Переноса уменьшается время нагрева газа и снижается возможность терми-

Ческого разложения углеводородов.

Турбулентный диффузионный факел обеспечивает более равномерное

Распределение температур и более равномерную теплоотдачу в рабочем

Пространстве топочной камеры и применяется в основном, когда газ сжига-

Ется в больших количествах.

Сжигание газа с недостаточным количеством воздуха применяется с

Целью получения нейтральной защитной атмосферы в муфельных и электри-

Ческих нагревательных печах. Нагрев металлических изделий в защитной

Атмосфере предохраняет их от окисления и обезуглероживания.

При сжигании газа с количеством воздуха, составляющим 0,7 _ 0,8 от

Теоретического, в продуктах горения содержатся СО и Н2, а при снижении

Количества воздуха обнаруживаются метан и тяжелые углеводороды.

Сжигание при более низком количестве воздуха сопровождается крекингом

Углеводородов с выделением сажи.

Для устойчивого горения газа с малым содержанием воздуха, напри-

мер, для природного газа и бутана (< 0,6), для коксового газа (< 0,45) требу-

Ется дополнительный обогрев реактора для поддержания температуры в зоне

горения не ниже 1000 ｰС. При температуре порядка 1000 ｰС, как показывает

Опыт, можно считать, что продукты горения находятся в условиях химичес-

Кого равновесия. Поэтому в основу расчета составов защитных атмосфер

Могут быть положены значения констант равновесия газовых реакций и урав-

Нений материального баланса.

Сжигание топлива в жидком состоянии. Такое сжигание применяют

В случае трудно испаряющегося топлива (мазут, смолы, соляровое масло) в

Топках паровых котлов, в промышленных печах и дизелях.

При горении жидкого топлива физическими стадиями процесса явля-

ются распыление топлива, прогрев его, испарение и образование горючей

смеси. В связи с этим при сжигании жидкого топлива возможны два случая:

− сжигание легко испаряющегося топлива, когда топливо заранее испа-

Ряется, смешивается с воздухом и горючая гомогенная смесь подается в

Камеру сгорания. В этом случае механизм и закономерности горения жидкого

Топлива аналогичны горению газообразного топлива.

− сжигание топлива в жидком состоянии в случае трудно испаряюще-

Гося топлива.

Существуют нижний и верхний пределы вспышки жидкого топлива.

Нижний предел соответствует температуре жидкого топлива, при которой

Его пары в смеси с воздухом способны загораться от внешнего источника

Зажигания. Верхнему пределу соответствует температура жидкого топлива,

При которой оно самовоспламеняется и горит вслед за вспышкой паров.

Мазут сжигается в печах в распыленном состоянии. Распыление прово-

Дится в две стадии. Размер капель после первичного распыления зависит от

Конструкции форсунки и от принципа ее работы. Вторичное дробление

Капель происходит в процессе их движения в потоке в результате гидродина-

Мического взаимодействия с окружающей средой.

При этом устойчивый размер капли мазута определяется по формуле:

к ξρ 2

8σ

w

d =, (4.16)

где ξ _ коэффициент гидравлического сопротивления; ρ _ плотность мазута,

кг/м3; w _ скорость движения капли, м/с; σ – поверхностное натяжение

Мазута, Н/м.

Таким образом, тонкость распыления зависит от величины поверх-

Ностного натяжения, плотности мазута и скорости движения капли.

Интенсификация сжигания жидкого топлива связана главным образом

С интенсивностью распыления и испарения. Для тонкого однородного распы-

ления и смесеобразования служат форсунки различного типа (механические,

Паровые, воздушные и др.). Назначение процесса распыления или пульвери-

Зации состоит в увеличении поверхности контакта жидкости с воздухом.

Воспламенение __________топлива происходит не сразу на выходе из форсунки, а

На некотором расстоянии, где создаются благоприятный состав смеси и

Рис. 4.4. Структура факела жидкого топлива

достаточно высокая температура (рис. 4.4). В случае, когда обеспечиваются

Турбулизация струи и ее вихревое закручивание, как и при сжигании газа,

Факел получается короткий, а сжигание более полное.

Высокая эффективность горения жидкого топлива достигается в цик-

Лонных топках. Тепловая нагрузка топочного пространства в этом случае

может достигать 5 _ 10 МВт/м3.

Горение твердого топлива. Горение твердого топлива представляет