ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основы процессов смесеобразования из "Основы расчета и проектирования газовых горелок" Вьпне было установлено, что наиболее распространенные горелки основаны на многоструйном принципе смесеобразования. Этот же принцип положен в основу создания горелок большой единичной мощности. Горелки, основанные на струйном принципе перемешивания, чаще всего бывают двух типов с периферийной и центральной подачей струй газа в поперечный поток воздуха. Принципиальные схемы этих горелок приведены на рис. 4. 1. [c.146] Из сказанного выше следует, что смесеобразование, протекающее в горелках этого типа, определяется процессом развития системы газовых струй в поперечном потоке воздуха и одновременно сопровождающим его процессом перемешивания. Необходимо заметить, что при всей кажущейся на первый взгляд простоте явлений развития и перемешивания системы струй газа в поперечном потоке воздуха они являются процессами сложными и до последнего времени совсем неизученными. [c.146] Для понимания процессов смесеобразования, происходящих в горелке, и выяснения условий, к которым следует стремиться при их рациональном конструировании, рассмотрим два случая неудачного развития газовых струй в поперечном потоке воздуха в горелке один при периферийной, а второй при центральной подаче газа. [c.147] Первый случай характеризуется подводом газовых струй с периферии из отверстий одного размера, размещенных с малыми шагами. В этих условиях можно ожидать, что струи по выходе в воздушный поток сразу же сольются между собой в сплошное газовое кольцо, отжав воздух от стенки, с поверхности которой они выходят. В этом случае газовое кольцо образуется у внешней стенки горелки, как это показано на рис. 4. 1, а. [c.147] Рассмотрим также схематически оптимальные условия смесеобразования в горелке, которые помогут нам представить, к какому развитию струй в потоке воздуха необходимо стремиться. [c.148] Можно полагать, что идеальным условием для полного перемешивания газа с воздухом в пределах горелки была бы такая подача газа в поток воздуха, нри которой каждый микрослой воздуха получал бы точно норционированное микроколичество газа. Такая идеальная схема организации смешения далеко не всегда является необходимой. Во-первых, потому, что не требуется идеального или даже значительного смешения газа с воздухом в пределах горелки, так как не всегда желательны горелки полного предварительного смешения во-вторых, потому, что достаточно даже незначительно улучшить распределение газа по сечению горелки, чтобы в выходящем из нее потоке завершились процессы смешения и сгорания. Применительно к рассматриваемым тинам горелок условием, достаточным для удовлетворительного перемешивания, является развитие газовых струй разных диаметров не в одном, а например, в двух или максимум в трех слоях воздушного потока. При этом желательно, чтобы в каждом слое, размещенном на разных радиусах (для круглых горелок) или разных расстояниях от стенок (для горелок прямоугольного сечения), подаваемые количества газа были пропорциональны расходам воздуха, проходящим через эти слои. [c.148] ЧЯ обеспечения такой схемы распределения газа в воздушном потоке по сечению горелки необходимо выход газа производить через отверстия разных размеров, размещенных с зазорами, обеспечивающими струям развитие без слияния. [c.148] Рассмотренные выше случаи с неудовлетворительными и удовлетворительными условиями развития струй в горелках, несмотря на всю их схематичность, позволяют пока качественно, но все я е различать встречающиеся на практике случаи развития струй. Кроме того, можно сделать некоторые выводы по созданию горелок с принудительной нодачей воздуха, организованных на струйном принципе смесеобразования. [c.148] Перечисленные общие условия разв11тия струй обеспечивают организацию в горелке процесса струйного смесеобразования на не сливающихся между собой струях. Горелка, организованная но такой схеме, всегда может быть рассчитана. Для этого необходимо знать закономерности развития и перемешивания стру11 газа в поперечном потоке воздуха. [c.149] Если эти закономерности будут изучены, то тогда легко распределить ио расчету газовые струи в потоке воздуха и по графику определить длину путн, необходимую для смешения струй газа с потоком воздуха. Это позволит для каждого горелочного устройства создавать желаемую степень перемешанности струй газа к устью горелки (вплоть до полностью перемешанной горючей смеси). [c.149] Из изложенного можно сделать вывод, что для расчета процесса смесеобразования необходимо установить от каких конструктивных и гидродинамических параметров и как зависят развитие и перемешивание газовых струй в поперечном потоке воздуха. [c.149] При развитом турбулентном движении, когда силы сопротивления определяются не молекулярной вязкостью, а турбулентным переносом, перемешивание струй, развивающихся в потоке, должно быть автомодельным в области больших чисел Рейнольдса (Re). В газовых горелках как раз имеет место перемешиваиие турбулентных газовых струй с турбулентным потоком воздуха. [c.150] Первые четыре параметра являются определяющими конструктивными параметрами, а последние два — определяющими режимными лараметрами. Определяющий гидродинамический параметр характеризующий соотношение скоростных напоров струи в устье и потока, был предложен в работе [55], исходя из тех соображений, что при развитом турбулентном движении струй решающее значение имеет скоростной напор, поэтому принимаем в условиях однозначности вместо двух параметров q и г величину q Отсюда получаем безразмерный определяющий параметр обозначим его q. Здесь и в дальнейшем индекс 2 будет относить величину к струе, а индекс 1 — к основному поперечному потоку. При обработке экспериментального материала как с изотермическими, так и с неизотермическими струями (в исследованном интервале изменения температур TilTi от 0,3 до 3) было проверено, что данный параметр действительно является определяющим для рассматриваемого процесса развития струй в поперечном потоке. [c.150] Опыты проводились с изотермическими и неизотермическимн струями различных размеров на трех экспериментальных установках. [c.151] Основной свободный поперечный поток на первой установке-был размером 480 х 600 мм, на второй установке — ограниченный поперечный поток 600 х 700 мм, па третьей установке изучались, неизотермические струи в поперечном потоке диаметром 700 мм.. [c.151] Зависимости, полученные в результате обработки экспериментальных данных, представлены в безразмерных координатах и могут быть использованы в виде простых формул при решении технической задачи расчета процессов развития и перемешивания струй газа с воздухол в газовых горелках. [c.151] Вернуться к основной статье