Горелки с турбулентным потоком

В турбулентном пламени, как уже указывалось выше, часто такое положение пламени вблизи горелки не наблюдается. Наоборот, здесь существуют лишь локальные области, в которых максимальная скорость распространения пламени может превышать скорость поступления смеси поэтому точка, в которой находится пламя, также перемещается по мере перемещения этих локальных областей малой скорости в турбулентном потоке. Это наглядно видно из скоростных снимков пламени, например, опубликованных в литературе [44]. Кроме того, во всех случаях фронты пламени должны перемещаться в турбулентной смеси с максимальной скоростью распространения пламени предварительно приготовленной смеси, что ведет к вытягиванию и растеканию пламени. Если пламя уже не находит достаточно больших областей, в которых оно может поглощать поступающий поток и не гаснуть, то произойдет его погасание, если только оно не будет поддерживаться при помощи пилотной горелки или других источников энергии. [c.328]

В кольцевой вращающейся струе воздуха, которая реализуется в горелках турбулентного типа, возникает зона обратных токов. Размеры зоны определяются тангенциальной составляющей скорости закрученного потока. Это позволило прежде всего резко улучшить условия непрерывного поджигания вводимого топлива за счет подвода части раскаленных продуктов сгорания к корню топливного факела. Кроме того, [c.131]

Часть горючей смеси до выхода из устья газовой горелки ответвляется через небольшие отверстия в кольцевое пространство, благодаря чему по периферии основного потока получается кольцо спокойного пламени, не отрывающегося при повышении нагрузки горелки. Практика показывает, что такое кольцевое пламя является надежным очагом, поджигающим основной поток газовоздушной смеси, независимо от степени турбулентности потока. [c.63]

Не следует упускать из виду, что принцип ламинарного горения, осуществляемый в горелках атмосферного типа, получил распространение только в коммунально-бытовой и лабораторной практике. В промышленности сжигание газовоздушных смесей осуществляется, как правило, в турбулентном потоке. Этот процесс называют обычно турбулентным горением. Следует, однако, учитывать, что не только турбулентное горение в целом, но и отдельные процессы, составляющие это сложное явление, недостаточно еще изучены. Не изучен характер движения отдельных объемов газа в турбулентном потоке, неизвестна количественная связь между размерами этих объемов, скоростями их. движения и временем их существования. Состояние теории турбулентности потока не позволяет разработать на ее основе инженерные методы расчета. В противоположность этому результаты экспериментальных наблюдений, дающие правильное представление о физической картине явления, используются широко и без них не обходится в настоящее время ни одно практическое мероприятие, связанное с турбулентными течениями. [c.29]

В прямоточных горелках обычно газ раздается мелкими струями под углом р ==5 90° к потоку воздуха. При этом струи газа направляются от периферии к центру или из центра к периферии. В горелках этого типа происходит диффузионное горение чаще всего в турбулентном потоке. [c.15]

Распространение пламени в турбулентном потоке рассмотрено в ряде работ [Л. 18, 40, 41, 46, 55, 76]. Особенно сложны вопросы распространения пламени в топочной камере, когда взаимодействуют потоки, выдаваемые несколькими горелками. [c.42]

Введенные выше определения можно использовать в произвольном, в том числе и неоднородном, турбулентном потоке. В этом случае величина U(l) будет зависеть от / их Следует лишь учесть, что при анализе горения в ограниченном потоке существует некоторый максимально возможный масштаб возмущений пламени/. -Например, при горении в трубе диаметром г/имеем =с /2. Аналогично, в бунзеновской горелке получаем Lm -dl2, d - диаметр горелки (пламя не может проникнуть за границы струи горючей смеси, а характерный размер этой струи порядка d). Поэто-му формула (6.24) приобретает вид Uf = ( (L ). Отметим также, что если К 1, то на фронте пламени нет искривлений с масштабом меньше и поэтому из формулы (6.22) получаем оценку /(/g. .) Таким образом, из (6.22), (6.24) имеем [c.233]

Причина отрыва пламени от устья горелки, приводящая к ее затуханию, заключается в том, что скорость течения газовоздушной смеси превышает обратную скорость распространения пламени. Отрыв факела чаще наблюдается при кинетическом принципе сжигания природного газа — при предварительном смешении его с воздухом, — в особенности в турбулентном потоке. При диффузионном же принципе сжигания, применяемом во вращающихся печах, устойчивость турбулентного пламени значительно выше, даже если предварительно подмешать к природному газу 40—60% воздуха. [c.74]

В качестве такой экспериментальной установки была построена в 1936 г. небольшая установка в Ленинградском химико-технологическом институте, где были проведены научно-исследовательские работы [20]. Установлено, что при выпарке растворов, дающих солеобразование, необходимо повышать режим истечения газа из горелки до критического, так как при турбулентном потоке газа можно избежать отложения солей у выходного отверстия (сопла) горелки. [c.77]

Таким образом, при моделировании процесса гомогенного пиролиза могут быть использованы принципы, применяемые при моделировании процессов горения в горелках турбулентного типа, в которых совершается закручивание потоков. По мнению Сполдинга, массообмен в таких процессах может быть выражен как функция критериев переноса, Шмидта и Рейнольдса. При этом автор отмечает, что срыв горения, т. е. переход стабилизованного пламени к неустойчивому, означает несоответствие скоростей горения и перемешивания. Аналогичная закономерность наблюдалась нами при гомогенном пиролизе, когда степень превращения была в прямой и очевидной зависимости от скоростей и полноты перемешивания теплоносителя и сырья. [c.46]

ГОРЕЛКИ С ТУРБУЛЕНТНЫМ ПОТОКОМ [c.35]

Рассмотренные выше методы являются методами измерения скорости горения в ламинарных потоках при измерениях скорости горения в турбулентных потоках применяются аналогичные методы. При наличии турбулентности в газовой смеси фронт пламени искривляется и, кроме того, непрерывно беспорядочно колеблется. Следовательно, понятие скорости горения в этом случае относится к усредненному фронту пламени. В лабораторных условиях горение в турбулентных потоках трудно наблюдать, если горение происходит не в горелке. Именно поэтому горелку и применяют в этом случае. На правом снимке рис. 6.10 показана одна из мгновенных фотографий пламени в турбулентном потоке горедки. При использовании методов измерений скорости горения по углу наклона пламени и по площади фронта пламени необходимо определить усредненную по времени и пространству поверхность фронта пламени, имеющего неоднородность, аналогично показанной на рисунке. При фотографировании пламени горелки в турбулентном потоке с большой выдержкой получаем снимок усредненного фронта пламени, как показано на левом снимке рис. 6.10, неоднородности которого размыты из-за многократного наложения мгновенных изображений фронта пламени. В одном из методов [20] используется для расчетов поверхность, средняя между внешней и внутренней границами размытого изображения пламени. Однако вопрос о том, является ли правильным выбор этой поверхности в качестве усредненной — остается невыяснен. Такой метод приводит к большим индивидуальным ошибкам при измерении, и повторяемость результатов крайне низка. Взамен этого метода [c.125]

Если газовоздушная смесь горит при неподвижном фронте, что имеет место при ее истечении из трубки, то сущность явления остается такой же, как и в случае горения неподвижной смеси. Однако в зависимости от величин диаметра кратера горелки и скорости истечения газовоздушной смеси из этого отверстия различают горение в ламинарном и турбулентном потоке. [c.37]

Можно считать, что интенсификация процессов перемешивания в газовых горелках производится двумя путями дроблением потоков большого размера на более мелкие (переход к струям) и повышением масштаба и интенсивности турбулентности потоков (переход к закрученным потокам). [c.15]

Немедленно при выходе потока из турбулентной форсунки во внезапно расширенный объем топочной камеры возникает раскрутка этих потоков, что ухудшает условия далыте.й-шего смесеобразования очень скоро направленные под разными углами друг к другу струи первичного и вторичного потоков сглаживаются в одном и том же направлении, перестают атаковать друг друга и дальше уже мирно сопутствуют друг другу, продолжая" вяло перемешиваться лиШь за счет общей турбулентности потока. Поэтому для более полного первичного смесеобразования, если такое желательно по самому замыслу процесса, значительную роль может играть хорошо спрофилированная амбразура горелки, когда эта горелка достаточно отодвинута назад (от топки). В этом случае сама амбразура, в которой продолжается движение закрученных потоков, начинает играть роль смесительной камеры, причем первичное смесеобразование в ней практически завершается. В горелках обычного типа воздействие на первичную, корневую зону с.ме-шения производится за счет изменения соотношений в количествах первичного и вторичного воздуха, для чего достаточно обеспечить возможность дросселирования одной из двух веток, идущих от общего источника (вентилятора) первичного или вторичного воздуха, что, вообще говоря, осуществимо как до нх ввода в горелочную систему, так и в самой горелке. Диапазон возможной регулировки расширяется, если крохме воздействия на количественные соотношения, иначе говоря, на соотношения выходных скоростей вторичного и первичного воздуха, в горелках предусмотрена возможность изменения углов встречи этих двух потоков. Последнее мероприятие Применяется редко, так как вызывает, как уже указывалось, лишнее увеличение сопротивления системы. Распространенные типы турбулентных горелок приведены на фиг. 16-3—16-5. [c.166]

На рис. 91 показана печь для дожигания ПГО-го [286]. ПГО через штуцер 4 поступают в теплообменник 3, где нагреваются до температуры воспламенения, и далее через спиральный распределитель 1 — в зону горения. В зоне горения установлены горелки 2, создающие короткое компактное цилиндрической формы пламя внутри корпуса. Для обеспечения полного сгорания горючих компонентов требуется сочетание определенной продолжительности пребывания ПГО в печи, температуры и турбулентности потока. [c.100]

Перед нами стояла задача разработать конструкцию высокопроизводительного отдельного элемента (горелки) для работы в условиях турбулентного потока исходной смеси и изучить возможность одновременного участия в процессе нескольких одинаковых эле-ме1 тов. [c.148]

С переходом от ламинарного режима течения потоков к турбулентному изменяется и относительная длина пламени, равная отношению осевой скорости потока к скорости диффузии. Если при ламинарном режиме движения относительная длина факела возрастает с увеличением нагрузки горелки, то при переходе к турбулентному режиму, в некоторых границах, она постоянна. Длина диффузионного факела в турбулентном потоке не зависит от его скорости, а зависит от химического состава газа, его физических свойств и особенностей перемешивания. Газы с высокой теплотой сгорания образуют более длинный факел. [c.62]

Все, что обеспечивает более быстрое и полное взаимодействие воздуха с топливом, ведет к уменьшению дымообразования. К этому выводу приводит изучение образования и уничтожения копоти в пламени бунзеновской горелки [104], в которой мелко дисперсная копоть лучше сгорает. Дополнительная подача воздуха мало действует на маленькое пламя и оказывает значительное влияние на сильное. Бутан при горении дает большое коптящее нламя, если поток газов струйный, но нужное пламя может быть получено нри увеличении аэрации, достигаемой при подаче газов в турбулентном потоке. [c.482]

Метан и кислород предварительно подогреваются до 450 °С и с достаточно большой скоростью для обеспечения турбулентности потока (120—140 м1сек) через камеру смешения поступают в горелку, состоящую из керамического распределительного блока, в [c.113]

Однако стабильное пламя можно сохранить и при большой интенсивности работы горелки (турбулентное движение потока горючей смеси). В этих целях могут быть использованы различные технические приемы (рис. П-И, д — к). Так, при не аэродинамической форме горелки значительно тормозится поток (рис. П-11, д), вследствие чего образуется зона спокойного горения смеси с размещением пламенп по ее краям (обратный конус). Другой, более часто используемый прием — созданпе стабильного пламени во вторичном потоке у края горелки (рис. П-11, е) или в ее центре (рис. П-11, ж). Применяют его, например, при установлении метанокислородного пламени в реакторе для парциального окисления метана в ацетилен. В этом случае параллельно с метано-кислородной смесью, поступающей по осп горелки, подается кислород — скорость горения увеличивается, а скорость потока в зоне пламени становится умеренной. Возможно также введение кислорода перпендикулярно оси горелки с образованием диффузионного пилотного пламени, являющегося стабилизатором. [c.88]

Если в нагревателе установлена одна горелка в центре днища, может оказаться, что комбинация моделей перемешанного потока и стержневого течеиия позволит получть более надежные результаты. Вблизи горелки турбулентное перемешивание и внутренняя циркуляция между пламенем и тeпкa н камеры обеспечивают область с хорошим перемешиванием газов. В этой области может быть использована модель перемешанпого потока. Длина области хорошего перемешивания может быть оценена по информации о длине пламени и структуре потока внутри камеры. Далее по потоку может быть использована модель стрежневого течения. [c.118]

Таким образом, имеется такая область протекания процесса горения—ее принято называть диффузионной, — в которой существенными и решающими для скорости процесса становятся физические факторы, как, например, характер течения газо-воздушного потока, распределение скоростей, концентраций и температур в этом потоке, форма и размеры обтекаемых тел (камеры, горелки и т. п.), характер общей и местной турбулентности потока, соотношения между молекулярной и молярной (турбулентной) диффузией, перераспределение тепла внутри потока (особенно в зоне горения), а также между потоком и внешней средой (теплообмен, вызванный неадиабатич-ностью системы). Не говоря о некотором, еще возможном воздействии кинетических факторов, чисто физическая картина процесса становится столь сложной, что задача не может получить общего решения либо не удается составить замкнутую систему дифференциальных уравнений с четким определением граничных условий, либо при наличии такой системы уравнений их не удается проинтегрировать без грубых упрощений, не отвечающих истинному ходу процесса. [c.65]

Распространение пламени при сжигании газообразного топлива имеет весьма большое практическое, мачение. Газовые горелки промышленных котлоагрегатов выдак турбулентный поток. [c.41]

В потоке горючей смеси, входящей в пламя со скоростью, равной скорости его распространения, должен установиться стационарный фронт пламенп. Однако в действитольностп одного этого условия оказывается еще. недостаточно, ибо самые малые местные колебания скорости потока или скорости раснространения пламени, например вследствие искривлений его поверхности, могут привести к нарушению равновесия п смещению фронта пламени. Поэтому для установления стационарного пламени необходимы дополнительные условия, обеспечивающие его стабильность. Стабилизация пламен в ламинарных и турбулентных потоках, представляющая особый технический интерес, по существу всегда основана на создании фиксированного источника ненрерывного поджигания горючей смеси продуктами ее сгорания — например, в кольцевом пространстве, отделяющем конус пламени от края горелки, или в зоне рециркуляции за плохо обтекаемым телом, номещепным в потоке горючей смеси. [c.166]

Для турбулентных пламен горелки турбулентные характеристики потока изменяются с высотой над срезом горелки — в частности, относительная интенсивность турбулентности (м7й) переходит через максимум (12%) на высоте, равной восьми диаметрам горелки 155]. Относительная интенсивность турбулентности, создаваемой турбулизирующими решетками, падает с удалением от них, что соответствует на рис. 192 возрастанию обратной величины й1а, а масштаб возрастает (на рис. 192 отнесен к размеру ячейки им так же, как расстояние от решетки х М) [31]. Общий закон затухания интенсивности турбулептности для начального участка кривых рис. 192 описывается уравнением [c.259]

Получение ультрафосфорной кислоты по методу фирмы Armour and o. показано на рис. 18. Фосфорная кислота насосом подается из сборника сырья 4 в нижнюю часть выпарного аппарата 7. Подача сырья регулируется автоматическим регулятором, связанным с диа-фрагменным клапаном. Топливо (пропан) и воздух смешиваются в горелке 1 и сгорают в камере сгорания 2. Горячие газы через погружную трубу 3 попадают в нижнюю часть выпарного аппарата 7. Часть кислоты, захваченная турбулентным потоком газов, отделяется от газового потока в верхней части выпарного аппарата, другая — в сепараторе 10. Отделившиеся в сепараторе 10 капельки кислоты стекают в сборник 9. Сюда же по перетоку с водяной рубашкой 8 стекает упаренная кислота из выпарного аппарата 7. Из сепаратора 10 газы перед выбросом в атмосферу попадают в скруббер 11 [136]. [c.387]

Поскольку процесс протекает в автотермическом режиме, для поддержания температуры 1500°С, необходимой для разложения метана, соотношение начальных объемов СН4 и Оа должно составлять 100 (60 4-65), что находится вне пределов взрываемости этих смесей. Опасные концентрации могут возникнуть лишь во время смешения, проводимого при достаточно высокой скорости и турбулентности потока газов. Само горение метана характеризуется некоторым периодом индукции, длительность которого зависит от температуры и давления. Для метанокислородных смесей указанного выше состава при атмосферном давлении и 600 °С период индукции составляет ж 2 с, что ограничивает время от смешения предварительно подогретых газов до их попадания в горелки, где происходит самовоспламенение смеси. Скорость течения газа в сопле горелки ( 100 м/с) должна быть выше скорости распространения пламени, чтобы возникшее пламя не распространялось, в обратном [c.80]

Свариваемые кромки должны быть очищены от окалины, грязи и обезжирены ацетоном или спиртом. Количество подаваемого для защиты дуги аргона устанавливается опытным путем. Увеличение скорости подачи аргона свыше оптимальной не только не улучшает, но даже у дшает защитную атмосферу, так как при этом в сопле возникает турбулентный поток, вызывающий на выходе смешивание аргона с воздухом, количество расходуемого аргона определяется диаметром сопла горелки и его расстоянием от поверхности свариваемого изделия и должно быть в пределах 8-20 л/мин. [c.10]

В топочных устройствах в большинстве случаев пламя распространяется в турбулентном потоке, причем турбулентность может быть увеличена при помощи завихривающих вставок в газовых горелках. Поток воздуха (или газа), проходя через такой завихритель, закручивается и принимает характер циклонного или вихреобразного движения. В циклонных камерах благодаря преимуществам закрученного потока обеспечиваются очень хорошее смесеобразование и большая интенсивность горения факела. [c.49]

Турбулентность потока изменяли при помощи турбулизиру-ющих решеток (рис. 1), которые устанавливались внутри горелки на разных расстояниях от ее торца. [c.49]

Устойчивость горения является существенным фактором при проектировании газогорелочных устройств. В практике сжигания газовоздушных смесей часто приходится сталкиваться с нарушениями устойчивой работы горелок, вызываемыми либо отрывом пламени от насадка горелки, либо проскоком пламени в ее смесительную часть, поэтому нри конструировании газогоре-лочного устройства необходимо заранее рассчитать, в какой зоне оно будет работать устойчиво. Устойчивость пламени в турбулентном потоке, который имеет место во всех промышленных горелках, достигается применением искусственной стабилизации. [c.111]

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]

СМешейия, проводимого при достаточно высокой скорости и турбулентности потока газов. Само горение метана характеризуется некоторым периодом индукции, длительность которого зависит от температуры и давления. Для метано-кислородных смесей указанного выше состава при I кгс/см (0,098 МПа) и 600 °С период индукции составляет 2 с, что ограничивает время от смешивания предварительно подогретых газов до их попадания в горелки, где происходит самовоспламенение смеси. В сопле горелки скорость течения газа (ж 100 м/с) должна быть выше скорости распространения пламени, чтобы возникшее пламя не распространялось в обратном направлении. В то же время при устойчивом режиме горения скорость газа не должна быть выше скорости гашения пламени —чтобы оно не отрывалось от горелки. При турбулентном потоке стабильному горению способствует подвод дополнительного количества кислорода в зону горения (так называемый стабилизирующий кислород), а также многосопловые устройства с множеством факелов горения, стабилизирующих друг друга. [c.104]

По Д. А. Франк-Каменецкому, при смесеобразовании за счет турбулентной диффузии скорость горения равна пульсационной скорости, т. е. пропорциональна скорости потока. Это значит, что длина диффузионного факела в турбулентном потоке перестает зависеть от скорости потока — от нагрузки горелки и нормальной скорости распространения пламени. [c.46]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология