Распространение пламени в ламинарном потоке

Условие стабильного процесса горения в потоке- это фронт пламени должен быть остановлен в пространстве. Достигается такая ситуация с пом.ГГУ, т.е.горелок. При воспламенении смеси возникает фронт пламени, распространяется на встречу потоку ГВС. Стабилизация наблюдается в той области, где ск-ть потока= ск-ти распрост.пламени.

Пусть ГВС движется в трубке в равномерным полем ск-тей. Ск-ть потока при этом= ск-ти распрост.пламени. Возникает поперечный фронт пламени, распроложенный перпендикулярно к оси потока. В рез-те устанавливается стац.процесс горения. Следов-но, усл-е стабилизации горения- это прямая компенсации ск-ти распрост.пламени ск-тью набегающего потока.

Vн=Q2(1+альфа1*Vo)/(пи*R*корень из(h^2+R^2))

Основным допущением при выводе этой ф-лы, что внутр.конус пламени геом правильный конус. А в действительности:

1)у основания факела фронт пламени расходится шире отверстия горелки(=> Ргвс>Ратм);

2)у вершины фронт пламени имеет плавное гакругление;

3)нрмальная ск-ть распространения пламени не одинаково во всех точках внутр.конуса. У вершины она max, у корня пламени она min.

Следов-но этим соотношением в действительности будет определена ср.ск-ть распрост.пламени, эта точность для практики вполне удовлетворительна. Осн.факторы, влияющие на вел-ну пламени: состав смеси, давл-е смеси и t-ра смеси. Из рез-тов опытных исследований различ.ГВС известно, что:

1)имеют место граничные ск-ти распрост.пламени, различные для верхней и нижней границ воспламенения и для различ.ГВС;

2)max-ум ск-тей ГВС приводит к увеличению ск-ти фронта пламени, но протекающие р-ии в пламени не опр-ся t-рой предварит.подогрева, а зависят от условий в зоне воспламенения, в к.и опр-ся, явл-ся явлениями т.проводности и диффузии.

Распределение пламени в турб.Потоке

Осн.недостаток горенлок, работающих при ламинарном движ-ии ГВС- малая мощность. Для современных теплогенераторов характерно осуществление сжигания газа в турб.потоке, к.обеспечивает значит.большую мощность, и бОльшие пределы её регул-я. При турб.потоке ГВС фронт пламени имеет различные контуры, значит.толщину пламени, пламя не устойчиво и легко отрывается от горелки. Процесс распрост.пламени опр-ся турб.хар-ми потока, турб-ми т.проводностью и диффузией. Отличие турб.распрост.пламени от нормального распространения пламени в ламинарном потоке, турб.ск-ть Vт зависит от ск-ти потока.

((Далее рисунок пламени))

Толщина турб.факела горения опр-ся хар-ми пламени и св-ми ГВС. Толщина зоны догорания Lд опр-ся кинетическими св-ми ГВС и ск-тью потока.

Обычно турб.факелы имеют большие длины, что явл-ся неудобным при использовании их в топках с ограниченным пространством. Сократить размеры факела можно только путём воздействия на длину хол.ядра факела. Это достигается уменьшением d выходного отверстия горелки, повышением турб.ск-ти распространения пламени Vт, увеличения периметра зажигания.

Стабилизаторы пламени

1)Тунельный стабилизатор. Для стабил.пламени инжекционных и др.горелок применябт туннельные стабилизаторы. Такие туннели изготавливают с внезапным расширением потока, в к.происходит вопламенение и горение ГВС. Стабилизирующее действие такого туннеля основано на периферийной рецеркуляции части раскалённых продуктов сгорания, возникающих за счёт создаваемого струёй разряжения. Это приводит к непрерывному т.м.обмену между раскалёнными газами и втекающей в туннель хол.горючей смеси и её зажиганию на периферии.

2)Конические стабилизаторы. Для стабилизации пламени горелок, выдающих закрученную ГВС применяют конические стабилизаторы. Стабилизир.действие при закрученном потоке вызывает тем, что на периферии возникает бОльшее Р, чем в центральной части, это приводит к приосевой рецеркуляции части раскалённых продуктов сгорания и поджиганию втекающей в туннель хол.ГВС. Недостаток: при слишком больших ск-тях раскаляется горелка. Ск-ть потока и размеры стабилизатора выбираются экспериментально.

3)кольцевые стабилизаторы. В инжекционных одно- и многофакельных горелках широко используют стабилизаторы горения, образующее вспомогат.кольцевое пламя. Такой стабилизатор выполныется в виде спец.огневого насадка горелки, в к.около 10% ГВС ответвляется через боковые отверстия в кольцевую полость, сечение к.значит.больше суммарной пл-ди боковых отверстий. Стабилизирующее действие этого устройства основано на предотвращении разбавления осн.потока в корне факела избыточным воздухом, сужающим пределы его устойчивости, а также на подогреве и поджигании кольцевым пламенем осн.потока на всей его периферии.

4)Пластинчатые стабилизаторы. Это сетка, сделанная из … . Назначение: разбить один большой факел на много маленьких факелов. Достигается предотвращение плоского пламени. Препятствует отрыву и проскоку пламени. Стаблизация пламени от отрыва закл-ся в наличие большого кол-ва рецеркул.зон. Стабилизации проскока способствуют узкие цели между пластинами, меньше критических размеров. Такие стабилизаторы применяют и на инжекционных горелках, работающих на СрД и НД. Такие горелки устанавливают на секционных котлах. Недостаток: термические деформации неработающей горелки при раскалённой топке, к.могут привести к изменению расст-я между пластинами. Поэтому в таких горелках ни в коем случае нельзя выключать воздух.