Кривые устойчивости пламени

рис. 7

Нижний предел изменяется по кривой, аналогичной кривой изменения скорости горения в зависимости от концентрации воздуха. Процесс горения оказывается устойчив в широком диапазоне скоростей, лишь при < 1.

Горение оказывается устойчивым в широком диапазоне скоростей лишь при > 1.

Устойчивость горения связана с хорошим источником воспламенения - с диффузионным факелом, который возникает за счет вторичного воздуха.

С увеличением зона устойчивого горения сокращается, т.е. влияние вторичного факела уменьшается. Горение смеси устойчиво весьма в узких пределах.

Чтобы предотвратить отрыв пламени можно применить следующие мероприятия:

1)Повышение температуры в зоне горения, например, путем установки керамических туннелей между горелкой и топкой.

2)Организация подсоса раскаленных продуктов сгорания к корню факела.

Факел образуется из продуктов сгорания, а внутри образуется ядро, остается постоянным.

рис. 8

l_ф-длина факела;

l_з.в.- длина зоны воспламенения;

δ_т.- толщина фронта турбулентного горения;

l_д- зона догорания.

с - кривая распределения концентрации горючей смеси;

Т – кривая распределения температур;

При истечении в среду, имеющую другую плотность, ось струи искривляется под действием гравитационных сил.

Накопленный экспериментальный материал позволяет сделать выводы:

1.Перемешивание параллельных потоков улучшается при увеличении их относительной скорости.

2.Перемешивание улучшается, если потоки направить под углом друг к другу.

3. Смесеобразование улучшается с дроблением потоков на отдельные струи.

рис.9

4.Перемешивание улучшается, если применяют плохообтекаемые тела или преграду, либо суживающие каналы

рис.10 рис.11

5.Перемешивание улучшается при применении острого дутья за счет турбулизации основного потока.

рис. 12

Отсюда можно определить условия рационального сжигания топлива:

1.Хорошее перемешивание газа с окислителем.

2.Повышение температуры процесса, что достигается подогревом компонентов горения, а также снижением избытка воздуха, которое приводит к увеличению скорости распространения пламени.

3.Создание устойчивых очагов воспламенения пламени.

4.Увеличение поверхности фронта горения (см. выше).

Газовые горелки

Газовое топливо в котельных установках сжигается в камерных топках. Топливо подается в топку с помощью горелочных устройств, которые служат:

· для ввода необходимого количества газа и воздуха;

· для организации смесеобразования;

· для создания устойчивого фронта воспламенения.

Горелочные устройства классифицируются по различным признакам:

1.По организации перемешивания

a) с внешним смешением газа и воздуха (диффузионное);

b) с полным внутреннем смешением (кинетическое);

c) с частичным внутренним смешением.

Горелки а и b имеют растянутый светящийся факел.

Горелки, имеющие видимый факел называются ФАКЕЛЬНЫМИ.

Горелки с полным внутренним смешиванием, имеющие невидимый короткий факел, называются БЕСПЛАМЕННЫЕ.

2.По способу подачи воздуха различают:

a) с принудительной циркуляцией воздуха(ставят дутьевой вентилятор);

b) подача воздуха за счет его эжектирования газовой струей.

Инжекционные горелки находят применение в котлах малой мощности. Наибольшее применение нашли горелки с принудительной подачей воздуха.

3.По способу регулирования крутки потока:

a) горелки с изменением сечения входного патрубка.

b) с изменением угла наклона лопаток горелки.

4.По давлению:

a) до 2000 Па -горелки низкого давления;

b) 2000/70000 Па - горелки среднего давления.

Конструкционные особенности горелок зависят от следующих факторов:

1. от соотношения количества сжигаемого газового топлива и необходимого для этого воздуха;

2. от располагаемого напора газа и воздуха;

3. от характеристик топлива.