ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общая характеристика процесса горения из "Сжигание природного газа" Водород, окись углерода, различные углеводороды и сероводород, входящие в состав газообразных топлив, а также некоторые другие вещества, содержащиеся в них в виде паров и во взвешенном состоянии, способны окисляться, т. е. вступать в химическую реакцию соединений с кислородом. [c.37] В результате химического взаимодействия вещества, вступившие б в реакцию, исчезают, а вместо их появляются продукты реакции. Это связано с изменением внутренней химической энергии системы и соответственно ее теплового состояния. [c.37] Реакции окисления сопровождаются понижением внутренней химической энергии и выделением большого количества тепла, вследствие чего наблюдается повышение температуры реагирующей системы. Температура продуктов сгорания выше, чем веществ, вступивших в реакцию. [c.37] При некоторых условиях реакции окисления протекают бурно, большое количество тепла, выделяющееся при этом, не успевает отводиться от системы, что приводит к резкому разогреву ее и появлению свечения. При таком характере реакции окисления называют горением. [c.37] Реакции горения (окисления) простейших газов представлены формулами, приведенными в приложении П1. Эти формулы называют сте-хиометрическими уравнениями. Они указывают на соотношение количества молекул (или объемов) данного газа и кислорода, вступающих в реакции, а также на состав и количество новых продуктов, образующихся в результате реакции. [c.37] Соотношения количеств газа и кислорода, вступающих в реакцию горения, или соответствующие им соотношения газа и воздуха называются стехиометрическими соотношениями. [c.37] В том же приложении П1 приведено количество тепла, которое выделяется при реакции горения простейших газов, — тепловой эффект реакции, или высшая теплота сгорания газов Оз (ккал1нм ). [c.37] В приложении П1 приведена также теоретическая температура горения простейших газов, представляющая собой температуру продуктов сгорания, которую они имели бы, если бы полностью воспринимали тепло, выделившееся при горении, и не диссоциировали при этих температурах. [c.37] при сжигании любого газообразного топлива получаются продукты сгорания, состоящие из углекислого газа, водяных паров, сернистого газа и азота, содержавщегося в топливе и воздухе. Когда горение происходит при количестве воздуха, превыщающем теоретически необходимое для реакции, в продуктах сгорания содержится кислород. [c.38] Расчетный состав продуктов сгорания простейших газов (при сжигании с теоретически необходимым количеством воздуха) приведен в приложении III, а расчетный состав продуктов сгорания природного газа различных месторождений приведен в приложении I. [c.38] В практических условиях при сжигании газообразного топлива с теоретически необходимым количеством воздуха в продуктах сгорания всегда содержится 0,2—0,6% свободного, не вступавшего в реакцию кислорода, вследствие чего часть топлива (соответственно малая) остается несгоревшей и переходит в продукты сгорания. Для обеспечения полного сгорания топлива горение ведут обычно с некоторым избытком воздуха. [c.38] Для протекания реакций горения необходимо молекулярное перемешивание горючих веществ с кислородом,-обеспечивающее их контакт. Кроме того нужно, чтобы молекулы или атомы, вступающие в реакцию, обладали определенным запасом энергии, достаточным для преодоления внутримолекулярных сил (для разрушения этих молекул при встрече), и чтобы было достаточно времени для развития и завершения реакции. [c.38] Горение как всякий процесс протекает во времени и характеризуется определенной скоростью, которая зависит от его организации. [c.38] Начавшаяся реакция горения протекает весьма быстро, однако подготовительные процессы — перемешивание горючих составляющих с окислителем и разгон реакции — происходят медленнее, и их скоростью определяется скорость горения в целом. [c.38] Скорости составляющих процессов (перемешивания, разгона реакции и собственно горения) не являются самостоятельными величинами они взаимосвязаны и влияют одна на другую. Эти процессы в свою очередь сложны и зависят от многих факторов и условий. Поэтому горение газообразного, как и любого другого, топлива является сложным физико-химическим процессом. Подробное его рассмотрение показывает, что он слагается из ряда взаимосвязанных химических, тепловых, механических и других процессов. [c.38] При решении задач, связанных с горением, необходимо учитывать закономерности составляющих процессов аэродинамики газовых потоков, молекулярной и турбулентной диффузии, теплообмена (теплопроводностью, конвекцией и излучением), химических и других энергетических превращений, так как при горении возникают световые, звуковые и электрические (например, ионизация газов) явления. [c.38] Эффективным мероприятием для интенсификации го ся выделение подготовительных этапов в самостоятельные ем их за пределы сжигающих устройств. Так, предварител мешивание газа с воздухом и подогрев их позволяют сущесть корить процесс горения по сравнению с устройствами, в котор подготовительные процессы протекают одновременно с горением. [c.38] Перемешивание значительно влияет на скорость и качество процесса горения в целом. Горение подготовленной (молекулярно перемешанной) смеси принципиально отличается от горения, протекающего одновременно с перемешиванием. Соответственно различают два вида горения и рассматривают их отдельно. [c.39] При том и другом методе сжигания газообразного топлива процесс горения может протекать двумя различными путями в зависимости от гидравлического режима газовых потоков. В соответствии с этим в каждом случае различают два режима горения. Переход из одного в другой происходит скачком и промежуточные режимы горения практически не наблюдаются. [c.39] Таким образом, при сжигании газообразного топлива возможны два вида и четыре режима горения. [c.39] Вернуться к основной статье