Диффузионное сжигание топлива

Диффузионный принцип сжигания топлива связан с раздельной подачей газа и окислителя в топочную камеру.

Смешение газа и окислителя происходит в топочной камере за счет диффузии.

В зависимости от характера потока различают ламинарное или турбулентное диффузионное горение.

Скорость сгорания топлива при диффузионном горении полностью определяется скоростью смесеобразования.

При этом способе сжигания топлива время, которое требуется для транспортировки окислителя к горючему значительно больше времени горения топлива, т.е. >>> ^{, поэтому при диффузионном сжигании топлива полное время горения можно принять .}

Кинетический принцип сжигания газа

Этот принцип характеризуется подачей в топочную камеру с помощью горелочного устройства предварительно перемешанной однородной смеси.

Смесеобразование завершается до топочной камеры ( =0). На прогрев смеси до температуры воспламенения требуется значительно меньше времени, чем на процесс горения, т.е. <<< ^{. Полное время сгорания определяется} скоростью химической реакции(кинетикой), т.е. ^.

По сравнению с диффузионным режимом температура горения выше, а коэффициент избытка воздуха требуется меньше. При кинетическом сжигании факел короткий, несветящийся.

Смешанный режим горения

Этот режим характеризуется подачей газа, который хорошо перемешен лишь с частью воздуха, необходимого для горения (первичный воздух), и раздельной подачей в топку остального воздуха (вторичного).

При смешанном принципе сжигания топлива образуется два фронта горения: кинетический и диффузионный. Для кинетического фронта определяющим является время химической реакции( ), а для диффузионного – время смесеобразования( ).

Полное время сгорания топлива определяется скоростью наиболее медленного этапа.

В зависимости от относительного содержания воздуха в начальной газо-воздушной смеси.

, где

- количество воздуха в смеси;

- теоретически необходимое количество воздуха для горения.

-степень аэрации

В зависимости от значения можно осуществлять сгорание по одной из схем:

если = 0, то это диффузионный принцип сжигания топлива;

0, то это кинетический принцип сжигания топлива;

< 1, то это смешенный принцип сжигания топлива.

Содержание воздуха в исходной газа-воздушной смеси оказывает существенное влияние на пределы устойчивости работы горелки (соотношение первичного и вторичного воздуха).

Нормальная работа горелки характеризуется устойчивым факелом, который стабилизируется в определенном объеме.

Неустойчивая работа горелки связана с возможными явлениями пульсационного затягивания пламени в горелку или отрывом пламени от ее устья.

1)Затягивание пламени наблюдается в том случае, когда скорость газо-воздушной смеси на выходе из горелки меньше, чем скорость распространения пламени.

2)Отрыв факела наблюдается при огромных выходных скоростях потока, когда смесь не успевает воспламениться.