Сажистые частицы пламени

Светящееся сажистое пламя обладает весьма сложным спектром излучения, в котором относительное спектральное распределение интенсивности существенно изменяется также в зависимости от температуры пламени и состава продуктов сгорания. По мере удаления от горелки, т.е. на разных стадиях выгорания факела, изменяется соотношение между спектральными интенсивностями излучения газов и твердых сажистых частиц. Относительная роль газового излучения заметно возрастает по ходу выгорания факела как за счет увеличения собственной степени черноты трехатомных газов е,, так и вследствие снижения степени черноты сажистого излучения бс. [c.19]

Первопричиной лучистого теплового потока является факел горящего топлива. Излучают в факеле раскаленные частицы углерода (сажи). Излучение от трех атомных газов или газов с большей атомной массой можно не учитывать в связи с незначительностью его доли в лучистом потоке. В связи с этим интерес представляет сажистое светящееся пламя, образующееся на определенных стадиях горения топлива в цилиндре. Обычно размер сажистых частиц не превосходит 0,1 мкм, при их плотности —10 см . [c.68]

При этих условиях углеводороды, нагревающиеся за счет излучения рабочего простраиства печи, частично разлагаются с выделением сажистого углерода, который постепенно сгорает в объеме печи, повышая светимость пламени. В то же время горючие газы (СО, Н2) при быстром смешении сго рают вблизи горелки, обеспечивая высокую температуру горения. Замедленный характер выгорания сажистого углерода и более крупных углеродистых частиц объясняется, в частности, тем, что факел, обладая известным запасом кинетической энергии, подса-сывает о к-ружающие продукты горения, которые, обедняя смесь в отношении содерл<ания кислорода, делают ее менее окислительной. Чем меньше коэффициент расхода воздуха, при котором горелка обеспечивает полноту горения газообразных составляющих пламени, тем большую светимость будет иметь пламя, тем эффективнее будет работать печь. [c.287]

Светящееся (сажистое) пламя образуется при сжигании жидких ТОПЛИВ И газа. Излучение такого пламени складывается из излучения трехатомных газов и мельчайших частиц сажистого углерода. [c.15]

При пламенном анализе нефтепродуктов проблема фона приобретает особо важное значение. Это объясняется тем, что анализируемый образец (сама проба и растворитель) оказывает существенное влияние на состав и характер пламени, изменяя отношение С/О. Заметная часть пробы с тяжелой основой служит источником образования сажистых частиц, рассеивающих свет. Отрицательное последствие от этого процесса усугубляется значительным различием нефтепродуктов по вязкости, в результате чего также изменяются состав пламени и отношение С/О. Интенсивность рассеивания падающего излучения достаточно мелкими частицами (размером примерно на порядок меньше длины волн падающего излучения) в соответствии с законом Рэлея обратно пропорциональна четвертой степени длины волны измеряемой линии. Поэтому с уменьшением длины волны аналитической линии отрицательное влияние рассеяния излучения резко возрастает. При этом особенно ухудшаются аналитические характеристики при использовании резонансных линий с длиной волны около 200 нм (РЬ 217,0 нм Sb 206,8 нм As 197,2 нм As 193,7 нм Se 196,1 нм). При введении в воздушно-ацетиленовое пламя водного раствора, содержащего мелкодисперсные твердые частицы, кажущаяся абсорбция на длине волны резонансной линии никеля 232,0 нм состав- [c.129]

Водородное пламя почти невидимо при дневном свете, но его видимость улучшается в присутств ии влаги или примесей в воздухе. Водородное пламя легко видимо в темноте. Крупное водородное пламя легко различимо днем ввиду конвективных тепловых волн , видимых в воздухе на близком расстоянии. Небольшое водородное пламя трудно различить, поэтому требуется ряд мер предосторожности, чтобы обезопасить персонал и оборудование. Метановое пламя, хотя и является чисто горящим, имеет желтоватый цвет и вполне видимо в воздухе. Бензиновое пламя похоже на метановое, но содержит больше сажистых частиц. [c.623]

После голубого конуса над горелкой (рис. 9-3) имеет место ламинарная струя, имеющая пламенную оболочку (фронт воспламенения), через которую из окружающего воздуха диффундируют молекулы кислорода, осуществляя подачу вторичного воздуха. Пламя может быть прозрачным или светящимся светимость пламени придают частицы дисперсного углерода, выделяющиеся при крекинге углеводородов. Размер сажистых частиц очень мал — 0,1—0,3 ж/с, а число их очень велико-порядка 1 10 в 1 см . [c.108]

Обычно светящееся пламя образуется при сжигании жидкого топлива или угольной пыли. Чем выше соотношение С/Н в исходном жидком топливе и чем ниже его испаряемость, характеризуемая температурой кипения, тем более склонно данное топливо к сажеоб-разованию. Кроме сажистых частиц, в мазутном пламени могут содержаться коксовые частицы, образующиеся в результате крекинга крупных капель распыленного топлива. Газовые пламена могут быть светящимися при недостатке воздуха нлн прп плохом перемешивании углеводородного газа с воздухом в корне факела. Крекинг углеводородов происходит лишь при достаточно большом поперечном сечении горящей струи если это условие не соблюдается, происходит так называемая аэрация пламени за счет диффузии окислителя с поверхности факела в центральную (сердцевинную) часть струи. [c.56]

Известно, что светимость пламени придают частицы дисперсного углерода, выделяющиеся при крекинге углеводородов. Размер сажистых частиц очень мал (0,1—0,3 мкм), а число их очень велико —порядка 1 10 в 1 см . Но из описанного хода реакции горения метана видно, что при подводе к корню факела и достаточно хорошем смесеобразовании в пламени отсутствуют раскаленные частицы углерода (сажи), благодаря чему плам,я будет полупрозрачным с лиловато-сине-ватой окраской, характерной для горения водорода (фиолетовое пламя) и окиси углерода (синеватое пламя). [c.47]

Между этими двумя крайними случаями могут быть и различные промежуточные случаи, когда пламя является полусветящимся, в той или иной степени приближающимся к светящемуся сажистому пламени. При снижении коэффициента избытка воздуха ниже определенного предела, который для каждой конкретной установки может быть различным, начинается образование сажи. Горение предварительно подготовленной однородной метано-воздушной смеси практически происходит без образования сажи при стехиометрическом ее составе или даже при небольшом недостатке воздуха. Однако это относится к смесям метана с воздухом, имеющим невысокий подогрев. Если используется воздух, нагретый до 600 С и выше, или воздух, обогащенный кислородом, может происходить образование сажевых частиц и при хорошей предварительной подготовке газовоздушной смеси. [c.27]

В рабочем пространстве топок и печей не всегда движутся только продукты полного сгорания очень часто в нем находится пламя, которое может быть бесцветным и светящимся, причем светимость определяется наличием в нем дисперсного сажистого углерода, получающегося при разложении углеводородных соединений. Эти частицы имеют размеры порядка 0,2 мк (что соизмеримо с длинами волн видимого светового излучения) и в 1 см содержатся десятки и сотни миллионов частиц. Если ярко светящийся факел, имеющий высокую температуру, внезапно заморозить , то сажистый несгоревший углерод можно собрать, взвесить и измерить. Помимо сажистого углерода, в пламени могут быть взвешены частицы угольной пыли и летучей золы, имеющие размеры от 10 до 1 ООО мк. [c.160]

Поглощение, вызываемое несгоревшими углеводородами, а также рассеивание света сажистыми частицами можно устранить, используя окислительное пламя (при работе с бедной горючей смесью). С этой целью горелка для сожжения органических растворов должна, быть снабжена устройством для подачи к пламени дополнительного окислителя без увеличения скорости всасывания образца. Но этот прием дает положительный эффект до определенного предела. При значительном обеднении смеси фон пламени может опять возрасти (рис. 17). На СФМ 1Ь = 453 измеряли поглощение излучения ЛПК ацетилено-воз-душным пламенем с чистым растворителем на длине волны резонансных линий ряда элементов. Давление воздуха во всех [c.131]

В факеле энерготехнологических агрегатов излучающими и поглощающими компонентами могут быть газообразные продукты сгорания (в основном это СО и Н,0), а также сажистые частицы и частицы пыли. При оценке радиационных характеристик факела ифают роль и радиационные характеристики нафеваемых и расплавляемых материалов и футеровки печи [6.1]. В случае динасовой и шамотной футеровки большая спекфальная степень черноты кладки смещается в сторону более длинных волн (см. рис. 6.29). В этом случае несветящееся пламя с излучающими компонентами (в основном в виде СО и Нр) работает менее эффективно, чем при серой кладке. Для светящегося пламени, наоборот, такой вид кладки более эффективен [6.1]. Светящие- [c.539]

Термин пламя часто, но неправильно, применяют к очень горячим, прозрачным и почти невидимым газам. Однако пламена всегда светящиеся. Если пламя охлаждается так, что оно уже перестает светиться, то оно превращается в дым. Свечение пламени обусловлено раскаленными сажистыми частицами. В пламенах, образующихся при сжигании твердого топлива, свечение создается раскаленными частицами золы. В зависимости от количества и размеров твердых частиц излучательная способность пламени лежит в пределах между излучательной способностью прозрачных газов и величиной 0,95, как установлено Тринксом и Келлером . Такая высокая излучательная способность наблюдается лишь на коротком отрезке длины пламени, как показано на рис. 44, на котором представлено характерное соотношение между расстоянием от горелки и излучательной способностью пламени. По выходе из горелки топливовоздушной смеси требуется время для достижения температуры, при которой углеводороды разлагаются, и для достижения образующимися сажистыми частицами температуры горячих газов. По мере распространения пламени образование новых сажистых частиц и сгорание ранее образовавшихся частиц взаимно уравновешивается. На коротком расстоянии за этой точкой новых сажистых частиц не образуется, а ранее образовавшиеся сажистые частицы сгорают. Инженеры-печники обычно хотят, чтобы огонь погас, когда продукты сгорания входят в вытяжную трубу или [c.50]

Расчет излучения от взвешенных частиц необходим при анализе излучения от пылеугольного или нефтяного пламен, от порошкообразных частичек в пламени и от пламен, светящихся в результате содержания сажистого углерода, выделяющегося при термическом разложении углеводородов. Пылеугольное пламя содержит частицы размером от 0,25 мм и меньше при среднем размере порядка 0,025 мм (25 мк) состав частиц колеблет-ся они могут состоять почти целиком из углерода и до почти чистой золы. Взвешенные частицы в газовых пламенах образуются в результате термического разложения углеводородов в пламени вследствие неполного смешения с воздухом перед нагревом эти частицы состоят из углерода и очень тяжелых углеводородов, начальный размер частиц перед агломерацией составляет от 0,006 до 0,06 мк [53, 52, 39, 40]. Пламена тяжелых остаточных фракщий нефти, кроме светящихся частиц, образующихся при расщеплении выделяющихся газообразных углеводородов, содержат твердые частицы, получающиеся при коксовании тяжелых битуминозных составляющих, присутствующих в каждой капле топлива [7, 22, 69]. Размеры этих частиц сравнимы с начальными размерами капель, средний по массе диаметр которых в условиях промышленных печей составляет от 0,2 мм (200 мк) до 0,05 мм (50 мк) или даже менее. Частицы угольной пыли и коксовые частицы в нефтяных пламенах достаточно велики для того, чтобы быть существенно непрозрачными для падающего на них излучения, тогда как сажистые частицы в светящемся пламени малы настолько, что могут рассматриваться при тепловом излучении как полупрозрачные или рассеивающие тела. Следовательно, два виды светимости подчиняются различным оптическим законам. [c.140]

Процесс сжигания, при котором светимость обусловлена содержанием сажистых частиц, очень сложен и пока далеко не полностью изучен. Если пары углеводородов гомогенно перемешиваются с достаточным для образования СО и Нг количеством кислорода до того, как они успеют нагреться, тендендия к образованию сажи полностью устраняется. Следовательно, хотя светимость и зависит от вида углеводородов (наиболее склонны к образованию сажи ароматические соединения), в большей степени она зависит от процесса смешения топлива с воздухом. Это приводит в свою очередь к зависимости светимости от соотношения топлива и воздуха, скорости потока топлива, количеств движения струй топлива и распылителя в той степени, в которой количество движения влияет на перемешивание, и от > з-меров системы. Среди других факторов можно назвать способ распыления жидкого топлива (механическое, воздушное, паровое распыливание) и соотношение площадей поверхности нагрева и адиабатных поверхностей, которое влияет на интенсивность охлаждения пламени. Для содействия прогрессу в решении этой сложной проблемы был организован международный комитет по изучению пламени, который проводит объединенные исследования в этой области преимущественно в Эймюйдене — Голландия [4, 44, 49а]. Выполнение широкой программы, посвященной выяснению законов излучения пламени, потребует нескольких лет. К настоящему времени на модели печи, достаточно большой для того, чтобы полученные результаты можно было применить к печам промышленных размеров, во всех деталях из1учены пламена нескольких типов 46, 13, 14, 16, 57, 6, 36, 47, 15]. [c.141]

Светящиеся пламена. Данное название относится к пламенам, светимость которых обусловлена содержанием сажистых, а не взвешенных макроскопических частиц. Доминирующая роль светимости в излучении многих промышленных пламен признавалась уже давно. Лент [38] путем добавки бензола сделал пламя доменного газа практически черным Хаслэм и Бойер [23 Ь] нашли, что небольшое светящееся ацетиленовое пламя излучает, грубо говоря, в четыре раза больше, чем несветящееся Шерман [67] при экспериментах на большой модели печи обнаружил, что степень черноты пламени возрастала вдоль всей длины печи с 0,2 для несветящегося пламени до 0,6 для светящегося пламени природного газа Тринксу и Келлеру [71] удалось добиться повышения степени черноты до 0,95 для пламени природного газа толщиной 600 мм, а Майорке [45] — степени черноты [c.140]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология