Стабилизация диффузионного горения

Понятие о диффузионном горении. Наиболее распространенным в промышленной практике случаем диффузионного горения является горение в турбулентном потоке прн одновременном смешении газообразных струй топлива и окислителя, т. е. турбулентное горение, происходящее по мере образования горючей смеси. Опыт показывает, что кинетическое горение (горение готовой горючей смеси) становится крайне неустойчивым при переходе на турбулентный режим даже в случае принятия искусственных мер в виде размещения в потоке твердых тел, создающих местные зоны торможения. В то же самое время эти же мероприятия при известных соотношениях оказываются вполне достаточными для стабилизации диффузионного горения (т. е. горения вновь образующейся горючей смеси) в турбулентном потоке. Опыт показывает, что длина дуффузионного факела (пламени) практически перестает зависеть от скорости турбулентного потока. Это свидетельствует о том, что скорость сгорания в рассматриваемом случае становится практически пропорциональной скорости потока (или, что то же, пульсационной скорости) и что явление действительно протекает в чисто диффузионной области. [c.96]

Стабилизация при диффузионном горении [c.227]

Стабилизация при диффузионном горении. Аналогичные приемы стабилизации применяются и при диффузионном горении, Одна-15 [c.227]

Опыты проводились при постоянных расходах газа (170 м /ч) и воздуха. Варьировались диаметр газового сопла, диаметр туннеля D и скорость воздуха v. Влево от кривых I, 2 а 3 находится область режимов, при которых диффузионное пламя не стабилизируется, а вправо — область устойчивого горения. Анализ графика свидетельствует о том, что с уменьшением G для стабилизации пламени требуется большая длина туннеля. При одинаковых диаметрах входного отверстия диффузионное пламя стабилизируется лучше в конических туннелях, чем в цилиндрических. Стабилизация улучшается с увеличением угла раскрытия ф. Однако при ф>15° стабилизация нарушается. Туннели с внезапным расширением (рис. 2-3,0) рекомендуется применять для стабилизации диффузионных пламен при высоких значениях G. [c.47]

Эти пределы могут ограничиваться уже другими факторами, в основном — устойчивостью создаваемого горелкой фронта воспламенения. Если верхний предел форсировки недостаточно велик, приходится усложнять горелку уже за счет введения мероприятий, связанных с усилением стабилизации фронта воспламенения. Однако для диффузионного метода пределы допустимых форсировок, не нарушающих устойчивости очага горения, гораздо шире, чем при методе кинетическом. Такая устойчивость диффузионного очага горения (в противовес кинетическому) в значительной мере должна объясняться предельной неоднородностью газового потока по концентрации, т. е. по избытку окислителя, который численно меняется в этом случае по сечению потока от нуля (чистое топливо) до бесконечности (чистый окислитель). [c.126]

При сжигании раздельно подаваемых углеводородов и кислорода возникает диффузионный факел, при котором можно избежать проскока пламени. В этом случае главное — организовать стабилизацию горения так, чтобы провести процесс за время, допустимое для получения ацетилена. Такие конструкции уже запатентованы. [c.188]

Как и при кинетическом горении, для стабилизации фронта горения турбулентного диффузионного факела устойчивое поджигание может быть достигнуто с помощью постоянно действующего постороннего источника тепловой энергии ( дежурные огни в заторможенной части потока и т. п.). Однако опыт показывает, что в подавляющем большинстве случаев, при не слишком чрезмерных форсировках горелки, применение посторонних (источников поджигания не вызывается необходимостью. Они предусматриваются только для целей р Озжига, т. е. применяются в период стабилизации [c.232]

Таким образом, рассматриваемая схема стабилизированного воспламенения образующейся при диффузионном горении смеси предусматривает наличие начальной чисто кинетической зоны, которая сама должна возникать в заторможенной гидродинамическими средствами части турбулентного потока. В этом случае действительно становится возможной прямая стабилизация необходимой части фронта горения, обешечивающая поддержание в стабилизированном состоянии неустойчивого фронта диффузионного горения. При этом границы устойчивости могут быть раздвинуты расширением концентрационных пределов воспламеняемости И увеличением нормальной скорости воспламенения за счет предварительного регулируемого подогрева всей начальной смеси или ее отдельных компонентов. Обычно особенно существенным оказывается подогрев воздуха как компонента, количественно преобладающего, т. е. наиболее теплоемкого. [c.233]

В зависимости от места подготовки горючей газовоздушноп смеси различают кинетическое и диффузионное горение. При кинетическом горении смесь с минимально необходимым или избыточным количеством воздуха приготовляется вне топки, обычно в смесителе горелки. Такое смесеобразование идет без внешнего теплового воздействия на процесс. В пределах тонки происходят лишь процессы нагрева и воспламенения смеси и стабилизация фронта пламени. При диффузионном горении газ и воздух подводятся к месту сгорания (тонке) раздельно i где и образуется горючая смесь. [c.120]

Аэродинамическая модель факела неиеремешанных газов отражает лишь некоторые, хотя и весьма существенные, стороны сложного явления. Она, в частности, не позволяет определить ряд важных характеристик процесса, связанных с кинетикой химических реакций (полноту сгорания, условия стабилизации пламени и т. д.) Предельной схеме диффузионного горения при бесконечно большой скорости реакции отвечает в сущности единственный абсолютно устойчивый режим, при котором осуществляется полное реагирование исходных компонентов. Влияние режимных параметров на тепловой режим факела и его устойчивость принципиально не может быть учтено в рамках такой модели. Прямой путь расчета процесса при конечной скорости реакции связан с интегрированием системы дифференциальных уравнений в частных производных, содержащих нелинейные источники тепла и вещества. Он не получил достаточного распространения из-за значительных математических трудностей, с одной стороны, и отсутствия надежных данных о макрокинети-ческих константах, с другой. Это делает, видимо, нецелесообразным проведение в настоящее время массовых численных расчетов газовых пламен на ЭВМ, Отмеченное обстоятельство стимулирует развитие приближенных аналитических методов, сочетающих идеи теории пограничного слоя и теории теплового режима горения [27]. [c.21]

Процесс диффузионного горения газа в кусювом слое является специфичным с одной стороны, слой препятствует процессу смешения топлива и окислителя, с другой — наличие раскаленных кусюв способствует стабилизации горения, его активации. Подача через горелочные устройства газа или богатой горючей смеси приводит к тому, что углеводороды при недостатке окислителя длительное время находятся в межкусковом пространстве они подвергаются термическому разложению с появлением сажистого угаерода. Последний не только плохо сгорает, но и оказьшает разрушающее действие на футеровку. [c.347]

Если на пути такого потока установить препятствие, образую-ш ее местные завихрения и снижаюш,ее скорости, то это приведет к стабилизации горения, при условии что препятствие расположено в той части, где смесь лежит в концентрационных границах зажигания. Следует иметь в виду, что нри турбулентном диффузионном горении в условиях атмосферы без регулируемого притока воздуха к факелу часто наблюдается неполнота сгорания даже при наличии устойчивого фронта пламени. [c.46]

Существенно, что в зоне смесеобразования, которая, по сути дела, и является зоной горения, всегда находится такая концентрация газообразного горючего, которая оказывается достаточной для воспламенения в том месте, где образующаяся смесь достигает необходимого уровня разогрева. Такой разогрев должен поддерживаться постоянным посторонним источником тепла либО обеспечиваться достаточным притоком тепла из самой активной зоны горения. Если прц весьма мало форсированных режимах, т. е, при ничтожных скоростях потока образующейся смеси, теплопроводность по следней может ока,-заться достаточной для передачи тепла навстречу этому потоку и обеспечит стабилизацию) воспламенения, то при сколько-нибудь значительных скоростях (форсировках) потока необходимый и своевременный приток тепла к месту стабилизированного воспламенения становится возможным только за счет обратных конвективных потоков горячих продуктов сгорания, воэникающих, например, в кормовой части плохо обтекаемого тела. Это и дает повод диффузионному факелу как бы привязаться к кромкам такого тела (или системы тел), могущего обеспечить стабилизированное воспламенение в известных пределах форсировки. [c.227]

Практические применения. При использовании изложенных предположений можно 1) рассчитать скорость горения капель жидкого топлива 2) определить длицу и форму ламинарного и турбуленпного диффузионного пламени 3) вычислить время горения частиц твердого топлива 4) построить основу для последующего анализа процессов горения, в которых значительную роль играет химическая кинетика, например таких, как искровое зажигание, распространение пламени в горючей омеси, стабилизация пламени продуктами сгорания в зоне рециркуляции. [c.71]

В этом случае, если первичный воздух будет подаваться в количестве, заведомо значительно меньшем, чем нужно для полного сгорания топлива, должны, как известно, возникнуть два фронта горения первый — кинетический и второй — диффузио нный. Если в кинетическом фронте горения при надлежащем сочетании кинетических и гидродинамических условий, достаточно подробно разбиравшихся ранее, возникнет участок прямой стабилизации воопламенения оря — пот) и станет постоянной зоной поджигания как кинетического, так и диффузионного фронтов горения (фиг. 21-12). [c.233]

Низкочастотные пульсации не только изменяют характеристики переноса, но и оказывают определенное влияние на микрокинетику реакций. Интенсивное перемешивание исходных реагентов (или свежей смеси) с продуктами сгорания сопровождается ростом температурных пульсаций. Увеличение интенсивности последних приводит, как было показано ранее, к увеличению эффективных значений константы скорости реакции по сравнению со значениями, отвечающими средней температуре. Этим, в частности, объясняется наблюдаемое в эксперименте увеличение скорости турбулентного горения в факеле с наложенными пульсациями. Таким образом, низкочастотные пульсации оказывают двоякое влияние — усиливают турбулентный перенос и повышают скорость горения. Различная зависимость этих процессов от интенсивности налагаемых пульсаций определяет возможность реализации режимов, при которых повышение уровня турбулентности приводит (даже прн некотором росте эффективного значения константы скорости реакции) к срыву горения. Наряду с этим в широкой области изменения режимных параметров, отвечающих диффузионной области, пульсации способствуют повышению теплонапряженностн факела и улучшению условий его стабилизации. Отметим в связи с этим, что на различных участках фронта пламени (в неавтомодельной области течения) соотношения между скоростью подвода и потребления реагентов оказываются различными. Поэтому горение в факеле может протекать одновременно (на разных -участках) в диффузионной и кинетической областях. Последняя, как правило, соответствует зоне, расположенной вблизи устья течения. Именно здесь и наблюдается срыв горения при наложении вынужденных пульсаций. [c.185]

Устойчивость диффузионного пламени объясняют также неоднородностью потока по содержанию кислорода. В некоторых зонах потока, где происходит смешение, образуются такие соотношения газа и воздуха, которые при данном телшературном режиме имеют максимальную скорость распространения пламени. Такие зоны воспламенения способствуют стабилизации общего очага горения. [c.27]

Дованйи этих котлов ирименяютсй инжекционные горелкй среднего давления со стабилизацией горения керамическими горками или туннелями, инжекционные горелки среднего давления с пластинчатыми стабилизаторами, горелки низкого давления с принудительной подачей воздуха, горелки диффузионного типа (конструкции КИИ), горизонтальные и вертикальные щелевые горелки, газомазутные комбинированные горелки (в случае резервирования жидкого топлива). Как видно из этого перечня, в зависимости от местных условий на этих котлах можно использовать любую горелку, имеющую соответствующую производительность. [c.150]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология