ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Возникновение колебаний в пылеугольных топках из "Вибрационное горение" По мере форсирования различного рода промышленных топок становится все более вероятным возбуждение в них колебаний, связанных с вибрационным горением. Как уже говорилось во введении, в некоторых случаях эти колебания являются полезными и конструктор стремится вызвать их соответствующими мерами, В других случаях возникновение вибрационного горения крайне нежелательно и появление таких режимов при работе топки вызывает повреждения конструкции, преждевременный выход из строя отдельных устройств и т. II. [c.459] В последнее время В. В. Соловьев наблюдал и описал вибрационное горение в топке, работавшей на пыли каменных и бурых углей ), причем эти колебания были локализованы в предтопке, который будет ниже называться камерой сгорания. В. В. Соловьев указывает, что при эксплуатации высоконапряженных камер сгорания возникали вибрации, сопровождавшиеся сильным шумом и значительными колебаниями давления. Описываемые ниже опыты были поставлены упомянутым автором. [c.459] При анализе описываемого процесса надо учесть, что горение происходит у закрытого конца, т. е. в сечениях, где наблюдаются большие амплитуды колебаний давления и сравнительно малые колебания скорости течения. Если акустические колебания приводят, в результате действия некоторого механизма обратной связи, к колебаниям тепловыделения, то диаграмма границ устойчивости будет иметь характер, иредставленный в левой части рис. 28. Вектор У, показанный на этой диаграмме, будет в рассматриваемом случае представлять колебательную составляющую тепловыделения (напомним, что на диаграммах изображенного типа вектор колебания давления направляется по оси х, а вектор колебания скорости по оси р). Если в системе существует механизм обратной связи, обусловливающий появление колебательной составляющей у тепловыделения, то, чтобы такое возмущение тепловыделения было способно возбудить акустические колебания, необходимо, чтобы относительная величина этого возмущения превосходила некоторую минимальную величину (окружность границы устойчивости пе касается оси у) и, кроме того, была приблизительно в фазе с давлением (упомянутая окружность лежит в области положительных значений х симметрично относительно этой оси). [c.463] К изучению возможного механизма обратной связи. Выше, в 35, уже говорилось, что вследствие сравнительно малого напора, под которым подается первичный воздух с пылью и вторичный воздух, колебания давления в верхней части камеры сгорания могут вызывать периодические колебания в нодаче горючего и воздуха. Это дает возможность реализоваться механизму обратной связи, имеющему в основе смесеобразование. [c.464] Пыль подавалась в камеру сгорания первичным воздухом под давлением 200—250 мм ст., а остальной воздух — под давлением 100—150 мм вод. ст. Как видно из рис. 107, колебания давления у закрытого конца трубы (у горелки) имели порядок 125 мм вод. ст. Следовательно, в моменты наибольшего повышения давления подача воздуха должна была почти полностью прекращаться, а подача пыли тормозиться заметным образом. Если предположить, что сгорание топлива происходит мгновенно, сразу после попадания его в камеру сгорания, то повышению давления в камере будет соответствовать уменьшение теплоподвода. Следовательно, возбуждение колебаний оказывается невозможным. В описанной схеме явления не учтено чрезвычайно важное обстоятельство поскольку топливо воспламеняется не мгновенно, фазовое соотношение между колебаниями давления и тепловыделения может измениться. Кроме того, возможен фазовый сдвиг между возмущениел давления и подачей топлива вследствие отклонения колебаний подачи пыли от квазистациопарной схемы, принятой в приведенном простейшем рассуждении. [c.464] ВИДНО ИЗ схематического чертежа камеры сгорания на рис. 105, поступают независимо от пыли. Следовательно, горению должен предшествовать процесс перемешивания пыли с воздухом, который тоже требует известного времени. Данное здесь качественное описание процесса воспламенения пыли показывает, что задержка воспламенения является совершенно неизбежной и ее величина не может быть пренебрежимо малой. Это может, при известных условиях, привести к совпадению фаз колебаний давления и тепловыделения, т, е, к самовозбуждению системы. [c.465] При обсуждении в конце гл. IX влияния растянутости зоны горения на вероятность самовозбуждения акустических колебаний было установлено, что чем более протяженна (в направлении оси трубы) зона горения, тем менее вероятно возбуждение колебаний. Следовательно, фактором, сиособствуюш,им возникновению акустических колебаний, является сравнительно узкая локализация зоны интенсивного горения процесс сгорания должен происходить бурно в довольно узком фронте горения. В рассматриваемом случае фактором, способствующим интенсивному тенловыделению вверху камеры сгорания, является, в частности, превышение напора, под которым подается пыль, по сравнению с напором, под которым подается остальной воздух. Тогда после прохождения давления через максимум первой в камеру сгорания устремляется пыль, она начинает подогреваться и газифицироваться и уже подготовленная для воспламенения смешивается с остальным воздухом. Это должно сопровождаться бурной реакцией в сравнительно узкой (по длине трубы) зоне. [c.465] Укорочение зоны интенсивного теплоподвода будет происходить также при использовании горючих, богатых летучими — газообразными веществами, выделяющимися при нагреве топлива и представляющими легко воспламеняющуюся часть топлива. Основная масса летучих , а также мелкие фракции пыли должны сгорать в сравнительно короткой зоне, в малом отдалении от горелки. Поэтому использование быстро воспламеняющихся горючих также должно способствовать возможности возникновения вибрационного горения. [c.465] Вернуться к основной статье