ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Распыление топлива из "Сжигание жидкого топлива в промышленных установках" Величина поверхности частиц топлива, омываемых воздухом и вступающих в реакцию с кислородом, имеет решающее значение для интенсивного и полного сгорания топлива. Величина активно реагирующей поверхности топлива определяется степенью и качеством его распыления, а также качеством смешения его с воздухом. Однородное и тонкое распыление топлива обязательно и является важным фактором подготовки топлива к сгоранию [4,5]. [c.28] Для тонкого, однородного распыления и хорошего смесеобразования, т. е. раздробления топлива на возможно большёе количество отдельных однородных капель и равномерного распределения этих капель в воздушном потоке зоны горения, служат форсунки. Все форсунки по способу распыления делятся на механические, паровоздушные (пневматические) высокого давления и воздушные (вентиляторные) низкого давления. [c.28] В механических форсунках топливо под значительным напором продавливается через отверстие-сопло, подвергаясь предварительно внут риканальному распаду, и затем размельчается под воздействием окружающей среды. В центробежных механических форсунках вихревое движение топлива способствует его распылению. [c.28] В паро-воздушных и воздушных форсунках распыление топлива происходит, главным образом, в результате взаимодействия распылителя и топлива, движущихся с разной скоростью. [c.28] Распыление — сложный комплекс, в основном, физико-механических процессов. Основные факторы, обусловливающие распыление, — внутриканальный распад при течении через проходное узкое сопло, механическое воздействие распылителя на струю топлива, разрушающее ее под влиянием сил трения, местное парообразование и вскипание под влиянием кавитации. [c.28] Кавитацией называется явление местного самопроизвольного вскипания жидкости и образования пузырьков или паро-газовых полостей. Явление кавитации может происходить при резком уменьшении давления, повышении температуры, или интенсивном вихреобразовании, когда разрежение образуется за счет резкого повышения скорости в отдельных местах потока. Кавитация ускоряет и облегчает распад жидкости. [c.28] Ульянов, учитывая явления кавитации, предложил для механических форсунок схему внутриканального распада при распылении топлива для различных перепадов давления [б]. [c.28] При малых перепадах давления струя жидкости имеет сравнительно небольшую волновую рябь и лишь на значительном расстоянии от устья форсунки начинает размельчаться под влиянием воздействия внешней среды. [c.29] При больших перепадах давления высокая частота пульсации потока вызывает мощную кавитацию, проникающую глубоко в толщу струи. В узком сечении струи внутри канала начинается разрушение сплошности потока. Распыление топлива происходит в канале сопла. Выходящие из сопла капли эмульсии представляют собой жидкие оболочки парогазовых пузырьков. [c.29] В центробежных механических форсунках (рис. 6) тангенциально входящий в камеру поток создает вращательное движение жидкости, складывающееся с поступательным ее движением по направлению к выходу из форсунки (см. гл. П). Внутри вихря происходит разрыв сплошности и образуется пространство, занятое парами и газами (см. рис. 6). Жидкость внутри выходного канала принимает форму полого цилиндра, а по выходе из канала — форму полого конуса. Вследствие пониженного давления внутри вихря, устанавливается сложное движение газов (воздуха) у стенок жидкостного слоя — по направлению к выходу, а внутри вихря — в обратном направлении, как это показано на рис. 6. Полый конус вытекающей жидкости образует пленку в виде тюльпана (рис. 7), довольно быстро распадающуюся на мелкие капли. При сравнительно малом давлении топлива в тюльпане появляется перешеек (см. рис. 7), однако при увеличении давления и соответственном увеличении центробежных сил перешеек в тюльпане иечезает и распад на капли начинается ближе к устью сопла. [c.29] Такая схема процесса распада струи жидкости дает представление о физической сущности явлений распыления, происходящих в механических струйных и центробежных форсунках. [c.29] Высокие давления топливной струи поряда 80—100 ати и выше применяют в двигателях внутреннего сгорания. [c.29] Рассмотрим явление дробления жидкости распылителем под влиянием сил трения. Для прямоструйного движения распылителя относительно топлива (паро-воздушные форсунки) или топлива относительно неподвижной газовой среды (механические форсунки) Л. К- Р мзин [7] предложил элементарную теорию распыления, основанную на законах физики. Для возможности дробления капли необходимо, чтобы давление движущейся окружающей среды (пар, воздух, газ) превысило действие поверхностного натяжения. [c.30] По Лапласу, для шаровой капли давление поверхностного натяжения, т. е. сопротивление разрушающим силам, равно . [c.30] Дробление капли происходит при превышении поверхностного натяжения силами давления окружающей среды, т. е. при р2 р - В момент достижения равенства ра = Р начнется дробление. [c.31] Поверхностное натяжение мазутов и смол имеет величину порядка 0,0024—0,0033 кг/м. С повышением температуры и понижением вязкости поверхностное натяжение уменьшается. Для вязких мазутов при температуре 80 С поверхностное натяжение можно принять равным 0,003 кг/м. [c.31] Поскольку удельный вес у кг м для каждого распылителя легко определить, а скорость т представляет функцию давления вытекающей среды и коэффициента скорости, величина радиуса капли для каждого случая может быть выражена как функция давления распылителя для паровоздушных форсунок или мазута для механических форсунок. [c.32] Распыление воздухом и паром, вследствие значительно большей скорости истечения распылителя, дает значительно меньший размер капли, чем в случае механического распыления. Для форсунок низкого давления при напоре дутья Я = 300 700 мм вод. ст. можно получить скорости распылителя порядка 70 100 м1сек. Для форсунок высокого давления скорости истечения приближаются к критическим (скорость звука) для сужающихся сопел и могут значительно превзойти критические скорости для расширяющихся сопел. Подогрев воздуха и перегрев пара увеличивают скорости истечения. [c.32] Вернуться к основной статье