ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Полнота сгорания из "Основные характеристики горения" Продукт реакции соответственно УС, КЬС, ШС. [c.70] Влияние условий горения и природы исходных соединений на полноту сгорания жидких углеводородных топлив для воздушно-реактивных двигателей изложено в работах [25, 95]. Для полного сгорания топлива необходимо, чтобы давление воздуха на входе в, камеру сгорания двигателя было более 0,15 МПа. При уменьшении давления ниже этого значения наблюдается снижение полноты сгорания. Это объясняется тем, что с уменьшением давления снижается скорость химических реакций окисления, уменьшается турбулентность потока, что понижает скорость сгорания. Кроме того, с уменьшением давления воздуха ухудшается качество распыления и распределения топлива в камере сгорания. [c.70] Для каждой камеры сгорания существует оптимальное значение коэффициента избытка воздуха, при котором полнота сгорания топлива наибольшая. Отклонение от этого значения в любую сторону вызывает уменьшение полноты сгорания. При обогащении смеси углеводородами горение происходит с недостатком кислорода и не создаются требуемые условия для полного смесеобразования, необходимого для нормального сгорания. Причиной снижения полноты сгорания с обеднением смеси углеводородами является снижение скорости горения. Часть топливо-воздушной смеси фактически не сгорает вследствие понижения температуры за счет охлаждения большим количеством воздуха, поступающим в зону смешения и выравнивания температур. При значительном отклонении состава смеси от оптимального значения коэффициента избытка воздуха скорость сгорания настолько падает, что происходит срыв пламени. [c.71] Увеличение скорости воздуха на входе в камеру сгорания увеличивает степень турбулентности и улучшает условия смесеобразования и сгорания. Однако при очень большой скорости газового потока в камере сгорания может сильно уменьшиться время пребывания топливо-воздушной смеси в зоне горения, что приводит к снижению полноты сгорания, а при дальнейшем увеличении скорости — к срыву пламени. [c.72] С изменением режима работы двигателя меняется давление подачи топлива, а также давление и скорость газового потока в камере сгорания. Это приводит, в свою очередь, к изменению качества распыления топлива. С ухудшением распыления и распределения топлива в камере сгорания заметно снижается полнота сгорание. [c.72] При сгорании испаренных топлив исключается влияние таких физических факторов, как распыление и испарение, и более заметна роль химической структуры. В табл. I. 15 приводятся сравнительные данные о полноте сгорания индивидуальных углеводородов. Полнота сгорания испаренных топлив несколько выше, чем распыленных. Это различие можно наблюдать в камере сгорания определенной конструкции, так как при хорошо организованном сгорании с полнотой 97—98% это различие заметить невозможно. [c.72] В работе [97] приведены данные о влиянии химического состава топлива и режима работы реактивного двигателя (отношения расхода воздуха к расходу топлива) на полноту сгорания топлива при давлении в камере сгорания 0,13 МПа. Парафиновое топливо по сравнению с циклопарафиновым и ароматическим имеет лучшую полноту сгррания при более низких значениях отношения расхода воздуха и топлива. [c.73] Горение углеводородов в двигателе внутреннего сгорания также может быть неполным. По данным, приведенным в работе [16, с. 409], в дизельных двигателях в качестве продуктов неполного сгорания обнаружены угольный осадок в отверстии форсунки, сажа на стенках, смолистые и угольные отложения, сажа в газовой смеси (черные выхлопные газы), не полностью сгоревшее топливо (сине-серые выхлопные газы) и альдегиды (едкие выхлопные газы). [c.73] Неизбежный продукт сгорания в открытых углеводородных пламенах — сажа. Она обычно получается в довольно значительном количестве и свидетельствует о неполноте сгорания. По нашим данным, даже в небольших лабораторных пламенах дым составляет в среднем 10% от массы сгоревших ароматических соединений (бензола, нафталина, антрацена). [c.73] В работе [98] исследовано влияние коэффициента избытка воздуха на полноту сгорания полидисперсной пыли подмосковного бурого и донецкого газового углей при различных расходах топлива. Установлено, что наибольшая полнота сгорания наблюдается при ал 1,3- 1,4. Полнота сгорания бурого и каменного угля в камере пульсирующего горения на опытной промышленной установке [99] составила от 74 до 82%, а в конце шлаковой камеры — от 87 до 95%. [c.73] Таким образом, коэффициент избытка окислителя а определен как отношение количества кислорода в бомбе к количеству кислорода, рассчитанному при условии полного сгорания вещества. [c.74] Полнота сгорания горючих и смесей зависит от условий осуществления процесса горения. Экспериментальные данные показывают, что на характеристики и полноту сгорания в калориметрической бомбе в общем случае оказывают влияние условия диспергирования и диффузии (глубина тигля) относительные потери тепла (зависящие от массы испытуемого образца) давление и коэффициент а концентрация окислителя в окружающей среде. [c.74] С ухудшением диффузии в процессе горения (в частности, с увеличением глубины тигля в калориметрической бомбе) полнота сгорания уменьшается. Это объясняется тем, что индивидуальные горючие и смеси с большим содержанием органических соединений сгорают в калориметрической бомбе за счет окислителя среды в диффузионном режиме. Их характеристики горения определяются процессами диффузии горючего в реакционную зону горения и факторами, влияющими на эти процессы. При удалении горючего от реакционной зоны (при увеличении глубины тигля) уменьшается диффузионный поток в реакционную зону, скорость тепловыделения и горения. Вследствие этого уменьшается полнота химических превращений и процесс горения становится неустойчивым. [c.74] При увеличении массы исследуемого образца (до некоторого определенного значения) уменьшается нестабильность результатов и увеличивается тепловыделение при сгорании как индивидуальных горючи.х, так и смесей, что объясняется уменьшением относительных потерь тепла в окружающую среду и материал подложки. Масса образца не должна быть меньше некоторой величины, при которой достигается оптимальный режим тепловыделения в калориметре. [c.75] Изменение давления в калориметрической бомбе по-разному влияет на полноту сгорания. Изменение давления влияет на термодинамическое равновесие, размеры зон горения, коэффициент диффузии, концентрацию веществ и энергии в единице объема газовой фазы. Увеличение плотности среды при диффузионном режиме горения практически не изменяет концентрацию реагирующих веществ и вследствие этого скорость химических реакций, так как изменение коэффициента диффузии обратно пропорционально изменению давления, т. е. при диффузионном горении давление слабо влияет на характеристики горения. Наоборот, увеличение плотности среды при кинетическом режиме горения пропорционально увеличению концентрации реагирующих веществ и влечет за собой увеличение скорости химических реакций и зависимости характеристик горения от давления. [c.75] Как ВИДНО, жидкие углеводороды (гептан, пентадекан, бензол) в Среде кислорода при а а сгорают полностью. Полнота сгорания твердых углеводородов (парафина, нафталина, антрацена) в этих же условиях не достигает единицы и составляет 95—96%, что, очевидно, является следствием дополнительных затрат тепла на их плавление и испарение. Следует отметить более низкую полноту сгорания ароматических соединений по сравнению с алифатическими соединениями Увеличение полноты сгорания с увеличением а (в области малых значений а) можно объяснить увеличением диффузионного потока окислителя на единицу массы горючего, что до некоторого предела (а ) способствует более полному протеканию процесса и законченности реакций окисления. [c.76] Металлы и сплавы исследовали в виде технических продуктов в порошкообразном виде. Как видно, наибольшей полнотой сгорания обладают цирконий и магний. Наименьшей полнотой сгорания обладают бор и кре1мний, образующие при гореняи вязкие окислы. Полнота сгорания в воздухе значительно ниже, чем в кислороде. [c.76] Элементоорганические соединения обладают более высокой реакционной способностью я имеют большую полноту сгорания, чем металлы. Так, полнота сгораиия исследованного борорганического соединения (75% В) в кислороде при давления 3 МПа составляет 98%. [c.76] С увеличением размера частиц алюминия полнота сгорания смесей уменьшается. Так, при замене парашка (20 мкм) на алюминиевые порошки с частицами более крупных размеров (30, 100, Г60, 250 1И 450 мкм) полнота сго1рания последовательно умень-, шается с 90,6 до 86% в среде кислорода и с 53 до 32% в среде воздуха (Р=3 МПа) (рис. 1.12). [c.76] Вернуться к основной статье