Горение топливо-воздушных смесей

В поршневых двигателях энергия, выделяющаяся в его цилиндрах при горении топливо-воздушной смеси, преобразуется винтом (пропеллером) в механическую энергию, которая сообщается воздуху, создавая тягу. Тяга, возникающая при истечении самих продуктов сгорания топливо-воздушной смеси, при этом незначительна или вообще отсутствует. [c.122]

ГОРЕНИЕ ТОПЛИВО-ВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ [c.177]

Распределение температур при горении газо-воздушной смеси по длине реактора (рис. 96) показывает, что при // кам = 5 температура в зоне горения очень быстро нарастает, достигая своего максимального значения (1800—1900° К) на расстоянии 150 мм от плоскости входа смеси. Далее температура резко снижается при входе в зону испарения и затем остается постоянной, что аналогично установленному при исследовании горения жидкого топлива. [c.178]

Топки большинства ВПГ, как и камеры сгорания ГТУ, имеют цилиндрическую форму или форму многогранника (шести-, восьмигранника). При прямоугольном (квадратном) сечении топочной камеры с расположением горелочных устройств в ее днище ухудшаются аэродинамика факела и процесс горения топлива под давлением в условиях высоких теплонапряжений и скоростей топливо-воздушной смеси на регистрах. В случае сжигания мазута [c.94]

Кроме того, как показывает практика, скорость сгорания топливо-воздушных смесей при большой степени сжатия резко возрастает и возникает детонационное горение, которое вредно отражается на работе двигателя. [c.114]

Сгорание как сложный химический процесс развивается в условиях резко изменяющихся температур и концентраций взаимодействующих веществ. Температура при горении углеводородно-воздушных смесей изменяется в довольно широких пределах и достигает 2000 С. В зависимости от температуры изменяется не только механизм химических реакций, но и скорость- сопутствующих процессов тепло- и массообмена. От температуры зависят скорости образования и распада многих промежуточных продуктов химических превращений, скорости процессов переноса активных частиц из зоны горения в свежую смесь и т.д. Часто горение проходит в условиях продолжающегося испарения капель жидкого топлива и смешения его паров с воздухом, причем теплота, необходимая для испарения топлива, подводится из зоны горения. [c.47]

В зоне подготовки топлива к воспламенению происходит в основном физический нагрев топливо-воздушной смеси до температуры воспламенения. Когда температура топливо-воздушной смеси достигает этой температуры, смесь воспламеняется. При этом на небольшом протяжении вдоль факела (рис. 20-18) температура в нем резко поднимается, а концентрация кислорода также резко падает. Кроме того, в зоне воспламенения появляется значительное количество углекислоты. При сжигании пылевидного твердого топлива в зоне воспламенения сгорает основная часть летучих горючих топлива, при сжигании жидкого топлива сгорают испарившиеся фракции топлива, а при сжигании газа сгорает основная часть топлива. Поэтому количество тепла, выделившегося в результате горения в зоне воспламенения, достаточно велико. [c.343]

Конструкция цилиндра определяет также место расположения свечи зажигания. В обшем спучае чем более открыты электроды свечи обтеканию топливо-воздушной смесью, тем лучше протекает процесс горения. [c.103]

Процесс горения однородной топливо-воздушной смеси в камере сгорания двигателя с принудительным зажиганием представляет собой распространение в горючей смеси от источника зажигания зоны реакции — фронта пламени. В пределах этого фронта в основном завершаются выделение теплоты и превращение свежей смеси в продукты сгорания. Таким образом, фронт пламени в свободном пространстве представляет собой сферический слой реагирующей [c.138]

В природе и в промышленных установках протекают процессы обмена различных объектов энергией и массой (иногда применяют вместо термина обмен — перенос). Самым распространенным явлением тепло-и массопереноса в природе является испарение воды в океанах, протекающее за счет солнечной энергии химическое вещество Н2О покидает жидкую фазу (воду океана) и поступает в газообразную (воздух). Процесс сушки сырых материалов является типичным примером тепло- и мас-сообмена в промышленных процессах. Удаление влаги осуществляют в сушильных установках в результате теплообмена материала с горячим воздухом или горячей газо-воздушной смесью и при этом тепло- и массообмен протекают совместно. Тепло- и массообмен может происходить не только в физических процессах, по часто сопровождается и химическими реакциями. Процесс горения и газификации твердого топлива в промышленных топках и газогенераторах является примером тепло-и массообмена в таких устройствах. Процессы тепло- и массообмена сложны по своей природе, они связаны с движением вещества — конвективной (молярной) и молекулярной диффузией и определяются законами аэродинамики и газодинамики, термодинамики, передачи энергии в форме тепла, передачи лучистой энергии и превращением ее в теплоту и наоборот. [c.133]

Оценку влияния коэффициента избытка воздуха на длину зоны горения газообразного топлива в виде хорошо перемешанной газо-воздушной смеси произведем с помощью зависимости [c.100]

Возвращаясь к рассмотрению рис. 4-11,а, отметим, что раздвинуть пределы устойчивости горения, как это показано пунктиром 3, можно, улучшая горючие свойства рассматриваемого газового топлива, т. е. меняя соответствующим образом его состав или увеличивая температуру газо-воздушной смеси, поступающей из смесителя в камеру горения. [c.61]

При горении наиболее сложного твердого топлива зоны эти следующие подготовка тОплива к вводу в топку, создание первичной топливно-воздушной смеси, огневая газификация и образование истинной горючей смеси, способной немедленно вступить в процесс горения. При этом неоднородность состава первичной топливно-воздушной смеси, неравномерность распре [c.33]

На скорость распространения пламени оказывает влияние и целый ряд других факторов. Топлива, которые характеризуются меньшей стойкостью молекул и большей склонностью к окислению, при прочих равных условиях дают более высокие скорости горения. Опыты с принудительным завихрением горючей смеси показали, что при наличии, вихревого движения скорость распространения пламени в топливно-воздушных смесях значительно возрастает. [c.200]

Другим способом подготовки топлива для горения является нагрев жидкого топлива и его полное испарение в специальном устройстве до начала процесса сгорания (см. рис. 8.10, г). В испарительных системах отношение расходов воздуха и топлива принимают близким к 3 при скорости воздуха около 40 м/с. Остальной воздух первичной зоны подводится через воздушные патрубки или щели в головке и участвует в горении с топливовоздушной смесью. Процесс горения формируется вокруг испарительных трубок и за ними. [c.413]

Образование топливо-воздушной горючей смеси может быть завершено до начала горения или горение смеси может начинаться до окончания смесеобразования. Первый из этих способов смесеобразования осуществляется в двигателях с принудительным зажиганием преимущественно при внешнем смесеобразовании, а второй — в двигателях с воспламенением от сжатия при внутреннем смесеобразовании (дизелях). [c.132]

В бескомпрессорных дизелях со струйным смесеобразованием улучшение равномерности топливно-воздушной смеси достигается соответствием формы камеры сгорания, образованной поршнем Д количеству и направлению топливных факелов 2, представляюш,их собой распавшиеся струи топлива (рис. 22), подаваемого форсункой 3, а также подбором надлежащей дальнобойности топливных факелов, мелким распыливанием топлива и созданием завихрений сжатого воздуха. При слишком большой дальнобойности (или пробивной способности) топливо попадает на стенки камеры. Если это относительно холодные стенки цилиндра, то оно, оседая на них, не воспламеняется, а смешивается с маслом и стекает в картер. Если это горячее донышко поршня, то топливо, попадая на него, нагревается без достаточного доступа воздуха и коксуется, образуя нагар (не полностью сгорает). При слишком малой дальнобойности топливо сосредоточивается вблизи форсунки, где не хватает воздуха для горения. [c.45]

Описанные выше процессы горения распространяются и на рассматриваемый случай. Частичка топлива, выносимая газо-воздушным потоком и движущаяся с ним в раскаленном топочном пространстве, быстро разгорается и из нее бурно выделяются летучие вещества (рис. 17-18), сгорающие в топочном объеме. Процесс горения условно разбивается на две стадии подогрев смеси воздуха и пыли до температуры воспламенения (с одновременным пирогенетическим разложением топлива) и собственно процесс горения летучих и кокса. На поверхности частицы одновременно горит и газифицируется кокс (углерод). Скорость прогрева и окисления кокса зависит от удельной поверхности взвешенного топлива, которая очень велика. Так, удельная поверхность угля при диаметре частиц d=3Q мкм составляет 50 и кг, что в 1000 раз превышает удельную поверхность кускового угля (отдельные куски диаметром 30 мм). [c.240]

В двигателях низкого сжатия смесеобразование происходит вне рабочего цилиндра в специальном приборе, который называется карбюратором, поэтому такие д. в. с. называются карбюраторными. В систему питания карбюраторного двигателя входят устройства для питания его воздухом (воздушный фильтр, воздухопроводы) и топливная система, состоящая из топливного бака, топливного насоса, одного или двух топливных фильтров, топливопроводов и карбюратора. В карбюраторных двигателях горючей смесью является смесь воздуха с парами топлива в таком соотношении, чтобы горение ее в цилиндре протекало быстро и топливо при этом полностью сгорало. [c.169]

В топку из форсунки (а при механическом распыливании из форсунки и воздушного регистра или другого устройства) поступают распыленное жидкое топливо и воздух. Только в исключительно редких случаях (например, в мартеновской печи) воздух нагрет настолько, что обеспечивает испарение и воспламенение топлива без дополнительного нагрева. Обычно же для воспламенения необходимо испарить некоторую часть топлива и подогреть смесь паров топлива с воздухом до такой температуры, при которой за счет реакции горения выделялось бы больше тепла, чем требуется для испарения оставшегося топлива и покрытия потерь на охлаждение факела. Тогда температура смеси будет уже возрастать без подвода тепла извне, произойдет воспламенение, и дальнейшее горение будет определяться в значительной мере тем, как аэродинамические условия обеспечат необходимую доставку окислителя к топливу, и какова скорость испарения отдельных капель. [c.220]

Присутствие в воздушном окислителе 7% водяного пара снижает коэф- фициент избытка воздуха, а при работе на бедных смесях устойчивость процесса горения снижается и полнота сгорания топлива ухудшается. [c.187]

Горение газообразных компонентов предусматривает наличие необходимого контакта молекул горючего с молекулами окислителя, т. е. образование газо-воздушной (или газо-кисло-родной) смеси. Процесс смесеобразования топлива с воздухом всегда предшествует процессу горения. [c.37]

Нормальное горение рабочей смеси и детонация. В систему питания и выпуска газов двигателя входят топливный бак, фильтр-отстойник, фильтр тонкой очистки топлива, топливный насос, карбюратор, ограничитель числа оборотов, впускные и выпускные трубопроводы, глушитель, воздушный фильтр. [c.30]

Введение С конца 80-х годов за рубежом, в основном в США, большое внимание уделяется теоретическим и экспериментальным исследованиям по выяснению возможностей воздушно-реактивных двигателей с горением смеси топлива и воздуха в нестационарных ( пульсирующих ) детонационных волнах. Достаточно полное представление о полученных в этом направлении результатах и о предлагавшихся схемах ПДД дают работы [1-13] и обзоры [14, 15. [c.104]

Малая эффективность такой организации процесса, как показали детальные исследования, выполненные ВНИИГазом, связана с неполным сгоранием газового топлива. На малых нагрузках в двигатель подается очень бедная газо-воздушная смесь, не способная гореть. Впрыснутое дизельное топливо становится в этих условиях не только источником воспламенения, но и топливной добавкой, обогащающей часть смеси, оказавшейся в зоне факела впрыснутого топлива. Эта часть смеси, доведенная добавкой дизельного топлива до пригодного для горения состава, сгорает, создавая заметную полезную работу, воспринимаемую как определенная мощность на валу двигателя. Однако значительная часть смеси, для обогащения которой дизельного топлива не хватило, остается несгоревшей и выбрасывается в атмосферу. Результатами этого становятся низкая топливная экономичность и неудовлетворительная экологическая чистота двигателя. [c.88]

Явления, происходящие при горении топливо-воздушных смесей, можно подразделить на физические и химические. К физическим явлениям относится диффузия активных центров от зоны горения в несгоревший газ теплопередача от области горения к более холодным газам турбулентное перемешивание горящих газов со свежей смесью лучеиспускание пламени и др. К явлениям химическим относятся распад сложных молекул горючего на более простые, происходящий под действтем столкновений с быстро движущимися молекулами горячих газов образование промежуточных продуктов при соединении диссоциированных молекул горючего с окислителем образование конечных продуктов сгорания и др. [c.177]

МГД-установке позволяет добиться большей полноты сгорания, включая коксовый остаток для обеспечения чистоты дымовых газов потребуется очистка от SOjt, но ее можно провести на стадии подготовки топлива. Большие количества NOjt, образующиеся вследствие очень высоких температур процесса горения топливно-воздушной смеси, можно использовать для производства азотной кислоты, пригодной для промышленного применения. На рис. 5.26 показана структурная схема энергоблока с высокотемпературной МГД-надстрой-кой и паротурбинной частью. [c.105]

Несколько упомянутых проектов РПД и весьма незначительное число опубликованных исследовательских работ ни в коей мере не исчерпывают всей проблемы развития одного из перспективных типов реактивных двигателей, каким является ракетно-прямоточный двигатель. Поэтому считают, что в области теории и конструкции РПД либо не решены совсем, либо решены частично такие частные проблемы, как влияние количества и размеров твердых частиц в продуктах сгорания ракетного контура на процессы смешения и горения образовавшейся топливо-воздушной смеси в камере дожигания и на рабочие характеристики двигателя разработка физической и математической модели процесса смешения продуктов неполного сгорания ракетного контура с эжектируемым воздухом теоретическая и конструктивная разработка механизма запуска двигателя определение пределов самовоспламенения топливо-воздушной смеси при различных условиях и режимах работы двигателя обоснование выбора топлива, обеспечивающего высокие тягоБо-экономические характеристики и устойчивую работу прямоточного контура в широком диапазоне полетных условий обоснование выбора длины камеры дожигания из условия обеспечения максимальной полноты сгорания. [c.16]

В РИД с эжектором, где вначале происходит холодное смешение газа из первого контура с воздухом, в камеру дожигания поступает гомогенная горючая смесь, для воспламенения которой необходимо использовать специальные воспламенительные средства. Первичное воспламенение горючей смеси может производиться электрической запальной свечой либо пиротехническим патроном с электрозапалом. В дальнейшем горение в камере поддерживается за счет передачи тепла из зоны горения свежим порциям горючей смеси. Однако для того чтобы этот процесс протекал беспрерывно и надежно, необходимы специальные устройства — стабилизаторы пламени. Стабилизаторы пламени в камерах, где сжигаются топливо-воздушные смеси, близкие к гомогенным (форсажные камеры газотурбинных двигателей, ПВРД), представляют собой плохо обтекаемые профили различной формы в виде плоских пластин, стержней или угольников (рис. 4.7). Решетки из таких элементов располагаются поперек всего сечения камеры. При обтека- [c.164]

Теплота сгорания не является сама по себе параметром, прямо влияющим на показатели работы двигателя. В таком виде ее следовало бы отнести к показателям третьей группы, как определяющей хранимый на транспортном средстве запас энергии. На мощностные показатели рабочего процесса двигателя влияет теплота сгорания топливо-воздушной смеси, поступающей в двигатель. Наибольшую мощность следует ожидать при прочих равных условиях от двигателя, использующего смесь, выделяющую при сгорании наибольшее количество тепла в единице объема. Если справедливо условие, что наибольшая полнота сгорания имеет место при горении стехиомет-рической смеси, то мощностные показатели двигателя для каждого вида топлива определяются теплотой сгорания именно такой смеси. Однако хорошо известно, что максимум мощности, например, бензинового двигателя имеет место не при стехиометрическом составе, а при несколько переобогащенной смеси, имеющей коэффициент избытка воздуха в пределах [c.9]

Скорость пыле-воздушной смеси в круглых закручивающих горелках при сжигании пыли антрацитов, полу антрацитов и тощих углей принимают равной 15—20 м1сек, а при сжигании пыли каменных и бурых углей 20—25 м1сек. Соответственно скорости вторичного воздуха принимают равными 20—30 и 25—35 м1сек. Количество первичного воздуха, которое необходимо подавать в горелку, увеличивается с повышением выхода летучих из топлива, возрастая с 20—30% от теоретически необходимого для горения при сжигании антрацита до 50—60% при сжигании бурых углей. Остальное количество воздуха приходится на вторичный. [c.275]

Однако такое конструктивное оформление камеры сгорания не всегда обеспечивало надежное воспламенение и устойчивое горение. Большая скорость истечения газо-воздушной смеси (до 30 Mf en) в зависимости от давления и расхода топлива, т. е. значительно превосходившая турбулентную скорость пламени) создавала трудности для надежного воспламенения смеси. Спутный периферийный поток парогаза и холодные стенки камеры еще более усугубляли трудности перехода к устойчивому процессу горения. [c.188]

Toporo состоит из цилиндроподобной камеры горения с тангенциальным подводом в нее из горелок топливно-воздушной смеси, диффузора (камеры дожигания) и призматической камеры охлаждения. Аэродинамические особенности камеры горения позволяют увеличить пребывание топлива в зоне активного горения, обеспечивают равномерность тепловых потоков в этой камере и их сравнительно пониженные значения в остальной части топки. [c.221]

Горелочное устройство (горелка) — устройство, обеспечивающее ввод Б топку газообразного или жидкого топ-лпва и необходимого для горения воздуха, их смешение и воспламенение, а также (в совокупности с топкой) полное сгорание топлива путем создания однородной топливно-воздушной смеси при автоматическом или ручном регулировании процесса горения. [c.108]

Форсажные камеры по условиям смесеобразования и горения топлива отличаются от основных камер тем, что значения коэффициента избытка воздуха для них (он определяется по суммарному расходу топлива в основной и форсажной камерах и обозначается обычно составляют 1,1 —1,8, т. е. находятся в пределах надежного воспламенения и устойчивого горения керо-оино-воздушных смесей. В связи с этим форсажные каме ры не разделяются на зону горения и зону смешения. Но в них (из-за отсутствия больших избытков воздуха) уделяется значительное внимание распределению то,плива по объему камеры. Поэтому в форсажных камерах обычно устанавливается большое число (несколько десятков) форсунок как центробежных, так и струйных, объединенных несколькими топл,ивным и коллекторами. Стабилизация пламени обеспечивается сравнительно небольшими зонами обратных токов, создаваемыми за кольцевыми стабилизаторами 3 (рис. 2.25). Форсунки располагают при этом так, что часть впрыскиваемого топлива попадает непосредственно на поверхность стабилизаторов и образует на ней жидкую пленку, которая затем стекает с задних кромок стабилизаторов. Благодаря этому в следе за стабилизаторами создается зона богатой смеси, нал-ичие которой повышает устойчивость горения. [c.69]

При сжигании топлива в движущемся воздухе в поток вводится дополнительная масса топлива при сгорании топлива в воздухе выделяется тепло и образуется газ — продукты горения. В детальных расчетах можно учесть появление этой дополнительной массы газа и связанное с этим изменение физико-механических характеристик газа. На практике эта масса и иэменение свойств часто относительно малы, так как массовая доля топлива по сравнению с массовой долей воздуха, участвующего в химической реакции, даже в случае стехиометрической смеси мала, например, отношение массы керосина к потребной для его сжигания массе воздуха равно Истехиом 1/15. в действительности в камерах сгорания воздушно-реактивных двигателей (ВРД) весовая доля воздуха значительно больше стехиометрической, отношение а имеет порядок 1,5—3%. [c.98]

В работе В. Г. Тихомирова [Л. 9-7] изучалось горение двухфазной смеси. Схема установки показана на рис. 9-8. Топливо распыливалось центробежной форсункой I до капель диаметром 50—ПО мк в воздушный поток с 300° с и скоростью в пределах 20—85 м1сек. Коэффициент избытка воздуха изменялся от 0,65 до 1,85. Пламя поддерживалось при помощи кольцевого стабилизатора 2, который мог размещаться на разных расстояниях от среза форсунки. При этом степень предварительного испарения топлива менялась в пределах 18—70%. В потоке воздуха 236 [c.236]

При всем разнообразии типов горелок для сжигания мазута, отличающихся видом и параметрами энергоносителя для распыления, а также конструктивными особенностями, все горелки состоят из двух основных узлов — форсунки и воздухонаправляющего аппарата — регистра. Форсунки должны обеспечивать возможно более тонкое дробление и равномерное распределение частиц топлива в зоне горения. Регистры служат для создания завихренного потока воздуха, подводимого с большой скоростью к корню факела, способствующего интенсивному смешению с частицами топлива и подогреву образовавшейся смеси топочными газами, которые подсасываются вращающимся полым конусом потока к корню факела и ускоряют подготовку и сгорание топлива (рис. 3-4). Закрутка потока воздуха осуществляется при помощи косых (поворотных или неподвижных) лопаток, размещаемых в кольцевом канале регистра. В результате подсоса топочных газов в центральную часть вращающегося полого конуса в центральной части потока возникает циркуляция высоконагретых продуктов сгорания, обеспечивающих устойчивое поджигание вновь образующейся горючей смеси вблизи устья горелки. Количество продуктов сгорания, возвращаемых к устью горелки, возрастает с усилением закрутки. Это дает возможность получить устойчивое и полное сгорание мазута в широком диапазоне изменения нагрузок горелки путем применения сильной закрутки воздушных потоков в регистрах. [c.75]

Воздушная камера отличается тем, что при сжатии в нее перетекает воздух, чем создается интенсивное движение воздуха, способствующее смесеобразованию, которое осуществляется в основном в полости цилиндра, где установлена форсунка. Частично топливо попадает и непосредственно в воздушную камеру. При расширении воздух поступает из воздушной камеры в цилиндр, что способствует продолжающемуся перемешиванию смеси и более интенсивному горению. Воздушные камеры сначала помещались в поршне (фиг. 214). Образовывались они специальным стаканом, вставленным в поршень. Камера сгорания а соединяется с полостью цилиндра с каналом й в специальной вставке из жароупорной стали. Соединительный канал помещен во вставке приблизительно в центре по отношению к цилиндру. Форсунка помещена в головке так, что при положении поршня в в. м. т. сопло форсунки оказывается против соединительного канала. Так же, как и в вихревых камерах, при движении поршня кв.м. т. воздух из полости цилиндра вытесняется в камеру а через соединительный канал й. Благодаря сравнительно небольшим размерам поперечного сечения канала скорость перетекания воздуха обьгчно бывает довольно больпюй. При перетекании воздуха из цилиндра в кшеру в ней [c.175]

Рабочий процесс в воздушно-реактивных двигателях происходит непрерывно в потоке воздуха и газа. При установившемся режиме процессы испарения топлива, смесеобразования и горения топливовоздушной смеси происходят одновременно, испарение и смесеобразование не заканчиваются к моменту поджигания смеси факелом пламени и практически продолжаются в зоне горения. Фронт пламени в камере сгорания должен быть устойчивым на всех режимах работы двигателя. Затухание и срыв пламени могут произойти при чрезмерном обеднении или обогащении рабочей смеси, или же когда скорость газового потока превьппает скорость распространения фронта пламени. Исходя из особенностей эксплуатации летательных аппаратов и условий рабочего процесса воздушно-реактивных двигателей, для обеспечения надежной и безотказной работы двигателей на всех режимах реактивные топлива должны [c.37]

Конечная стадия горения неоднородной смеси при внутреннем смесеобразовании происходит в виде догорания топлива и продуктов его неполного сгорания по мере диффузии кислорода воздушного заряда в зоны переобогащенных смесей. Совершенство этой стадии горения, в значительной степени определяющей как экономичность двигателя, так и надежность работы выпускных органов, зависит от того, насколько совершенно организовано движение воздушного заряда в цилиндре двигателя. [c.142]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...