Особенности горения газообразного топлива
Горение газов происходит в объеме и относится к гомогенному горению. Оно может происходить как в кинетической, так и в диффузионной области.
Кинетическое горение. После того как произошло воспламенение, наступает процесс распространения пламени, связанный с постоянной передачей тепла от сгоревших к новым порциям топлива. Подобная передача тепла определяется законами теплопроводности и диффузии, и сильно зависит от характера пламени. Если пламя распространяется в неподвижной смеси или смеси, движущейся ламинарно, то основной формой передачи тепла будет молекулярная теплопроводность. Подобный чисто теплопроводный процесс получил название нормального горения.
При турбулентном движении газо-окислительной смеси большую роль приобретает турбулентная диффузия. При некоторых условиях распространение пламени происходит с огромной скоростью и имеет характер взрывной волны. Подобное распространение пламени получило название детонационного горения или просто детонации.
Важнейшими факторами, влияющими на скорость распространения нормального горения, являются состав горючей смеси, предварительная температура подогрева смеси или отдельных ее компонентов и давление.
Для всех горючих газов существует оптимальное соотношение газа и воздуха, при котором скорость нормального горения достигает максимальной величины. При этом максимум скорости нормального горения никогда не соответствует стехиометрическому соотношению, а всегда смещен в сторону избыточного содержания газа в горючей смеси. Температура горения (или тепловыделение) достигает своего наибольшего значения именно при стехиометрическом соотношении.
|
|
|
Горение при турбулентном режиме более распространенный случай в металлургической практике, чем горение в спокойной или ламинарно движущейся среде. На скорость турбулентного горения и на состояние фронта горения большое влияние оказывает общий уровень турбулентности потока и сам процесс горения, поскольку при определенных условиях возникает неустойчивость фронта горения.
Диффузионное горение. В настоящее время широко распространен диффузионный метод сжигания газообразного топлива, при котором смешение и горение происходят в одном объеме. И при кинетическом, и при диффузионном горении образуется фронт горения, в котором горючее и окислитель находятся в стехиометрическом соотношении. Достижение стехиометрического соотношения, которое при наличии постоянного поджигателя (в металлургических печах всегда есть поджигатель) обеспечивает необходимые условия для протекания процесса горения, зависит от характера перемешивания топлива с воздухом. Поэтому процессы смешения при диффузионном горении играют первостепенную роль.
|
|
|
Диффузионные пламена имеют сложный турбулентный характер и изучены пока недостаточно.
Особенности горения жидкого топлива
В условиях промышленных печей жидкое топливо сжигают в распыленном состоянии.
Процесс горения жидкого топлива складывается из следующих стадий:
- распыление;
- воспламенение, которому предшествует и способствует процесс смешения;
- подогрев и испарение;
- горение капли жидкого топлива.
Процесс распыления топлива основан на дроблении жидкости распылителем. Дробление будет происходить в том случае, если давление движущегося распылителя будет превышать действие поверхностного натяжения.
Воспламенение жидкого топливапроисходит следующим образом: жидкое
топливо, попав в среду с высокой температурой, начинает испаряться. Около поверхности капли образуется паро- воздушная смесь, которая воспламеняется первой. Температура, при которой происходит воспламенение паро- воздушной смеси, называется температурой вспышки топлива. Обычно температура кипения жидкого топлива ниже температуры воспламенения.
|
|
|
Все процессы, из которых складывается горение топлива, совершаются или на поверхности, или около поверхности капли.
Температура кипения жидких топлив всегда ниже температуры воспламенения, поэтому горение жидкого топлива в основном происходит в паровой фазе. Процессы горения паро-воздушной смеси и испарения тесно связаны между собой. При горении жидкого топлива осуществляется теплообмен между газовой средой и поверхностью жидкости, т.е. между средами, находящимися в разных агрегатных состояниях, что придает всему процессу гетерогенный характер
Общее время горения капли находят из анализа изменения размеров капли в связи с процессами тепло- и массопереноса. Оно прямо пропорционально плотности, размеру капли и скрытой теплоте капли и обратно пропорционально теплопроводности капли, а также перепаду температур между газовой средой и поверхностью капли.
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 920; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!