Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Машиностроение -> Лисиенко В.Г. -> "Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология" -> 8

Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.

Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г. Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология — М.: Теплотехник, 2004. — 592 c.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка): vrashaushiesyapechi2004.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 5 6 7 < 8 > 9 10 11 12 13 14 .. 218 >> Следующая

Таким образом, устойчивая работа горелки наблюдается в диапазоне скоростей
w < w < w , (4.5)
пр отр3 4 у
где wпр, wOTp — скорость истечения газовоздушной смеси, при которой наступает соответственно проскок или отрыв пламени.
Из факторов, влияющих на отрыв и проскок пламени, необходимо отметить: состав газа и газовоздушной смеси, диаметр выходного отверстия насадка, режим истечения смеси и конструктивные особенности горелок.
Таким образом, стабилизация пламени зависит от скорости газового потока, геометрии огневого канала, состава газа, влияния стенки канала и скорости распространения пламени. Одним из решающих факторов, влияющих на устойчивость пламени, является соотношение скоростей газового потока и распространения пламени в устье огневого канала. При этом особое значение приобретает поведение пограничного слоя газового потока у стенки.
Если скорость распространения пламени в какой-либо точке его фронта превышает скорость потока горючей смеси, то оно перемещается навстречу движению смеси и может проникнуть в огневые отверстия. Если же скорость по-
18
тока горючей смеси во всех точках фронта горения превышает скорость распространения пламени данной смеси, то оно отрывается от огневого канала и, передвигаясь вдоль по потоку, гаснет. Часто при горении “богатых” газовоздушных смесей, содержащих избыток газа, устанавливается равновесное состояние пламени на некотором расстоянии от устья огневого канала, т.е. оно оторвано от огневого канала (рис. 4.6).
Это обусловлено увеличением скорости распространения пламени за счет турбули-зации пограничного слоя свободной струи и диффузии окружающего воздуха.
Стабилизация открытого пламени зависит от поведения его нижней кромки при взаимодействии со стенкой огневого канала и потоком газовоздушной смеси. Для характеристики пределов стабилизации пламени наибольшее распространение получил градиент скорости w потока газовоздушной смеси у стенки огневого канала:
Рис. 4.6. Схема пределов устойчивости открытого газового пламени: / — оторванное пламя; II — начало отрыва; Ш — пламя у устья горелки
g = lim (-dw/dr),
r->R
(4.6)
где г — текущий радиус.
Проскок или отрыв пламени от устья огневого канала происходит в том случае, когда значение градиента скорости потока у стенки огневого канала g меньше или больше некоторого критического значения градиента g , характерного для данного газа и данного состава газовоздушной смеси.
Для ламинарного потока в цилиндрическом канале радиусом R градиент скорости потока у стенки огневого канала, в устье, находят в соответствии формулой (4.6) путем дифференцирования уравнения Пуазейля:
g = 4 V!{nF?) = 8vv Id,
(4.7)
где V—расход смеси.
Значения критических градиентов скорости отрыва g и проскока gnp определяют экспериментально.
При рассмотрении стабилизации открытого пламени кривая его скорости у стенки, обусловленная охлаждением, имеет сложную форму. Но приближенно можно считать, что касание кривых скоростей потока и пламени происходит при условии
19
(4.8)
где упрн — расстояние от стенки горелки, на котором локальная скорость потока w равна нормальной скорости распространения пламени ин, называемое глубиной проникновения или глубиной проникания. При проскоке пламени _у|1рн приблизительно соответствует глубине проникновения гасящего влияния стенки, т.е. расстоянию от стенки, на котором локальная скорость пламени в результате ее гасящего действия становится меньше нормальной скорости. При отрыве пламени на глубину проникновения оказывает влияние также степень разбавления горючей смеси у основания пламени окружающим воздухом. В случае “бедной” смеси разбавление вторичным воздухом приводит к сокращению глубины проникновения, так как скорость пламени уменьшается, а в случае “богатой” смеси, наоборот, к увеличению ее.
Использовав соотношения (4.7) и (4.8) и приняв, что
у = ка/и
s прн н
(где к—коэффициент пропорциональности), Н. Патнэм и Р. Дженсен получили безразмерное соотношение для оценки стабилизации пламени:
Ре ~ Рен2, (4.9)
где Ре = wd/a и Рен = ujt/a — критерии Пекле соответственно для потока горючей смеси и пламени.
На возникновение проскока и отрыва пламени оказывает влияние также содержание первичного воздуха в газовоздушной смеси (рис. 4.7).
&ф,с‘
Рис. 4.7. Зависимость критического градиента g скорости потока при отрыве (!) и проскоке (III) пламени от концентрации газа С в долях от стехиометрической (II— зона устойчивого горения): 1 — природный газ; 2 — пропан
20
- Скорость распространения пламени
Условиями осуществления вынужденного воспламенения являются, как было показано выше, наличие эффективного источника зажигания и способность образовавшегося фронта пламени самопроизвольно перемещаться (распространяться) в объеме газовоздушной смеси. Этот процесс носит название распространение пламени.
Различают два режима стационарного распространения пламени: в покоящейся или ламинарно движущейся среде и в турбулентном потоке. Первый носит название нормального распространения пламени, а второй — турбулентного. Нормальное (ламинарное) распространение пламени зависит только от молекулярных характеристик смеси. В режиме турбулентного распространения перенос теплоты, вещества и импульсов связан со свойствами турбулентного потока, т.е. существенным образом зависит от гидродинамических характеристик потока.
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 5 6 7 < 8 > 9 10 11 12 13 14 .. 218 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed