Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Машиностроение -> Лисиенко В.Г. -> "Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология" -> 93

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 .. 87 88 89 90 91 92 < 93 > 94 95 96 97 98 99 .. 218 >> Следующая

При снижении температуры константа скорости реакции уменьшается по экспоненте, поэтому в области низких температур скорость химической реакции во много раз меньше скорости диффузии, т.е.
(4.248)
К«а .
Д
(4.249)
247
В этих условиях величиной 1/а можно пренебречь по сравнению с l/К и, следовательно, скорость горения будет определяться лишь скоростью химической реакции
К=К. (4.250)
Низкотемпературная область, при которой процесс горения лимитируется скоростью химической реакции, называется кинетической областью горения. С увеличением температуры скорость химического взаимодействия согласно уравнения Аррениуса растет по экспоненте и при определенной температуре приобретает настолько большое значение, что на поверхности частицы углерода не остается свободного кислорода. В этих условиях процесс горения определяется скоростью подвода кислорода к частице топлива, т.е.
ад« К. (4.251)
Следовательно, пренебрегая l/К по сравнению с 1/ад имеем
К= а. (4.252)
Область горения, когда процесс лимитируется скоростью диффузии кислорода к реакционной поверхности, называется диффузионной областью горения. В этой области на скорость горения сильно влияют гидродинамические факторы: относительная скорость газовых потоков, размер частиц топлива и др.
В связи с вышеизложенным различают три области горения топлива: кинетическую — ниже 800 °С; переходную — в интервале температур 800-1 ООО °С, где скорость горения зависит как от скорости химической реакции, так и от диффузии газовых потоков; диффузионную — выше 1000 °С.
Рис, 4.102. Время горения угольной пыли т при температуре 900-1500 °С в зависимости от размера частиц d
248
Быстрый отвод продуктов горения и создание кислородсодержащей среды в области от 800 °С и более существенно влияет на скорость сгорания частиц угольной пыли. Зависимость времени горения от размера частиц угольной пыли была предложена Гумцем (рис. 4.102).
По данным Ансельма, общее время горения тг складывается из времени турбулентной хт и молекулярной тм диффузии:
Время молекулярной диффузии тм в 2-Л раза меньше времени турбулентного обмена, значение которого уменьшается с увеличением температуры и тонкости помола угля. На основании фундаментальных исследований теории горения можно сделать вывод, что горение топлива во вращающихся печах протекает в диффузионной области.
Выделяющаяся в результате термохимических реакций горения пылеугольного топлива теплота сгорания может быть определена по формулам из работ Дюлонга, Бойе и др. Ряд отечественных исследований и многолетний опыт применения позволяют рекомендовать с достаточной точностью (учитывая точность анализа элементарного состава топлива) известную формулу Д. И. Менделеева.
Наряду с процессом горения на эффективность работы топки влияет также воспламенение топлива. Температурой воспламенения называют температуру поверхности частиц топлива, при которой скорость реакции горения обеспечивает непрерывный процесс сжигания. Воспламенение топлива наступает в тот момент, когда температура топливно-воздушной смеси приобретает температуру, необходимую для возникновения реакции окисления данного вида топлива. Для пылеугольного топлива период индукционного воспламенения зависит от следующих факторов: тонкости помола топлива, содержания летучих в топливе, коэффициента избытка воздуха, температуры исходной пылевоздушной смеси и топочного пространства. Летучие воспламеняются при более низкой температуре, чем углерод, а мелкие частицы прогреваются быстрее, чем крупные, поэтому с увеличением содержания летучих и повышением тонкости помола топлива интенсифицируется его воспламенение. Точно так же при уменьшении коэффициента избытка воздуха исходной пылевоздушной смеси вплоть до а = 0,1 уменьшается объем газовой фазы в смеси и, следовательно, сокращается время нагрева и воспламенения топливно-воздуш-ной смеси, т.е. богатые топливом смеси воспламеняются легче, чем бедные. Скорость распространения пламени ?/, характеризующаяся воспламенением, определяется по формуле, м/с
(4.253)
(4.254)
249
где с/ф — диаметр форсунки, м.
Очевидно, что с повышением температуры исходной смеси и газа в топке интенсифицируется воспламенение. Мелкие частицы топлива, воспламеняясь раньше, начинают выгорать при пониженной температуре и при большем начальном содержании кислорода в смеси, следовательно, начало выгорания для мелких частиц топлива лимитируется скоростью химической реакции и протекает в кинетической области. Необходимо учитывать еще то, что температура частиц малых размеров незначительно (до 100 °С) превышает температуру окружающей газовой среды. Крупные же частицы из-за замедленного теплообмена с окружающей средой разогреваются на сотни градусов выше среды и воспламеняются несколько позже. Все это приводит к тому, что частицы топлива больших размеров воспламеняются и выгорают при более высокой температуре и их выгорание протекает в диффузионной области. Таким образом, интенсивность горения и распределение температуры по длине факела в основном зависят от свойства твердого топлива (содержания летучих и тонкости помола), эффективности смешения топлива с воздухом, скорости вылета топ-ливно-воздушной смеси, коэффициента избытка воздуха, темпера; туры вторичного воздуха, конструктивного исполнения форсунки и узлов пылеподачи.
Предыдущая << 1 .. 87 88 89 90 91 92 < 93 > 94 95 96 97 98 99 .. 218 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed