего и окислителя возникают слои смешения, где наблюдаются все промежуточные концентрации. По мере развития процесса ширина этих слоев смешения растет и полнота сгорания увеличивается. На бесконечном удалении от начального сечения все пульсации затухнут и концентрация будет во всех точках потока равна среднемассовой. [c.372]

Если время физической стадии процесса несоизмеримо меньше времени протекания химических реакций, т. е. Тф < Тх (такой случай возможен при сжигании газообразного топлива с предварительным до подачи в топочную камеру смешением его с окислителем), тогда можно считать, что практически тяй В этом случае процесс горения протекает в кинетической области. И, наоборот, если Тф Тх (случай, наиболее распространенный при сжигании газообразного топлива без предварительного смешения его с окислителем), можно допустить, что практически х да Тф. Следовательно, процесс горения протекает тогда в диффузионной области. [c.241]

Разберем первый метод. В чашку наливается вначале один компонент топлива, а затем второй. Время от момента контакта компонентов до появления пламени регистрируется. Величины, полученные с помощью этого метода, характеризуют физико-химические процессы, которые протекают между горючим и окислителем и зависят от условий смешения и количеств компонентов, подаваемых в чашку. Этот метод имеет значение для качественной оценки задержки воспламенения различных топлив и изучения жидкофазных реакций. [c.123]

Между регуляторами давления и входом в топливные баки установлены блоки последовательно-п аллельных обратных клапанов и предохранительные клапаны. Обратные клапаны предохраняют систему от смешения испарившихся компонентов топлива. Каждый блок имеет 4 обратных клапана, соединенных в последовательно-п аллельную цепь. Последовательное соединение препятствует смешению п ов, а п аллельное соединение обеспечивает необходимую подачу гелия в баки горючего и окислителя. Предохранительные клапаны защищают топливные баки от разрушения, если при изменении температуры сильно [c.60]

При разложении компонентов смесевого топлива возникают направленные от поверхности заряда потоки горючего и окисляющего газов. Таким образом, гетерогенность структуры смесевых топлив обусловливает неоднородность газовой фазы над поверхностью горения. Химическому взаимодействию между реакционноспособными газами должно предшествовать их смешение. Газы горючего и окислителя, вытекающие из расплавленной поверхности, поступают частично перемешанными. При сухой поверхности горения, как, например, у топлив на основе перхлората аммония, предварительное перемешивание отсутствует. [c.236]

Эмульсия мазута с водой дает мелкодисперсную систему, где одна фаза представлена водой, а сера — мазутом. При попадании эмульгированного мазута в зону с высокой температурой происходит его нагрев, а затем испарение. Так как температура кипения воды значительно ниже температуры кипения мазута, она испаряется раньше, разрывая мазутную оболочку и тем самым уменьшая размеры капель и увеличения их общую поверхность. При этом увеличивается относительная скорость капель мазута по отношению к газовому потоку, что в значительной степени интенсифицирует процесс смешения топлива с воздухом и его испарение. Скорость реакции за счет усиленного притока тепла и окислителя также возрастает. [c.212]

Высокое качество сгорания топлива, в частности газообразного, в таких жестких условиях может быть достигнуто только при высоком качестве его смешения с окислителем. Однако теоретически этот вопрос разработан еще недостаточно, и единственным способом решения задачи остается эксперимент, при проведении которого, конечно, необходимо учитывать все имеющиеся теоретические разработки. [c.64]

При описании ракетных двигательных систем на жидком топливе автор стремится излагать материал доступно, не упуская при этом из виду важные явления, происходящие на каждой стадии превращения окислителя и горючего, от их подачи в камеру сгорания до истечения газообразных продуктов через сопло. Для некоторых типов систем рассмотрена проблема моделирования горения. Получение высоких характеристик в двигательных установках такого типа связано с необходимостью использования системы впрыска, обеспечивающей мелкодисперсное распыление и последующее эффективное равномерное смешение компонентов топлива, однако такие требования, как правило, несовместимы с требованиями к устойчивости горения. При этом часто бывает трудно найти компромиссное решение. Нередко в этом случае приходится использовать акустические поглотители, которые усложняют конструкцию камеры сгорания. [c.11]

В топках промышленных парогенераторов и водогрейных котлов сжигаются мазуты разных марок. Для сжигания мазута необходима его предварительная подготовка уменьшение вязкости и распыление, при котором обеспечивается испарение мазута. Исследования показали, что горение жидкого топлива происходит только в газовой фазе. Поэтому горению топлива должно предшествовать его испарение, смешение с окислителем, прогрев горючей смеси до температур, при которых обеспечивается большая интенсивность протекающих реакций горения. [c.115]

Качество горелочных устройств во многом определяется процессом смесеподготовки, т.е. смешением горючего и окислителя, конечная цель которого — создание гомогенной смеси компонентов топлива [34—40, 62, 63, 106, 141, 144, 245]. Для этого в камерах сгорания, горелочных устройствах широко используют криволинейные линии тока, закрутку потока и другие способы образования течения с интенсивной завихренностью [62, 106]. Примером может служить камера сгорания поршневого двигателя со стратифицированным зарядом (рис. 1.9). Закрутка поступающего воздуха и всасывающе-выталкивающее движение смеси, так называемое хлюпание, возникающее из-за выемки в днище поршня, позволяют решить две проблемы снизить эмиссию загрязняющих веществ и повысить КПД. Эти же моменты используются и для организации хорошей смесеподготовки в двигателях, работающих по циклу Дизеля. Закрутку потока используют [c.29]

Тщательно перемешанные топливо и окислитель, или, как говорят, предварительно подготовленная смесь, сгорают обычно в виде пламени. Оно носит название кинетического, или нормального, поскольку в этих условиях скорость его распространения определяется только кинетикой реакций, а не скоростью смешения реагентов. Распределение температур и концентраций реагентов во фронте пламени в координатах, движущихся вместе с ним, представлено на рис. 17.2. В этих координатах свежая смесь с плотностью ро подходит к фронту со скоростью Нн, а продукты сгорания с плотностью Рг<Ро уходят со скоростью Нг>Нн. Массовые количества подходящих и отходящих газов одинаковы ро н=РгМг. Процесс горения, т. е. химического взаимодействия молекул топлива и окислителя, в основном протекает в очень узкой зоне (она называется [c.146]

Все горелки по виду создаваемого пламени могут быть разделены на следующие три главные группы горелки с очень коротким пламенем, когда горение газа происходит у самого выхода топлива из горелки они характеризуются полньш предварительным смешением горючего и окислителя горелки короткопла(менные, создающие небольшое пламя, при неполном предварительном смешении газа и лвоздуха до выхода из горелки, и горелки длинно пламенные диффузионного горения, у которых горючий газ. и воздух предварительно до выхода из горелки не смешиваются. (В последнем случае смешение организуется в самом топочном пространстве и пламя значительно растягивается что, например, очень благоприятно для длинных печей типа вращающихся где требуется передача тепла излучением от газов к обрабатываемому материалу на достаточно большой длине. [c.49]

Воздействие акустич. колебаний на газодинамич. характеристики потока горючей смеси интенсифицирует процессы тепломассообмена, что в свою очередь влияет и на сам процесс горения. Для разных типов горения он идё по-разному. Турбулентное Г. в у. п. газообразного топлива при диффузионном режиме (когда смешение топлива с окислителем осуществляется непосредственно в пламени и скорость горения лимитируется процессом смешения) интенсифицируется благодаря ускорению диффузии окислителя в зону горения. Это обусловлено изменением масштаба и интенсивности турбулентности в этой зоне при воздействии колебаний. При этом уменьшается длина факела, ускоряется выгорание в объёме топочной камеры и растёт темп-ра. Одновременно интенсивные акустич. колебания, увеличивая теплоотдачу факела, ухудшают условия воспламенения, поэтому для предотвращения срыва горения необходимо обеспечить хорошую стабилизацию пламени. Максимальное [c.96]

В промышленных горелочных устройствах для создания УЗ-вых колебаний в основном применяются газоструйные излучатели стержневого типа и, реже, вихревые свистки или магнитострикционные преобразователи. При этом излучатели одновременно используются как в качестве газового сопла (в газовых горелках) или распылительной форсунки (в жидкостных горелках), так и в качестве акустич. генератора, интенсифицирующего процесс смешения топлива с окислителем. Известно несколько типов акустич. горелок, в т. ч. инжек-ционные, с регулируемой длиной факела, двухпроводные, комбинированные нефтегазовые и газомазутные. На рисунке приведена схема одной из инжекционных акустич. горелок высокого давления с большим интервалом регулирования производительности при сохранении автомодельности режима в пределах для давления подаваемого газа 0,5—6 атм. Акустич. горелки работают обычно в диапазоне высоких звуковых ча- [c.96]

Турбулентные пульсации обеспечивают смешение достаточно крупных порций топлива с окислителем, создавая перемежающиеся объемы топлива, окислителя и продуктов сгорания (макросмешение). Однако для горения необходимо смешение на молекулярном уровне. В каждом из этих объемов реагенты путем молеку- [c.133]

Сжигание топлива осуществляется с помощью устройств, называемых горелками. Они предназначены для ввода газа и окислителя (обычно воздуха) в топку, смешения потоков до начала горения или в самом процессе горения и для стабилизации факела. Под стабилизацией понимается создание условий, обеспечивающих надежное горение фаиела без погасаний, пульсаций или отрыва от горелки. За очень редким исключением это достигается путем создания такого аэродинамического режима, при котором образующиеся при сгорании раскаленные продукты непрерывно подмешиваются к свежей топливовоздушной смеси, обеспечивая ее зажигание. [c.134]

Ко второму предельному случаю относят горение неперемешанных систем, когда горючий газ и окислитель раздельно вводят в камеру сгорания параллельными или осесимметричными потоками и с одинаковыми линейными скоростями. В этом случае горение протекает одновременно с процессом смешения горючих газообразных компонентов с окислителем. Очевидно, суммарная скорость сгорания газообразного топлива в таких условиях будет определяться прежде всего скоростью встречи кислорода, входящего в окислитель, с горючими элементами, составляющими топливо, т. е. в конечном счете скоростью диффузии или скоростью смесеобразования. Естественно, что такой предельный случай относят к области диффузионного режима горения. [c.52]

Результаты опытов по смешению холодных потоков и опыты по сжиганию газообразного топлива под давлением 1—5 ama в камерах сгорания диаметром 50, 70 и 100 мм с использованием различных схем смешения позволили jsfijiaLib окончательный вывод о том, что независимо от тепловых условий, в которых протекает процесс горения газообразного или жидкого топлива, одним из решающих факторов в интенсификации сгорания топлива является эффективное смешение горючего с окислителем. Эффективность же процесса смесеобразования реагирующих компонентов достигается дроблением хотя бы одного из компонентов и смешением их под углом 90°, а также последующим завихриванием всего потока с помощью лопаточного направляющего устройства. [c.86]

При вводе же в топочную камеру жидкого топлива в паровой фазе остается добиться только удовлетворительного смешения его с окислителем. Кроме того, пары топлива легче воспламеняются, благодаря чему повышаются устойчивость процесса горения и надежность работы агрегата. Однако применение высокоподогретого топлива связано с выполнением определенных условий, несоблюдение которых может свести к нулю преимущества ввода жидких топлив в парообразном состоянии или даже дать отрицательный результат [102]. [c.107]

Несколько конструкций излучателей, предназначенных для распыления топлива и смешения его с окислителем, предложил Фортман. В одной из них, изображенной на рис. 69, а, центральный стержень, оканчивающийся на срезе резонатора, не используется для крепления резонатора (последний поддерживается боковыми стержнями), а предназначен для подачи через него распыляемой жидкости [41]. [c.98]

При сжигании газообразного топлива (см. гл.4) физическими стадиями процесса являются образование горючей смеси из газа и окислителя (воздуха) и прогрев ее до температуры воспламенения. Горение газовоздушной смеси протекает с достаточно интенсивным тенловыделением, поэтому на прогрев ее до воспламенения требуется незначительное время. Кроме того, прогрев часто проходит параллельно с завершением смесеобразования, поэтому он не требует дополнительного времени. Таким образом, практически из подготовительных этапов физической стадии определяющим является этап смешения, т. е. Тф Тсм. [c.64]

Полученные результаты исследований по выгоранию горючих сред в высокоскоростных потоках позволяют прийти к заключению, что при вторичном вводе даже такого сильного окислителя, как кислород, в полуоткрытом плоском канале процесс первичного смесеобразования имеет несравненно большее значение, чем смешение на второй стадии (за критическим сечением). Если газообразное топливо хорошо перемешано с воздухом на первом этапе, т. е. при входе в камеру сгорания, то выгорание его как в пределах самой камеры, так и за пределами критического сечения в скоростном потоке происходит более интенсивно и более полно, чем при горении неперемешанных смесей. [c.93]

Коэффициент избытка (расхода) воздуха ai = V-itfVl, зависит от вида сжигаемого топлива, его качества, степени измельчения, способа сжигания, а также от конструкции топочного устройства и составляет 1,01—1,5. Чем благоприятнее условия для смешения газообразного окислителя с горючими элементами топлива, тем значение сст может быть меньшим. [c.23]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...