Переноса уменьшается время нагрева газа и снижается возможность терми-
Ческого разложения углеводородов.
Турбулентный диффузионный факел обеспечивает более равномерное
Распределение температур и более равномерную теплоотдачу в рабочем
Пространстве топочной камеры и применяется в основном, когда газ сжига-
Ется в больших количествах.
Сжигание газа с недостаточным количеством воздуха применяется с
Целью получения нейтральной защитной атмосферы в муфельных и электри-
Ческих нагревательных печах. Нагрев металлических изделий в защитной
Атмосфере предохраняет их от окисления и обезуглероживания.
При сжигании газа с количеством воздуха, составляющим 0,7 _ 0,8 от
Теоретического, в продуктах горения содержатся СО и Н2, а при снижении
Количества воздуха обнаруживаются метан и тяжелые углеводороды.
Сжигание при более низком количестве воздуха сопровождается крекингом
Углеводородов с выделением сажи.
Для устойчивого горения газа с малым содержанием воздуха, напри-
мер, для природного газа и бутана (< 0,6), для коксового газа (< 0,45) требу-
Ется дополнительный обогрев реактора для поддержания температуры в зоне
горения не ниже 1000 ｰС. При температуре порядка 1000 ｰС, как показывает
Опыт, можно считать, что продукты горения находятся в условиях химичес-
Кого равновесия. Поэтому в основу расчета составов защитных атмосфер
Могут быть положены значения констант равновесия газовых реакций и урав-
Нений материального баланса.
Сжигание топлива в жидком состоянии. Такое сжигание применяют
В случае трудно испаряющегося топлива (мазут, смолы, соляровое масло) в
Топках паровых котлов, в промышленных печах и дизелях.
При горении жидкого топлива физическими стадиями процесса явля-
ются распыление топлива, прогрев его, испарение и образование горючей
смеси. В связи с этим при сжигании жидкого топлива возможны два случая:
− сжигание легко испаряющегося топлива, когда топливо заранее испа-
Ряется, смешивается с воздухом и горючая гомогенная смесь подается в
Камеру сгорания. В этом случае механизм и закономерности горения жидкого
Топлива аналогичны горению газообразного топлива.
− сжигание топлива в жидком состоянии в случае трудно испаряюще-
Гося топлива.
Существуют нижний и верхний пределы вспышки жидкого топлива.
Нижний предел соответствует температуре жидкого топлива, при которой
Его пары в смеси с воздухом способны загораться от внешнего источника
Зажигания. Верхнему пределу соответствует температура жидкого топлива,
При которой оно самовоспламеняется и горит вслед за вспышкой паров.
Мазут сжигается в печах в распыленном состоянии. Распыление прово-
Дится в две стадии. Размер капель после первичного распыления зависит от
Конструкции форсунки и от принципа ее работы. Вторичное дробление
Капель происходит в процессе их движения в потоке в результате гидродина-
Мического взаимодействия с окружающей средой.
При этом устойчивый размер капли мазута определяется по формуле:
к ξρ 2
8σ
w
d = , (4.16)
где ξ _ коэффициент гидравлического сопротивления; ρ _ плотность мазута,
кг/м3; w _ скорость движения капли, м/с; σ – поверхностное натяжение
Мазута, Н/м.
Таким образом, тонкость распыления зависит от величины поверх-
Ностного натяжения, плотности мазута и скорости движения капли.
Интенсификация сжигания жидкого топлива связана главным образом
С интенсивностью распыления и испарения. Для тонкого однородного распы-
ления и смесеобразования служат форсунки различного типа (механические,
Паровые, воздушные и др.). Назначение процесса распыления или пульвери-
Зации состоит в увеличении поверхности контакта жидкости с воздухом.
Воспламенение __________топлива происходит не сразу на выходе из форсунки, а
На некотором расстоянии, где создаются благоприятный состав смеси и
Рис. 4.4. Структура факела жидкого топлива
достаточно высокая температура (рис. 4.4). В случае, когда обеспечиваются
Турбулизация струи и ее вихревое закручивание, как и при сжигании газа,
Факел получается короткий, а сжигание более полное.
Высокая эффективность горения жидкого топлива достигается в цик-
Лонных топках. Тепловая нагрузка топочного пространства в этом случае
может достигать 5 _ 10 МВт/м3.
Горение твердого топлива. Горение твердого топлива представляет