ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние скорости выделения тепла из "Промышленные печи Том 1" Этот вопрос не был рассмотрен в гл. 2, так как скорость выделения тепла зависит от типа оборудования для генерации тепла. [c.59] При электрическом нагреве (как при прямом нагреве сопротивлением, так и при индукционном нагреве) тепло генерируется в самом нагреваемом материале. Индукционный нагрев схематически показан на рис. 24. При применении этих способов нагрева не требуется печей, поэтому в настоящем томе они не рассмотрены, и описание их перенесено в т. П. [c.60] В этих печах выделение тепла обычно выражается в единицах тепла, выделившегося в единице объема за единицу времени. В печной и котельной практике обычно применяют единицу кдж1 м -ч) [вт/м или ккал/ м -ч)]. Непосредственное отношение к скорости выделения тепла имеет термин длина пламени . Для мартеновских и стеклоплавильных печей длиной пламени является расстояние между горелкой и точкой, в которой пламя исчезает (становится несветящимся). Для нагревательных печей длина пламени измеряется расстоянием между горелкой и точкой, в которой горение завершено на 95%. При средних печных условиях горение не доходит до конца, если не подается избыток воздуха, и печи для нагрева металла редко обеспечиваются заметным избытком воздуха, за исключением нагрева при низких температурах или же нагрева высокоуглеродистых и нержавеющих сталей. Норма 95% от полноты сгорания относится также и к объему пламени. В зависимости от вида топлива и конструкции сжигающего устройства длина пламени колеблется от 25 мм до 12 м. [c.60] Объем горения (объем пламени) и длина пламени показаны на рис. 48 и 49. На рисунках даны геометрически подобные газовые горелки. В большой горелке (рис. 48) получается длинное пламя. Если одна большая горелка расположена в центре стенки печи, пространство, окружающее/шла-мя , не используется, если рассматривать его как пространство для горения. И, наоборот, при многочисленных небольших короткопламенных горелках (рис. 49) используется вся поверхность стенки. На рис. 48 и 49 показано, что воздух смешивается с топливом в носике горелки. Если топливо и воздух смешиваются перед горелкой (т. е. топливо и воздух подвергаются предварительному смешению), горение происходит быстрее и требуется меньший объем, чем при смешении в печи. [c.61] наконец, при подогреве воздуха скорость горения увеличивается еще больше. [c.61] Ввиду большого числа переменных, которые влияют на скорость горения, трудно рассчитать объем, необходимый для полного сжигания (на 95%). Для приблизительной оценки этого объема можно использовать данные табл. 7. [c.61] Термин условия горения охватывает комбинацию различных факторов и требует дополнительного рассмотрения с целью правильного пользования им. Представляется целесообразным руководствоваться следующей классификацией Условий горения . [c.61] Условия горения I. Очень плохое смешение топлива и воздуха крупные куски топлива холодный воздух наличие в зоне под названием объем горения участков, в которых горения не происходит. [c.62] Условия горения II. Удовлетворительное (до плохого) смешение топлива и воздуха, удовлетворительное использование объема камеры сжигания, крупные куски топлива, холодный воздух. Разновидностью являются Условия горения I , но с подогревом воздуха до 260° С. [c.62] Условия горения III. Хорошее смешение топлива и воздуха, хорошее использование топочного пространства, очень тонкое измельчение или распыление топлива, холодный воздух. Разновидностью являются Условия горения II , но с подогревом воздуха до 260° С. [c.62] Условия горения IV. Тщательное смешение (или предварительное смешение) топлива и воздуха, полное использование топочного пространства, очень тонкое измельчение или распыление топлива, подогрев воздуха до 260° С. Разновидностью являются Условия горения III , но с подогревом воздуха до 540° С. [c.62] Условия горения V. Тщательное смешение (или предварительное смешение) топлива и воздуха, полное использование топочного воздуха до 540° С. Разновидностью является раздача с помощью множества мелких горелок. [c.62] Условия горения VI. Предварительно смешанные топливо и воздух, выходящие из близко расположенных мелких отверстий, направлены на поверхность огнеупорного материала, который действует как катализатор и ускоряет горение. В собственно топочном пространстве достигается выделение 37,3 тыс. квт/м [32 млн. ккал/ м -ч) тепла. С целью предотвращения местного перегрева садки необходимо предусматривать определенное расстояние между горелками и садкой. Поэтому количество выделившегося тепла на единицу свободного (не занятого садкой) объема является небольшой частью приведенной величины теплового напряжения. [c.62] Важное значение величин, приведенных в табл. 7, лучше всего иллюстрируется следующим примером. При нагреве стали до 1200° С на поду удельная производительность в 390 кг/ м -ч) является большой. С помощью рис. 27 определяем, что тепловое напряжение пода составит 390 X 0,22 = 87 квт/м [ИЬОО ккал/(м -ч). В зависимости от конструкции печи в ней должно быть выделено примерно Б 2—3 раза больше тепла. Это значит, что в печи должно выделяться 600 000—900 000 кдж (150 000—200 000 ккал) за 1 ч на 1 площади пода. Одному квадратному метру пода соответствуют при условиях горения V—0,15 м , а при условиях горения VI — 0,01 рабочего пространства. Отсюда можно сделать вывод, что в топливных печах камерного типа, снабженных необходимыми горелками, скорость выделения тепла не является одним из факторов, ограничивающих производительность печей. [c.63] Помимо количества тепла, выделяющегося на единицу объема и в единицу времени, на производительность печи влияет также температура, при которой происходит выделение тепла. Считая справедливым положение о том, что каждая молекула топлива сгорает при идеальной (адиабатной) температуре пламени, необходимо в то же время отметить, что теплота реакции передается к окружающим телам (газообразным, жидким и твердым) в то время, когда происходит горение. Только при бесконечно быстром горении или при горении в полностью теплоизолированной камере можно достигнуть адиабатной температуры пламени. Но и эта температура не может быть достаточно большой при очень бедном топливе. Вследствие того, что для теплопередачи требуется разность температур, печь должна быть бесконечно большой, если адиабатная температура пламени равна температуре, до которой необходимо нагреть садку. Это обстоятельство важно, когда сжигается бедное топливо, например доменный газ или очищенный генераторный газ. Значения адиабатных температур приведены в табл. 5. При бедном топливе высоких температур можно достигнуть только вследствие предварительного подогрева воздуха или топлива или их обоих. Обогащение воздуха кислородом также повышает температуру пламени. [c.63] Вернуться к основной статье