ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные расчетные положения из "Проектирование топок специального назначения" Понятие топливо объединяет собой вещества, выделяющие при сжигании энергию, которая может быть технически пспользована. В данной книге рассматривается только химическое топливо, которое выделяет энергию при окислении горючих элементов, входящих в состав этого топлива. По происхождению химическое топливо подразделяется па прхгроднос и ( скусственнос. Основными разновидностями природного топлива являются природный газ, нефть и каменный уголь, а искусственного—бензин, керосин, мазут, сжиженные газы и отходящие реакционные газы печей, содержащие СО. Основными характеристиками топлива являются химический состав, отношение к нагреванию, теплота сгорания и температура горения. [c.14] В рассматриваемых конструкциях топок используется жидкое и газовое углеродистое топливо. [c.14] Жидкое топливо. Наиболее распространенным видом жидкого топлива является мазут — остаточный продукт нефтепереработки (табл. 1-1, 1-2). [c.14] В расчетах при определении поверхности нагрева змеевиков и расхода тепла на разогрев мазута удельная теплоемкость его можег быть принята равной 2 кДж/(кг-К), а теплопроводность 0,13 Вт/(м-К). Скрытая теплота сгорания мазута равна 170 -ь 250 кДж/кг. Оптимальный коэффициент расхода воздуха, необходимого для полного сгорания мазута, — а = 1, -ь1,2. При тонком распылении, хорошем смесеобразовании и благоприятных условиях в камере горения топки полное сгорание топлива достигается при а = 1,05-н1,1. [c.14] Горение топлива. Основным способом высвобождения химической энергии топлива является его сжигание, т. е. осуществление в камере горения топки процесса горения, и.меющего в своей основе одну или комплекс быстро протекающих экзотермических окислительно-восстановительных реакций горючего вещества с окислителем. [c.16] Термином горение в данной книге обозначается только процесс быстрого окисления топлива в высокотемпературной области. Это процесс, сложно сочетающий ряд химических и физических явлений в зоне протекания весьма резко падает концентрация исходных веществ топлива и окислителя, а также резко повышается концентрация продуктов горения и уровень температуры. [c.16] В топках осуществляется пламенное горение топлива. Пламя представляет собой комплекс одновременно идущих реакций, сопровождаемых явлениями тепло- и массообмена. Пламя может распространяться в пространстве с дозвуковой скоростью и сопровождаться видимым излучением. [c.16] Свойство пространственного распространения является очень важным, отличающим пламена от других реакций горения, и является результатом тесной связи между химическими, аэролина.мическнми и тепловыми процессами. [c.16] Химические процессы. Реакции окпсле1п1я протекают в соответствии с законами химической кинетики и сопровождаются выделением определенного количества теплоты, которое п прслоиределяет течение процесса. [c.16] При сжигании газового топлива протекают г о м о г е и н ы е реакции, так как топливо и окислитель находятся в одинаковом агрегатном состоянии и нет границы раздела фаз. При этих условиях лимитирующим фактором является только концентрация компонентов, так как реакции протекают при высоких температурах. [c.16] Для протекания реакции горения топлива необходимы молекулярное перемешивание горючих составляющих с кислородом, обеспечивающее нх контакт, организация воспламенения смеси и обеспечение условий распространения пламени и устойчивости горения. [c.17] Механизм горения водорода, окиси углерода и особенно углеводородов достаточно освещен в научно-технической литературе и здесь не рассматривается. [c.17] Расстоянгю, па которое сдвигается фронт пламени в единицу времени в заданном направлении относительно неподвижной горючей смеси, есть видимая скорость распространения пламени. Скорость распространения пламени по нормали к поверхности фронта горения есть нормальная скорость горения. Она зависит от природы газа, состава смеси, ее температуры и давления, от размеров и формы пламени и др. Нормальные скорости распространения пламени в газовоздушных смесях, полученные опытным путем, приведены в табл. 1-5. [c.18] Скорость распространения пламени является важнейшей характеристикой, определяющей условия протекания и стабильности горения. [c.18] В топках рассматриваемых конструкций пламенное сжигание газового или жидкого топлива происходит тогда, когда оно вносится газовоэдушным потоком и транспортируется через камеру горения топки во взвешенном состоянии. Пламенный процесс можно разделить на два вида спокойный и циклонный, где смесеобразование осуществляется в закрученном потоке газов. Видимое пламя представляет собой светящийся поток раскаленных газов. Пламя свободной струи имеет определенную геометрическую форму н должно быть соизмеримо с камерой горения топки. Несоответствие размеров приводит к снижению КПД топки, ухудшению стойкости материала футеровки, загрязнению окружающей среды из-за неполноты сгорания или неонравданно малых тепловых напряжений. [c.18] Горение жидкого топлива происходит только в газовой фазе и ему предшествует испарение топлива, смешение его с окислителем, прогрев горючей смеси до температур, обеспечивающих достаточную интенсивность химических реакций окисления. [c.19] Вернуться к основной статье