Formarea amestecului și arderea cu arderea combustibilului gazos
Baza procesului de ardere sunt reacții chimice depozite de combustibil cuplat cu un oxidant. Pentru fluxul de condiții speciale de ardere de gaz trebuie să fie creat. În primul rând, req-Dimo a gazului combustibil pentru a aduce suficient de oxidare (de obicei aer) și le amestecă. În al doilea rând, amestecul de gaz ar trebui să aibă o concentrație și limitele de inflamabilitate trebuie stabilită sursa de aprindere. În al treilea rând, req-Dimo creează condiții pentru dezvoltarea procesului de ardere, nivelul de temperatură E. Lenny-determinat adică..
Formarea amestecului (amestecarea uniformă a gazului cu aer) - una dintre etapele cheie în tot procesul de ardere. De la proces CME-seobrazovaniya depinde în mare măsură și toate etapele ulterioare prin care combustibilul trece în conversia chimică a energiei în căldură. Deoarece în zona de ardere este întotdeauna setat-soky nivelul de temperatură, timpul petrecut în reacția chimică de combustie-parametru, este întotdeauna mult mai puțin timp pentru a merge proces opțional de amestecare.
Arderea combustibilului gazos, la fel ca oricare alta, în fluxul de aer, în conformitate cu punctele de vedere actuale posibile pe baza principiilor cinetice și de difuzie.
Timpul total de ardere a gazului determina viteza de ardere,
În cazul în care sunt - timpul necesar pentru amestecare cu gazul de amestec oxidant; Tx - reacții chimice de timp.
Dacă ts<Стх, то практически тп«т*. В этом случае процесс про-текает в кинетической области. Если же, наоборот, Тс^-Тх, то Тп»тс и, следовательно, процесс протекает в диффузионной об-ласти.
Când fluxul procesului de ardere în regiunea cinetică ardere SKO creștere depinde de proprietățile combustibile amestec tempera-excursii în volumul de reacție și concentrația reactanților în zona de ardere, adică. E. guvernați de legile cineticii chimice. În același timp, viteza de proces în regiunea cinetică nu depinde de factorii hidrodinamice, t. E. Pe dimensiunile geometrice ing rate de curgere ale camerei de reacție și așa mai departe. D.
Dimpotrivă, factorii-definition hidrodinamica doresc să înființeze și nu depinde de rata cinetică a procesului-ing în regiunea de difuzie. În acest domeniu, nu mai joacă un rol decisiv-TION a amestecului de combustibil și factorul de temperatură. Relativ despre mijloace hidrodinamice stymi pot fi influențate de amestec int-sivnost care ar schimba caracteristicile flăcării diferential difuziv.
În arzător principiul kinetic creat anterior • un amestec aer-gaz omogen, care este introdus în camera de ardere. Prin urmare, combustia unui astfel de amestec se realizează la o valoare constantă a caracteristicilor de bază (excesul de aer calorifică, și așa mai departe. D.). ardere cinetică Curățați are loc numai în cazul în care starea A ^ 1.0. pentru o<1 кинетическое горение про-текает лишь на первой стадии, т. е. до тех пор, пока не израсходо-ван весь кислород смеси. Остаток горючих компонентов, разбав-ленных продуктами сгорания, может быть сожжен только при условии подвода дополнительного окислителя (воздуха).
Principiul arderii Diffusion implică stabilirea condițiilor de un cal pentru apariția unui proces în care un amestec-raet imediat combustie după foarte aspectul său, adică. E. La soprikos-trarea de combustibil și comburant în proporțiile respective. proces de ardere prin difuzie este reglat datorită Menenius intensitatea malaxării prin variația parametrilor de proiectare și de funcționare ale arzătorului. Ca urmare, în funcție de cerințele tehnologice pot fi realizate în zona de amestecare UCO-Rocen sau alungire.
În practică, de multe ori arderea gazului utilizat, combină atât a principiului menționat anterior. În acest caz, o parte a aerului este preamestecat cu gazul în arzător, iar restul este necesar pentru combustia completă este furnizată direct în zona de combustie. Prin modificarea acestui raport, este posibil să se influențeze lungimea flăcării de gaz. Majoritatea arzătoare de gaz alimentate de unul sau un alt unghi la fluxul de aer.
Studiul procesului de amestecare subiectul multor lucrări. Acest lucru face posibilă formularea unor regularități generale-Ness.
Pentru curgerea directă a arzătoarelor de gaz se amesteca mai bine decât majoritatea secțiunii transversale a jeturilor gazelor de control a arzătorului, adică. E. jeturile de gaz mai distantly-boynost. La arzătoarele cu debit foarte turbionară nu ar trebui să tindă gama mare de un jet de gaz.
Creșterea debitului de aer conduce răsucire la o redistribuire a gazului și a aerului pentru secțiunea arzător, crește intensitatea de amestecare a gazelor cu aer și o creștere în zona centrală a curenților inverse în arzător.
Character efect răsucire a fluxului de aer asupra procesului de amestecare variază în funcție de ceilalți parametri definitorii. Astfel, atunci când în a da gaz către zona periferică a arzătorului (indiferent de tipul acestuia), creșterea fluxului de răsucire duce la o îmbunătățire semnificativă a amestecării. Pe de altă parte, atunci când gazul în zona centrală a arzătorului nu se răsucească o creștere la fel de mare de reguli, pentru a îmbunătăți procesul, „soluțiile.
Un set de fenomene pe care le numim de ardere, poate avea loc numai într-o anumită succesiune, de la o etapă la alta. GF dă următoarea schemă de proces Knorre de stabilire a shegosya gazelor de ardere și a combustibilului lichid cu o baie vetre fixă, pe care el o numește flux productiv (Fig. 1). Pro diagramă flux Stația are loc atunci când arderea combustibilului gazos, constând din molecule simple (de exemplu, hidrogen), nu necesită complexe de descompunere pirogene pre-ing (Fig. 1 A). gaz sau combustibil Când ars hidrocarburi lichide și 6
Fig. 1. Sistemul de flux de burnup combustibil. și - gaz; lichid b-.
procesul de ardere de flux este complicată: există un alt interstitiala pro-stadiu - descompunere pirogenică. Liquid top Lib această etapă precede etapa de evaporare (fig. 1.6). Pentru a pune în aplicare schema, un nivel de tempera temperatură debit suficient în vatra de ardere, la care continuu homo-kami sunt combustibil hrănite și oxidant. Produsele de ardere după terminarea reacțiilor, de asemenea, evacuate continuu din camera de ardere.
Temperatura de aprindere. Cele două cazuri corespund limitelor inferioare și superioare ale inflamabilitatea (tabelul. 1). Prin urmare, cu excepția amestecarea gazului cu aerul, în anumite proporții din condițiile inițiale pentru aprinderea amestecului care urmează să fie creat.
Limitele temperaturilor de inflamabilitate și de aprindere ale diferitelor gaze în aer
Oxidarea gazelor inflamabile la temperaturi mai scăzute este posibilă, dar apoi se procedează extrem lent, ratele de reacție pe termen neimportanta datorate. Odată cu creșterea ratei de temperatură rea-TION a crește de oxidare, înainte de debutul autoaprindere (în loc de lent proces de oxidare începe cu ardere samoproizvol-TION). Înseamnă încălzit la temperatura de aprindere a amestecului de combustibil are o astfel de energie, care nu numai compensat pensates pierderea de căldură în mediul înconjurător, dar asigură încălzirea și prepararea amestecului aer-gaz alimentat în zona de ardere pentru a aprinde.
Temperatura de aprindere a gazului depinde de mai mulți factori, inclusiv conținutul de gaz combustibil în amestecul de gaz, presiunea, metoda de încălzire și astfel amestecul. d., și, prin urmare, nu este o valoare exactă. Tabel. 1 prezintă valorile temperaturii Soarelui plameneniya unele gaze combustibile în aer.
În practică, există două moduri de aprindere a amestecurilor inflamabile și autoaprinderea aprindere.
Dacă autoaprinderea întregul volum al amestecului de gaz combustibil este adus treptat la temperatura de aprindere, după care amestecul este aprins fără căldură extern Sport-la imputarea.
A doua metodă este larg folosită o metodă numită Over-Zhiganov. Această metodă nu necesită încălzirea întregului amestec de gaz purtător aer la o temperatură de aprindere suficientă pentru a aprinde amestecul rece într-un punct cu o anumită cantitate, sursă de înaltă temperatură de temperatură (scânteie, corp incandescent și casa flacără t. D.). Ca rezultat, contactul este transmisă întregului volum al amestecului spontan prin propagarea flăcării proish-dyaschego nu instantaneu, ci cu o anumită spațială SKO-creștere. Această viteză se numește viteza de propagare în amestec gazos-pla Meni și este o caracteristică majoră Coy determinarea condițiilor de curgere și stabilizarea unui munte-TION. Stabilitatea arzătorului, așa cum va fi prezentat mai jos, con legat cu viteza de propagare a flăcării.
Astfel, procesul de ardere a gazelor constă din amestecarea gazului cu aerul, încălzirea amestecului rezultat la o etape de aprindere tempera, reacțiile sale de aprindere și de flux de ardere însoțită de degajare de căldură. Unde gazul de amestec cu aer, și încălzirea amestecului ocupă cele mai multe ori în arderea pro-cesiuni, deoarece reacțiile de ardere au loc aproape instantaneu.
În funcție de procesul (recepția de abur și apă caldă în unitatea de cazan, produsele din plante ale cuptorului de încălzire, și așa mai departe. D.), Este necesar de a influența procesul de reniu, modifica caracteristicile sale finale. Acest lucru se realizează tehnici de proiectare o dată cu caracter personal, care sunt prezentate în Sec. III.
Semnificativ câmpuri de temperatură de comparație în volumul de gaz ars cu combustia unor coeficienți diferiți în exces cart-spirit. Un exemplu de astfel de mapare este prezentată în Fig. 2 pentru arzător cu diametrul de evacuare a duzei de 35 mm, în funcție
Și în care - valoarea curentă a temperaturii în penei, ° C; £ max - temperatura comute maxi în torta (măsurat), ° C; X - distanța de la punctul de măsurare înaintea pistoletul, m; Y - distanța de la punctul de măsură pentru torta la axa m; J - diametrul duzei arzătorului m.
Fig. 2 prezintă graficele de distribuție a temperaturii pentru cele trei coeficienți de aer în exces. Mai mult de coordonate X / D = O corespunde secțiunii de evacuare a duzei arzătorului, iar coordonatele V / d = 0 - axa torță.
După cum se vede din figură, distribuția temperaturii în flare liber inegal. Pentru excese mici de aer primar, de exemplu, a = 0,5, prezența miezului interior în domeniul de temperatură zhaet evazate susțin cu tărie și este aliniată numai la distanță SRI x / c / = 10, în timp ce la o = 0,75 egalizare are loc deja la X / d = 2,5 și a = 1,0, chiar mai devreme - la X / d = 1,0.
Cea mai mare temperatură în torțele deschise sunt observate în secțiunile primare la o distanță de axa pistolet V / d = 0,5, și peste-centrul torta. Mai mult decât atât, cu creșterea coeficient de Bytkov schimburi de temperatura maximă a aerului la gura arzătorului. Astfel, temperatura cea mai ridicată pentru a = 0,75 măsurată la o distanță de X / D = 2,5 și a = 1,0 - la o distanță de X / D = 1,0.
Fig. 2. Distribuția temperaturii în volumul de ardere gaz ars, cu un raport de aer a = 5 ( „), 0,75 (b) și 1,0 (e).
Temperatura și conținutul C02. Prin urmare, nivelul de temperatură maximă în flacără și valoarea maximă corespunde gradului de combustibili arde.
Pierderea de o parte a căldurii degajate în urma arderii gazului, este inevitabil. Cu toate acestea, ele pot fi minimizate cu buna desfășurare a procesului de ardere. Luați în considerare unele dintre aceleași. pentru a compensa aceste pierderi adăuga în sus.
Atunci când arderea combustibilului gazos au următoarele de căldură-ter: cu gazele de eșapament de la neîmplinire chimică a arderii TION în mediul înconjurător. Pe baza determinării pierderilor de căldură individuale în echilibru reciproc poate fi calculată prin f g (randament) a unității, ° / o ..:
unde <72 — потери тепла с уходящими газами, %; — потери тепла
Din arderea incompletă chimică,%; Q5 - pierderea de căldură în bame-conjurător%.
Pierderile de căldură din gazele de ardere - sensibilul de căldură produk-ing ardere părăsește unitatea, - sunt de bază. Sex-ness nu pot fi eliminate, dar trebuie să depună eforturi pentru a reduce. Pierderea de căldură din gazele de evacuare depinde de gazele de tem-peratura și cantitatea acestora. Temperatura gazelor de ardere mai mică, mai puțină căldură va pierde, de aceea este necesar Streit-familiarizat reduce temperatura gazelor arse rezonabile. Efectul temperaturii asupra pierderilor de căldură de evacuare a gazelor este văzută din tabelul. 2.
Pierderea de căldură din gazele de evacuare atunci când arderea gazelor naturale,%
Pierderea de căldură din gazele de eșapament exprimate de obicei în procente din căldura totală unică de minute, adică. e. din partea superioară a căldurii de ardere a Libanului. De exemplu, în cazul în care pierderea de căldură este de 700 kcal / m3 la arderea gazelor naturale,
Numărul de gaz care părăsește unitatea depinde de coeficienții - excesul de aer cientă, cu care funcționează arzătorul și aspirație
Aer prin scurgeri de informații în unitate. Cu cât mai mare raportul de exces de aer la ieșirea din arzător și aer ventuzele în sta-revolver, cu atât pierderile de căldură din gazele de eșapament. Tabel. 2 arată că variația ponderii totale în exces de aer în produsele de ardere cu aa = 1,2-5-1,6 crește pierderea de căldură de la n-Zami cu plecare 10.5-13.2% (la o temperatură constantă a gazelor de ardere 240 ° C ).
Astfel, pentru a reduce pierderile de căldură de la plecarea n-Zami necesare desfășurării procesului de ardere, cu cel mai mic admisibil raport aer direct, pentru a asigura cea mai mare densitate a unității și de a realiza o reducere a temperaturii gazelor arse.
O ___ 450-100 VET /
Astfel, din acest exemplu arată că componentele combustibile în produsele de combustie trebuie polnostyu'otsutstvo cuvă sau să fie o valoare minimă.
Pierderile de căldură în mediul înconjurător, datorită faptului că unitatea de perete au o temperatură mai mare decât aerul din jur. Amploarea acestor pierderi depinde în primul rând diferența modulari-peratures între peretele exterior al unității și înconjurătoare cart-spiritul suprafeței pereților, zidărie conductivitatea termică materialului și grosimea acesteia. Pierderi la mediul podschity-vayutsya teoretic sau standarde de calcul termic acceptate, în funcție de proiectarea și performanța unității.
Dacă suma tuturor pierderilor de căldură, care apar in timpul arderii gazului în unitate, și le extrage din 100, pentru a obține. N. D. Aggregate. De exemplu, folosim cifrele prezentate mai sus-TION, având <75 равным 3,60%, тогда к. п. д. агрегата