Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Основы теории горения.




Читайте также:
  1. Cовременные теории мотивации
  2. I. Основы колориметрии
  3. II. ОСНОВЫ МАРКЕТИНГА
  4. II.1. Основы государственности
  5. III. Основы чрезвычайных ситуаций
  6. NB! НачинайтеРАЗБОР ПО СОСТАВУ глагольной формы не с окончания, а С ОСНОВЫ (т.е. одной из словарных основ). Вспомните известную фразу: ЗРИ В КОРЕНЬ! 1 страница
  7. NB! НачинайтеРАЗБОР ПО СОСТАВУ глагольной формы не с окончания, а С ОСНОВЫ (т.е. одной из словарных основ). Вспомните известную фразу: ЗРИ В КОРЕНЬ! 10 страница
  8. NB! НачинайтеРАЗБОР ПО СОСТАВУ глагольной формы не с окончания, а С ОСНОВЫ (т.е. одной из словарных основ). Вспомните известную фразу: ЗРИ В КОРЕНЬ! 11 страница
  9. NB! НачинайтеРАЗБОР ПО СОСТАВУ глагольной формы не с окончания, а С ОСНОВЫ (т.е. одной из словарных основ). Вспомните известную фразу: ЗРИ В КОРЕНЬ! 12 страница
  10. NB! НачинайтеРАЗБОР ПО СОСТАВУ глагольной формы не с окончания, а С ОСНОВЫ (т.е. одной из словарных основ). Вспомните известную фразу: ЗРИ В КОРЕНЬ! 13 страница

При горение:

1. Окислительные (прямые) реакции:
С + О2 = > СО2 + Q1

2 + О2 = > 2Н2О + Q2

2. Восстановительные (обратные) реакции:
СО2 = > СО + О–Q3

H2O = > OH + OH–Q4

Различают горения:

1. гомогенное (горючие и окислитель в одном агрегатном состоянии);

2. гетерогенное (горючие и окислитель в разных агрегатных состояниях).

При гомогенном горении скорость реакции пропорциональна концентрации реагирующих веществ WP = kAmBn.

При гетерогенном горении скорость горения пропорциональна концентрации кислорода WP = kO2стенки.

k – константа скорость химической реакции.

k = k0e -E/RT

k0 характеризует максимальное число активных молекул в реакционном объеме

k0 = А

Е – энергия активации, которую необходимо сообщить системе для разрушения старых внутримолекулярных связей и образования активных осколков, дающих

начало новым реакциям.

Q = E1–Е

С + О2 = > СО2 + 140,

СО + 0, 5О2 = СО + 60,

 

 
 

Е

 

 

       
   
 

 


Е Е1

Е0

 


 

τ

 

 

Для воспламенения смеси ее необходимо нагреть для , того чтобы увеличить долю активных молекул, т.е. таких у которых энергия больше энергии активации.

 

 

 

  1. При Т = 0 к = 0;
  2. с ростом Т растет и к;
  3. при Т = ∞ к = к0.

Скорость реакции горения зависит:

  1. от Т

 

 

  1. от Е

 

  1. от концентрационных свойств смеси

 

 

Температура воспламенения топливной смеси.

Это температура, при которой смесь воспламеняется и начинает устойчиво гореть.

В топке происходит два процесса:

  1. тепловыделение

  1. Теплоотдача от факела к экрану
    Для воспламенения необходимо, чтобы Qвыд > Qот

Твоспл зависит:

  1. от состава топлива;
  2. от условий расхолаживания топлива.

tвоспл = 225 – 250 – 400 – 900, ºС

Торф БУ КУ Антр

Области горения топлива.

Общее время горения складывается из двух стадий: продолжительность химических реакций и продолжительности физических процессов.

1. если продолжительность химических реакций много больше продолжительности физических процессов, то общее время горения равно



продолжительности химических реакций и горение происходит в кинетической области (зависит от температуры).

2. если продолжительность химических реакций много меньше продолжительности физических процессов, то общее время горения равно

продолжительности физических процессов и горение происходит в диффузионной области (определяется скоростью доставки окислителя).

3. если продолжительность химических реакций равна продолжительности физических процессов – промежуточная область.

Горение твердого топлива.

1. τтепл – время тепловой подготовки топлива. Оно включает в себя нагрев, испарение влаги и выход летучих веществ.

2. τгор включает в себя горение летучих веществ и горение коксового остатка.

Механизм горения частиц.

Поверхность частицы адсорбирует кислород с образованием комплексов СхОу, которые генерируют СО и СО2.

С + О2 = > СхОу = > mCO + nCO2.

Соотношение СО и СО2 зависит от температуры.

1. при t = 1200ºС
4С + 3О2 = 2СО + 2СО2
Из области СО2макс часть СО2 возвращается к частице и раскисляется СО2 + С = 2СО
При малом расходе СО, О2 полностью не перехватываясь достигает поверхности частицы.



 

2. при t = 1700ºС 3С + 2О2 = 2СО + СО2


При высоком расходе СО, О2 расходуется полностью, не достигая поверхности частицы.

Скорость горения твердого топлива.

 

 

 

 

gO2 – расход окислителя,

αдиф – константа скорости диффузии.

Скорость реакции горения

 

Если решить эти два уравнения относительно О2ст, то получаем скорость горения:

, kГ – константа горения.

1. при низких Т имеет место низкое значение k, значит
много больше , поэтому и WГ зависит от Т.

2. при высоких Т имеет место высокое значение k, а значит
много больше , поэтому и WГ зависит от скорости подачи окислителя.
αдиф~ , где – размер частицы топлива.

1. область кинематического горения;

2. промежуточная область.

3. область диффузионного горения;

 

Пути интенсификации горения.

  1. предварительное измельчение;
  2. интенсивное перемешивание в корне факела;
  3. эффективная доставка О2 к горючим в конце факела.

Горение жидкого топлива.

Мазут в факеле сгорает в виде капель при распылении форсунками.

Стадии горения:

1. нагрев до tкип ;

2. испарение топлива;

3. образование топливной смеси;

4. ее воспарение и сгорание.

 

1. капля;

2. зона диффузии паров;

3. зона диффузии кислорода;

4. зона горения;

5. r0 – начальный радиус капли;

6. rгор – радиус горения.

 

rгор = (4–10) r0

 

Время горения капли определяется временем ее испарения.

  1. при снижении r0, растет удельная наружная поверхность, а значит, растет теплота сгорания и снижается время испарения;
  2. с ростом ТГ, растет , а значит, растет теплота сгорания и снижается время испарения;
  3. с ростом О2п, растет скорость горения, а значит, снижается время испарения.

За счет высокой теплоты сгорания QнР, мазут горит в диффузионной области.



Особенность:

При сжигании мазута имеет место термический крекинг (последовательное отщепление Н2 с образованием частиц сажи).

Недостатки сажеобразования:

· неполнота сгорания (0, 1-0, 3%);

· загрязнение окружающей среды;

· загрязнение поверхностей нагрева (снижается коэффициент теплопередачи k, поэтому снижается Qотд, а значит растет температура уходящих газов и снижается КПД котла).

Для исключения сажеобразования проводят окислительный крекинг при активном внедрении воздуха в корень факела. При этом кислород, разрывая зону горения, проникает в зону диффузии паров для насыщения углеводородов кислородом.


Дата добавления: 2014-12-30; просмотров: 17; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.019 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты