ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Схема турбулентного режима диффузионного горения из "Сжигание природного газа" При турбулентном характере течения смешивающихся потоков газа и воздуха отдельные моли газа проникают в воздушный поток, а отдельные моли воздуха — в газовый поток. На поверхности этих молей происходит встреча (перемешивание) молекул газа с молекулами кислорода, и при достаточно высоких температурах, требующихся для воспламенения, происходит горение. [c.75] В дальнейшем из образующейся на поверхности молей зоны горения продукты сгорания диффундируют как внутри моля, так и в окружающую его среду, а отдельные молекулы газа и кислорода воздуха диффундируют через продукты сгорания навстречу друг другу и при встрече сгорают, образуя новые продукты сгорания. Можно представить, что горение происходит на наружных поверхностях отдельных молей по схеме ламинарного режима горения и что этими горящими молями оказывается заполнен весь пограничный слой между зонами чистого газа и чистого воздуха. [c.75] По мере движения отдельных молей в другой среде концентрация исходного вещества в них снижается, а концентрация продуктов сгорания увеличивается. Интенсивность горения на их поверхности уменьшается, и сокращается их объем. Одновременно происходит и механическое дробление молей на более мелкие. [c.75] Диффузионные факелы при турбулентном режиме горения отличаются от факелов при ламинарном режиме (рис. 4-1) тем, что в них отсутствуют самостоятельная зона продуктов сгорания, зона смеси газа с продуктами сгорания и зона смеси воздуха с продуктами сгорания. Все эти три зоны сливаются в одну зону смеси газа, воздуха и продуктов сгорания, во всем объеме которой происходит горение на поверхности молей различной величины. [c.75] В начальной части факела горящей свободной турбулентной струи газа (рис. 4-2) сравнительно отчетливо видна зона наиболее интенсивного горения 3 с наиболее высоким содержанием продуктов сгорания, внутри которой находится более холодная горящая зона 5 с преобладающим содержанием газа, а снаружи — горящая зона 4 с преобладающим содержанием воздуха. Анализом газа обнаруживаются ядро чистого газа 1 и зона окружающего чистого воздуха 2. Четкой границы между отдельными зонами нет. [c.76] Турбулентные пульсации в факеле, усиленные дополнительными пульсациями, возникающими от неравномерного увеличения отдельных объемов газов в факеле вследствие неравномерного горения очагами, нарушают правильную форму границ отдельных зон горения и приводят их в непрерывное колебание, в результате чего внутреннее строение и внешние границы факела непрерывно меняются и даже нарушается его сплошность. [c.76] Вследствие высоких температур в факеле уменьшается плотность газов, создаются подъемные силы и возникают конвективные токи, которые также искажают форму факела, особенно при его горизонтальном направлении. [c.76] На форму факела и скорость выгорания газа в значительной степени влияют ограждаюшие поверхности камеры сгорания. При длинной и узкой топочной камере и при установке горелок с торца ее (на многих металлургических печах) возможно свободное развитие факела по длине, но ограниченность по периферии. При короткой топочной камере (топки паровых котлов и др.) факел ударяется в стену, противоположную горелкам при этом происходит его искривление и даже разделение и перемешивание отдельных зон. [c.77] На развитие и форму факела, распределение температур в нем и полноту сгорания влияет не только форма камеры сгорания, но и гидродинамические условия в ней. При высоких скоростях выхода газа и воздуха загорание происходит на некотором расстоянии от горелки (наблюдается отрыв факела). [c.77] В одной и той же топке конфигурация факела и распределение температур получаются различными при различном относительном расположении горелок. Так, при расположении их по фронту топки факел прижимается к задней ее стенке, при встречном расположении горелок (на противоположных стенках топки) факел сосредоточивается в центре с образованием вихрей в нижней части камеры, при тангенциальном расположении горелок по углам камеры создается вращательное дви-жен ие факела вокруг ее оси, при расположении горелок в своде камеры получается У-образньш факел и т. д. [c.77] На положении факела в камере сказываются расстояние между горелками, угол наклона их, способ отвода продуктов сгорания из камеры (отвод всем сечением или через узкое окно, отвод сверху, сбоку или снизу камеры), а также и высота камеры (самотяга высоких топок). [c.77] При большом охлаждении факела, например при затягивании его в межтрубное пространство паровых котлов, при ударе о холодные поверхности нагрева и т. п., возможно его затухание и неполное сгорание газа даже при достаточном количестве кислорода. [c.77] Таким образом, при факельном методе сжигания газа на процесс горения практически влияет большое количество факторов химические свойства газа, физические свойства газа и воздуха, взаимное расположение и условия встречи потоков газа и воздуха, их размеры, форма и скорости, избыток воздуха, размеры и форма камеры сгорания, направление факела, условия его охлаждения, расположение горелок на стенах камеры, а также сочетание этих факторов. Это обстоятельство затрудняет изучение влияния отдельных факторов на строение факела и разработку метода его расчета. [c.77] Вернуться к основной статье