ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Горение при струйной подаче газа в сносящий поток воздуха из "Повышение эффективности использования газа и мазута в энергетических установках" Попытки чисто аналитического решения задачи о траектории струп в сносящем потоке (В. В- Батурин, И. А. Шепелев, Р. Дэвис) не увенчались успехом, так как они не отражали действительных закономерностей течения. Более плодотвор ны-ми были обширные аэродинамические исследования, в результате которых было установлено [Л. 12], что нарастание массы струи и падение скорости вдоль струи, развивающейся в поперечном потоке, происходят тем интенсивнее, чем больше гидродинамический параметр q, представляющий собой отношение плотностей потоков импульса (динамических напоров) потока воздуха и струи. [c.18] Графически уравнение (1-8) изображается в виде одной кривой, на которую с удовлетворительной точностью ложатся все экспериментальные точки, полученные в опытах со струями круглого сечения, что свидетельствует об определяющей роли параметра q= 9 92 1 в исследованном диапазоне его изменения (т. е. в пределах от 2,5 до 1000). Угол атаки струи варьировался в опытах от 45 до 135°. [c.19] Зависимости, полученные прп исследовании единичной струи в свободном сиосяпдем потоке, могут быть распространены и на струю, развивающуюся в ограниченном сносящем потоке, если отношеиие половины ширины канала В к диаметру струи в устье B/2d 22. [c.19] Варьируя относительную дальнобойность и расположение газовых струй, можно изменять интенсивность процесса смешения газа с воздухом. Примером такого изменения могут служить результаты проведенных Р. И. Эстеркиным огневых испытаний вертикально-щелевой горелки с двусторшн им подводом газа и принудительной подачей воздуха. Длина щелевой амбразуры составляла 400 мм, ширина 80 мм, высота (расстояние от газовыпускных отверстий до выходного сечения амбразуры) 225 мм. Расход газа и скорость поступления воздуха оставались примерно постоянными. Диаметр и количество газовыпускных отверстий варьировались таким образом, что скорость истечения газа изменялась в пределах от 52 до 180 м/с. Это приводило к изменению дальнобойности газовых струй в потоке воздуха. Пробы продуктов сгорания для анализа отбирались во всем объеме факела при различных расстояниях от устья амбразуры. Анализ продуктов сгорания на содержание СО2 и О2 осу-., ществлялся при помощи хромато- графа типа ХТ-2М. Значения коэффициента избытка воздуха в устье амбразуры были 1,07—1,18. [c.20] При этих условиях горение практически заканчивалось на расстоянии от 12 до 22 характерных размеров х п- В качестве характерного размера была принята ширина амбразуры. [c.20] Федоровым в координатах з= /( н), где 3 — химический недожог, характеризуют (рис. 1-9) изменение скорости выгорания в зависимости от отноагтельной дальнобойности струй Л, подсчитанной по несколько видоизмененному уравнению (1-8). [c.20] Изменение относительной дальнобойности газовых струй в щелевой горелке (при постоянных избытках воздуха и постоянном угле атаки струй) возможно только путем изменения относительного шага 5 газовьшускных отверстий. Вследствие этого увеличение к сопровождалось увеличением относительного шага от 1 до 12,9. [c.20] Наилучшие условия для смешения создаются при /г = 0,68 (ряс. 1-10,в), когда газовьгаускные отверстия располагаются в шахматном порядке с достаточным шагом. В этом случае струи, вытекающие из противоположных коллекторов, не сталкиваются в середине амбразуры, а проникают на противоположную сторону сечения, обеспечивая тем самым наилучшее заполнение сечения газом. Именно эта схема расположения газовых струй характеризуется наименьшей длиной пламени (см. нижнюю кривую на рис. 1-9). Следовательно, варьируя расположение газовых струй и их дальнобойность, можно изменять длину факела (при прочих равных условиях) примерно в 2,2 раза. [c.21] В рассмотренных выше исследованиях изучалось развитие струй в поперечно движущемся плоскопараллельном равномерном иотоке. На практике же значительно чаще приходится сталкиваться с расчетом вихревых горелочных устройств. [c.21] Большой комплекс исследований, посвященных изучению развития струй в сносящих закрученных потоках, проведен Р. Б. Ахмедовым [Л. 13]. Первая серия опытов была проведена с использованием оптического аппарата ИАБ-451 (установки Теплера—Максутова). Цилиндрический канал моделей вихревых горелок с тангенциальным лопаточным подводом устанавливался соосно с оптическими трубами прибора. Просвечивая воздушный поток в цилиндрическом канале, можно было наблюдать развитие струй в закрученном потоке и получить фотоснимки границ струй в торцевом сечении канала. Глубина проникновения газовых струй определялась по фотографиям как расстояние I от среза сопла до максимального удаления границы струи. Дальнобойность к определялась ио геометрической оси струи. Газовьшускные отверстия просверливались на различных расстояниях х от завихрителя, а именно 0,20 0,50 и 1,50, где О —диаметр цилиндрического канала. [c.21] Качественный анализ провелеп-ных опытов показал, что характер развития струй в закрученном ограниченном потоке имеет много общего с развитием струй в плоскопараллельном ограниченном потоке с равномерным полем скоростей. Дальнобойность струй так же, как и в плоскопараллельном потоке, растет с увеличением гидродииами-ческо го параметра q и диаметра отверстий с1. [c.22] Полученные опытным путем значения интегральной скорости VI для расчета вихревых горелок с тангенциальным лопаточным поцвоцом воздуха даны на рис. 1-12,а (для периферийной подачи газа) и на рис. 1-12,6 (для центральной подачи газа). Аналогичные данные для простого тангенциального и улиточного подвода воздуха, а также для аксиального и аксиально-тангенциального лопаточных аппаратов содержатся в работе [Л. 13]. [c.23] Вторая серия опытов была проведена Р. Б. Ахмедовым с целью сравнительного анализа работы вихревых горелок. В качестве огневого стенда была использована экранированная топка парогенератора производительностью 30 т/ч, оборудованного пароперегревателем и трубчатым воздухоподогревателем. Экспериментальные горелки (2 шт.) с тангенциальным лопаточным подводом воздуха устанавливались на фронтовой стене топки парогенератора. Диаметр цилиндрического канала горелок был равен 750 мм диаметр выходного сечения конического устья амбразуры 830 мм. Угол наклона лопаток составлял 30°. Интенсивность крутки воздушного потока в большинстве опытов была постоянной (п = 0,588). [c.23] В исследованном диапазоне соотношения рау2 газового и воздушного потоков (примерно от 19 до 126) Р. В. Ахмедов наблюдал, что степень выгорания газа и светимость факела в сильной степени зависят от характера распределения газовых струй в толще воздушного потока. С увеличением глубины проникновения струи (вплоть до зоны максимальных скоростей закрученного воздушного потока) потери тепла от химической неполноты сгорания резко снижаются. Число струй, распределенных в объеме воздушного потока, также влияет на степень выгорания газа. Недостаточное число струй, так же как 1 их чрезмерно большое число, приводит к увеличению потерь тепла от химической неполноты opaния. [c.24] Вернуться к основной статье