Расчет температуры горения по i-t диаграмме

Елачич С.С ЭТ-31

Условия, обеспечивающие устойчивый процесс горения газа (см. лабораторный практикум).

Важнейшим условием интенсивного и полного горения является хороший концентрат окислителя с топливом и хорошее смесеобразование газа с воздухом.

Что называется факелом? Классификация газового факела (см. лабораторный практикум).

Газообразное топливо, вылетающее из сопла горелки, вовлекает в движение окружающий воздух и образует турбулентную струю. Свободная турбулентная струя в неограниченном воздушном пространстве обычно имеет вид конуса с углом раскрытия границ струи около 25° (рис. 1.1). Вершина этого конуса Р, называемая полюсом струи, находится на расстоянии x о от выходного отверстия горелки.

Если закрутка топлива или воздуха отсутствует, то образуется прямоточный диффузионный факел.

В зависимости от способа подачи воздуха на горение возможны следующие виды сжигания газа: -горение однородной газовой смеси, когда сжигается предварительно подготовленная горючая смесь (кинетическое горение);-диффузионное горение, когда газ и воздух подаются порознь;-горение с недостаточным объемом воздуха(подача порознь).

Что понимается под настильностью факела?

Описывая в своем труде „Пламенные печи“опыты инж. В. А. Слесарева о затухании воздушной струи от венти­лятора на расстоянии 4 м (в воздухе) и свыше 10 м (струя пущена вдоль стены), В. Е. Грум-Гржимайло объясняет явление настильности струи следующими словами: „Поступательная скорость струи создает в непод­вижном воздухе ряд вихревых колец, медленно движущихся в направле­нии струи, при все увеличивающемся их диаметре, и этим путем быстро погашается. Если пустить струю вентилятора вдоль стены, то она даст вихри только со стороны воздуха; трение со стороны гладкой стены нич­тожно. Струя плотно прижимается к стене, и дальность ее полета увели­чивается. Мало того, струя следует изгибам стены, не отрываясь от нее...Струя лижет стену“. Переходя к описанию явления настильности пламени в мартеновских печах, В. Е. Грум-Гржимайло пишет: „He будь настиль­ности пламени, согреть металл было бы невозможно: пламя оторвалось бы от его поверхности, и ванна оказалась бы в мешке холодных газов“. Аналогичное объяснение явления настильности струи дает Г. П. Иван­цов: „Струя, направленная вдоль стенки, значительно меньшим пери­метром взаимодействует с окружающей газовой средой, в меньшем коли­честве увлекает ее за собой и за этот счет на большем расстоянии со­храняет скорости— „дальнобойность“ ее увеличивается“.

Дать определение угла атаки факела.

При встрече потоков газа и воздуха под углом, что имеет место при практическом сжигании газа в промышленных печах, происходит явление удара со всеми вытекающими отсюда последствиями. Потоки сплющиваются, расширяются, дробятся на отдельные пряди. Более слабый поток деформируется сильнее.

Чем больше скорости потоков, тем сильнее действие удара. Удар струи о струю способствует перемешиванию газов за счет появления макротурбулентности крупных вихрей. Это ведет к укорочению факела, но связано с потерей стройности движения, т.е. аэродинамических качеств факела. Угол встречи 45⁰ при равенстве скоростей газа и воздуха может сократить длину факела вдвое.

В тех случаях, когда аэродинамические качества важнее, чем длина факела (например для факела в мартеновской печи), применение больших углов вредно. Для сокращения длины факела лучше увеличить скорость воздуха и уменьшить угол встречи потоков, поскольку большой угол встречи разрушает факел.

От каких факторов зависит длина факела?

При горении природного газа длина диффузионного факела возрастает при увеличении диаметра топливного сопла d о и, в меньшей степени, при снижении плотности rф газообразной среды в факеле. Плотность газообразной среды, в свою очередь, обратно пропорциональна температуре, так что повышение средней температуры факела t ф приводит к некоторому удлинению прямоточного факела.

Скорость вылета топлива из горелки u о влияет на длину диффузионного факела косвенно и по-разному в зависимости от того, чем было вызвано это изменение скорости. Увеличение скорости вылета топлива за счет уменьшения диаметра топливного сопла приводит к образованию более короткого факела. И наоборот, факел несколько удлиняется с увеличением скорости истечения u о при неизменном выходном отверстии топливного сопла, так как при этом несколько возрастает температура горения вследствие повышения расхода топлива, и, следовательно, снижается средняя плотность rф газообразной среды в факеле.

Расчет температуры горения по i-t диаграмме.

Сначала ищем энтальпию продуктов сгорания, по диаграмме находим теоретическую температуру горения. Дальше по формуле  находим действительную температуру горения.