Параметры распыла топлива в неподвижном воздухе

УСАНОВА Л.М., МЕДВЕДЕВА А.С., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. канд. техн. наук, доцент ПОПКОВА О.С.

Дальнобойность факела, образуемого при истечении топлива в неподвижный воздух из неподвижной форсунки, будем находить из основных уравнений баллистики капель. Длина пробега капель в неподвижном воздухе прямо пропорциональна их диаметру в степени 1,5, плотности топлива и корню из начальной скорости истечения. Если проинтегрировать от 0 до xф и от υ0 до 0, и заменив скорость истечения ее значением из уравнения Бернулли, получим формулу для расчета дальнобойности факела

В эту формулу входят только величины, которые могут быть непосредственно измерены или рассчитаны. При увеличении температуры воздуха, плотности топлива, диаметра и коэффициента расхода форсунки видимый факел удлиняется за счет ухудшения распыла, а при увеличении давления воздуха и скорости истечения топлива – укорачивается за счет улучшения распыла.

При распыле топлива в неподвижный воздух происходит сепарация неиспаряющихся капель по размерам: крупные капли удаляются на большее расстояние от сопла форсунки, чем мелкие. Поэтому относительное содержание крупных и мелких капель, т.е. спектр распыла, зависит не только от форсунки, но и от расстояния, на котором производится изучение факела. В действительности распыл ухудшается, дальнобойность факела увеличивается за счет увеличения размеров капель и уменьшения аэродинамических сил. Реальное изменение распыла можно заметить, только применяя интегральный метод, при котором регистрируются все образующиеся капли, независимо от расстояний, на которые они удаляются от форсунки.

УДК 621.45

РАСЧЕТ ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА

ФАЙЗУЛЛИНА А.И., ХАЙРУТДИНОВ М.А., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. канд. техн. наук, доцент ПОПКОВА О.С.

В работе изложено обобщенное представление о типичных основных теплотехнических вопросах, сопровождающих современное производство строительных материалов. Практическое использование основных методов расчета горения топлива, температурных полей и тепловых установок предполагает глубокое знание и творческое использование основ термодинамики и теплопередачи, тепло- и массообмена, тепловых и аэродинамических балансов.

Теоретические основные законы термодинамики и теплопередачи позволяют получить представление о практическом их использовании в производстве бетонных, железобетонных и керамических изделий, вяжущих, теплоизоляционных и гидроизоляционных материалов для строительства.

Методы математического анализа, а также теоретического и экспериментального исследования с использованием основных законов теплотехнических дисциплин, позволяют описать принципы работы основных тепловых установок в технологии строительных материалов и изделий и способы осуществления обоснования и выбора теплового оборудования.

Промышленные виды топлива горят в результате химических реакций окисления их горючей части кислородом воздуха. Основной целью работы является расчет горения с определением расхода воздуха на горение топлива, количество и состав продуктов горения – дымовых газов, образующихся в результате горения топлива, температуры дымовых газов, определение необходимого расхода кислорода. Расход кислорода рассчитывают исходя из стехиометрических соотношений реакций окисления отдельных компонентов горючей части топлива, их атомных и молекулярных масс.

Для твердого и жидкого топлив эти расчеты ведут по соотношениям массы веществ, участвующих в реакциях, а для газообразного топлива – по объемным соотношениям. Расход воздуха определяется, учитывая в нем наличие азота и водяных паров. Расход кислорода и, следовательно, расход воздуха, соответствующий точным стехиометрическим соотношениям реакций горения, является теоретически необходимым расходом воздуха.

В действительности же при сжигании топлива подают в топку всегда несколько больше воздуха в сравнении с теоретическим, так как часть кислорода не успевает прореагировать с горючими частями топлива из-за несовершенства процесса смешения топлива с воздухом.

При расчете горения топлива определяют количество и состав дымовых газов, образующихся в результате этого процесса. Они также получаются из стехиометрических соотношений реакций взаимодействия горючих составных частей топлива с кислородом воздуха с учетом закона равенства массы реагирующих веществ и продуктов реакции. В составе и количестве дымовых газов учитывается избыточный кислород, весь азот и влага, вовлеченная с воздухом.

Существуют аналитические формулы для расчета горения топлива. Однако пользование ими не раскрывает возможных ошибок расчета, в связи с чем расчет по стехиометрическим соотношениям, по крайней мере для учебных целей, предпочтительнее. Существуют также многочисленные эмпирические формулы для определения расхода воздуха и количества дымовых газов.

Правильность выполненного расчета горения топлива проверяются методом составления материального баланса процесса.

УДК 621.45