В случае газообразного топлива пользуются коэффициентом

теплоплотности: Эт = Qp

н / Qусл = Qp

Н / 29,33

⎥ ⎥

⎦

⎤

⎢ ⎢

⎣

⎡

МДж/кг у.т.

МДж/м3 р.т.

.

С помощью этих коэффициентов оценивают также экономичность хранения

и транспортировки различных видов топлива. К примеру, торф имеет низкие

Коэффициенты калорийности и теплоплотности, поэтому его нецелесообраз-

Но транспортировать на большие расстояния.

Понятием условного топлива пользуются при планировании добычи

И потреблении топлива.

Основы теории горения

В теплотехнике горением называют процесс взаимодействия

Топлива с кислородом. В качестве источника кислорода используют воздух,

Воздушное дутье, обогащенное кислородом, или чистый кислород.

Сжигание топлива в пламенных печах осуществляется в факеле. Факел

_ это струя, состоящая из компонентов, обладающих различными физичес-

кими свойствами (топливо__________, воздух и продукты сгорания), в пределах которой

Осуществляется горение. Собственно реакции горения протекают в узкой

Полосе внутри факела, называемой фронтом пламени. Фронт пламени делит

факел на две зоны _ внутреннюю и внешнюю.

Во внутреннюю зону подается топливо и окислитель (либо только топливо),

Туда же диффундирует из фронта пламени часть высокотемпературных

Продуктов сгорания, во внешней зоне находятся продукты сгорания, либо

Продукты сгорания и окислитель.

Горение представляет собой сложный физико-химический процесс, в

Котором химическая реакция протекает совместно с рядом физических про-

Цессов, включающих: перемешивание топлива с кислородом и образо-

Вание горючей смеси, разогрев этой смеси за счет тепла продуктов

Сгорания, а также отвод продуктов сгорания из зоны реакции.

Эти процессы являются важнейшей составной частью горения и опре-

Деляют его особенности и скорость.

Наибольшее влияние на процесс горения оказывает самый медленный

из перечисленных процессов _ смешивание топлива с окислителем.

Перемешивание топлива с окислителем происходит с участием моле-

Кулярной и конвективной диффузии. Если газообразное топливо и воздух

Подаются во внутреннюю зону факела в виде раздельных параллельных

ламинарных потоков, то образование горючей смеси происходит преиму-

Щественно за счет молекулярной диффузии. Интенсивность смешения

Определяется в этом случае средней скоростью теплового движения молекул

Газов и длиной пути их свободного пробега.

В высокотемпературных установках (пример, в печах) газовые потоки

Обычно движутся в турбулентном режиме и их перемешивание осуществля-

Ется за счет турбулентной конвективной диффузии, в процессе которой

переносятся не отдельные молекулы, а так называемые ｫтурбулентные

Моли», заключающие в себе большое число молекул данного вещества.

Интенсивность смесеобразования при этом определяется величиной

Пульсации скорости, степенью и масштабом турбулентности. Масштаб

Турбулентного смешения на несколько порядков больше длины свободного

пробега молекул и, соответственно, скорость смесеобразования в последнем

Случае значительно выше, чем при молекулярной диффузии. Однако реакция

Горения протекает лишь в том случае, когда молекулы топлива и окислителя

подведены друг к другу на расстояние менее 5 _ 6 длин свободного пробега.

Масштаб пульсаций при турбулентности заведомо превосходит эту

величину. Поэтому завершение образования горючей смеси при турбулент-

Ном движении происходит за счет молекулярной диффузии. Вместе с тем

Турбулентные пульсации интенсифицируют молекулярную диффузию, так

Как обеспечивают высокую концентрацию молекул реагирующих веществ в

Местах контакта турбулентных молей топлива и окислителя.

Таким образом, оба механизма диффузии дополняют друг друга в процессе

смесеобразования, причем конвективная диффузия оказывает решающее

Влияние.

Образование газовой горючей смеси при сжигании твердого или жид-

Кого топлива имеет свои особенности. Вместе с тем и здесь имеет место сов-

Местное взаимодействие молекулярной и конвективной диффузии, причем

последняя оказывает определяющее влияние на смесеобразование.

Для регулирования процесса смесеобразования применяют специаль-

Ные устройства, называемые горелками, основной задачей которых является

Обеспечение определенного режима перемешивания топлива с воздухом.