Камеры сгорания, перенос тепла

В сушильных установках обрабатываемый материал не находится в непосредственной близости от топки, как это имеет место в топках для различного рода варочных, дистилляционных и то(му подобных котлов. Поэтому температура в камере сгорания сушильной установки может быть значительно выше, чем температура в топках, в которых размещены аппараты, потребляющие тепло. Однако и в данном случае температура определяется свойствами высушиваемого материала и требованиями, диктуемыми качеством изделия. Некоторые виды сырья не переносят высокой температуры, так что приходится уменьшать температуру дымовых газов до тем- [c.252]

Камера сгорания. Камера сгорания служит для ограничения пламени и для увеличения переноса излучательной энергии к спою топлива. В США наиболее часто используются камеры со стенками, выложенными огнеупорными материалами. Однако в новых установках водоохлаждаемые стенки все в большей степени заменяют огнеупорные, так как в этом случае устраняются проблемы, связанные с износом огнеупоров при изменении температурного цикла печи. Кроме того, за счет теплопереноса к водоохлаждаемой стенке уменьшается объем газа, поступающего на обработку в систему контроля загрязнения воздуха. Файф и Бойер [22] делают вывод о том, что в печах с водоохлаждаемыми стенками для сжигания коммунальных отходов экономия средств, затрачиваемых на эксплуатацию огнеупорных материалов, на водяное охлаждение и на переработку большого объема газов, превышает расходы на большие первоначальные капиталовложения, когда производительность установок составляет свыше 300 т/сут, даже если нет рынка сбыта для выделяемого тепла. При меньшей производительности печей и при наличии рынка сбыта для выделяемой энергии экономия становится более весомой. Однако при использовании печей с водоохлаждаемыми стенками могут возникнуть серьезные проблемы, связанные с коррозией. Опыт эксплуатации установок для сжигания мусора в Европе [23, 24] показал, что поверхности труб вблизи колосниковой решетки и в пластинах перегревателя часто сильно корродируют и требуют замены всего после 1000 ч их эксплуатации. Часто основным виновником коррозии считается H I, выделяющийся в процессе сжигания хлорсодержащей пластмассы, однако на самом деле проблема это гораздо более сложная [10, 25]. В настоящее время полагают, что на скорость коррозии основное влияние оказывают высокие концентрации щелочных металлов, свинца и цинка в осадках на стенках труб печей, в которых сжигают мусор. Хотя мусор является топливом с низким содержанием серы, тем не менее сера имеет тенденцию накапливаться в осадках на стенках, увеличивая вероятность протекания щелочно-сульфатной коррозии. Данные табл.6.7 показывают, что эти осадки могут содержать вьюокие концентрации щелочных металлов, тяжелых металлов и серы. На рис.6.7 приведена диаграмма аналогичного распределения концентрации осадков на лопатках и корпусе вытяжного вентилятора установки для сжигания отходов, изображенной на рис.6.3. Кроме того, степень коррозии зависит от температуры металла, из которого изготовлены трубы, и от атмосферы печных газов (восстановительная или окислительная). Предполагается, что наиболее серьезные проблемы, связанные с коррозией, возникают при температурах металла, превышающих 480°С в окислительной среде, и при температурах порядка 360—370°С в восстановительной атмосфере. Ряд мер можно предпринять для уменьшения коррозии металлов, из которых изготовлены трубы. К ним относятся а) создание путем правильного размещения сопел для [c.233]

Тот факт, что коэф1фициенты1 теплообмена от поверхности в кипящую жидкость очень велики, делает этот про-цеос очень эффективным для охлаждения. Например, этот процесс попользуется ири регенеративном охлаждении стенок камер сгорания. ракет. При этом применении одно из топлив продувается вдоль стенки камеры сгорания. Обычно тепловой поток настолько велик, что локально температура насыщения жидкости превышена и образование пузырьков происходит рядом со стенкой. Однако внутри охладителя температура ниже, ч-ем температура испарения, и пузырьки разрушаются, как только они отделяются от поверхности и проникают внутрь жидкости. Этот процесс переноса тепла должен быть охарактеризован как вынужденно-конвективное локальное кипение. Он интенсивно изучался в последние годы. Если, например, вода продувается через трубку и если трубка нагревается снаружи, то тепловой поток на единицу площади стенки трубы подчиняется закону, показанному на рис. 12-12, который представляет результаты экспериментов Розенова и Кларка [Л. 241]. Сначала тепловой поток возрастает с увеличением разности между температурой стенки и всей температурой с той же скоростью, что и для вынужденного потока с испарением (линия Колберна). Однако как только происходит образование пузырьков на поверхности, увеличение теплового потока становится очень быстрым и требуемая температурная разность почти не зависит от величины теплового потока. В то же время найдено, что различные кривые, показанные на рисунке, зависят от величины температуры насыщения. Розенов и Кларк показали, что эти кривые можио свести в одну линию путем нанесения на график теплового потока на единицу площади, выраженного через разность между температурой стенки и температурой насыщения вместо температуры стенки минус объемная температура. [c.430]

Хотя приведенное выше описание является до некоторой степени упрощенным, в нем отражены существенные характеристики процесса стабилизации пламени телами илохообтекаемой формы. К ним относятся следующие характеристики 1) наличие зоны рециркуляции 2) размер зоны рециркуляции, а также температура, скорость и концентрация активных частиц в горячих газах в этой зоне должны быть такими, чтобы втекающая в эту зону свежая горючая смесь воспламенялась и реагировала настолько быстро, чтобы зона рециркуляции находилась в условиях, необходимых для последующего зажигания 3) распространение пламени, которое может быть инициировано в зоне рециркуляции 4) независимо от того, угаснет ли в зоне рециркуляции иламя до того, как распространится по всей смеси, или оно вообще не будет инициировано, химическая реакция и перенос количества движения, тепла и массы на границе горючей смеси и продуктов сгорания, вытекающих из зоны рециркуляции, должны быть такими, чтобы смесь воспламенялась ниже ио потоку, инициируя таким образом другое пламя, способное распространиться по всей камере сгорания 5) распространение пламен должно происходить так, чтобы не нарушался указанный выше механизм инициирования пламени очевидно, что проскок пламени будет нарушать этот механизм. [c.90]

С целью выяснения роли скорости реакции и процессов переноса количества движения, тепла и вещества при зажигании в Массачусетском технологическом институте приступили к осуществлению программы теоретических и экспериментальных работ для решения этой задачи. В связи с этой программой в данной работе представлены результаты исследования процесса развития горения в пограничном слое, непосредственно примыкающем к горячей поверхности. Эта поверхность не полностью погружается в поток горючей смеси, а является частью стенки камеры сгорания, так что указанные выше грудности, связанные с существованием следа за источником зажигания, полностью исключаются. Таким образом, теоретические и экспериментальные исследования можно проводить, используя одну и ту же модель, что позволяет непосредственно сопоставить результаты и критически оценить теорию зажигания. [c.134]

Для определения теплообмена в камерах сгорания обычно привлекается известный закон Стефана — Больцмана о тепловом излучении накаленных тел, находящихся в термодинамическом равновесии (количество излучаемой энергии пропорционально четвертой степени температуры). Основанием к этому служит тот экспериментально подтверждаемый факт, что перенос энергии на стенку от раскаленных продуктов сгорания топлива с высокой температурой (более 1000° С), при умеренных скоростях перемещения газов (не более 100 м/сек), в наибольшей мере осуществляется лучистым теплообменом. Несмотря на преимущественную роль лучистого переноса энергии, мoнiнo показать, что формирование температурного поля в потоке излучающей среды отвечает в основном конвективному переносу тепла, и критерий радиационного теплообмена стенки в основном зависит от радиационных свойств среды и стенки и сравнительно слабо зависит от температуры. [c.214]

Скорюсть поступающего в камеру сгорания воздуха понижается специальными экранами до 25-35 м/с, в результате чего создается вихревое движение, усиливающее турбулентность газового потока, а это резко повышает скорость сгорания топлива вследствие увеличения площади поверхности горения и скорости распространения фронта пламени за счет повышения скорости переноса тепла. [c.176]

В последнее время в СССР и за рубежом разработаны малогабаритные усзройства для интенсивного перемешивания компонентов, работающие по принципу генераторов колебаний при дозвуковых кqю -тях течения газа, основным достоинством которых является мелкодисперсное распыливание топлива при относительно малых затратах энфгии на эти процессы. К сожалению, в известных работах осноиюе внимание уделено интенсификации процессов переноса тепла и активных центров из области горения в свежую смесь и совершенно не рассмотрены вопросы связи колебаний, генерируемых форсунками, с устойчивостью процесса горения в камере. Известно [30], что обеспечение устойчивости процесса горения даже при стационарной подаче топлива является серьезной проблемой. Тем более неясно, как будет реагировать процесс горения на пульсирующую подачу топлива Вероятно, в некоторых случаях колебания расхода компонентов, подаваемых смесительными элементами, могут приводить к заметным колебаниям давления в камере сгорания. Какое воздействие окажут эти колебания на работу струйных генераторов топливных форсунок [c.244]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология