Cтраница 2
Такая высокая излучательная способность наблюдается лишь на коротком отрезке длины пламени, как показано на рис. 44, на котором представлено характерное соотношение между расстоянием от горелки и излучательной способностью пламени. По выходе из горелки топливовоздушной смеси требуется время для достижения температуры, при которой углеводороды разлагаются, и для достижения образующимися сажистыми частицами температуры горячих газов. По мере распространения пламени образование новых сажистых частиц и сгорание ранее образовавшихся частиц взаимно уравновешивается. На коротком расстоянии за этой точкой новых сажистых частиц не образуется, а ранее образовавшиеся сажистые частицы сгорают. [16]
При пламенном анализе нефтепродуктов спектральные помехи приобретают важное значение. Это объясняется тем, что анализируемый образец ( сама проба и растворитель) оказывает существенное влияние на состав и характер пламени, изменения отношения С / О. Заметная часть пробы с тяжелой основой служит источником образования сажистых частиц, рассеивающих свет. Отрицательные последствия от этого процесса усугубляются значительным различием величин вязкости нефтепродуктов. Поэтому с уменьшением длины волны аналитической линии отрицательное влияние рассеяния излучения резко возрастает. Существенные помехи вносит также молекулярная абсорбция СН, С2 и С. Большого значения достигает молекулярная абсорбция ОН в области длин волн 280 - 350 нм. [17]
При пламенном анализе нефтепродуктов проблема фона приобретает особо важное значение. Это объясняется тем, что анализируемый образец ( сама проба и растворитель) оказывает существенное влияние на состав и характер пламени, изменяя отношение С / О. Заметная часть пробы с тяжелой основой служит источником образования сажистых частиц, рассеивающих свет. Отрицательное последствие от этого процесса усугубляется значительным различием нефтепродуктов по вязкости, в результате чего также изменяются состав пламени и отношение С / О. Интенсивность рассеивания падающего излучения достаточно мелкими частицами ( размером примерно на порядок меньше длины волн падающего излучения) в соответствии с законом Рэлея обратно пропорциональна четвертой степени длины волны измеряемой линии. Поэтому с уменьшением длины волны аналитической линии отрицательное влияние рассеяния излучения резко возрастает. [18]
Способность пламени излучать тепловую энергию обусловливается степенью черноты СО2 и Н2О и наличием в нем раскаленных частиц, образовавшихся в результате термического разложения метана и других углеводородов. В ряде случаев увеличение степени черноты пламени дает значительный эффект в интенсификации лучистого теплообмена в рабочем пространстве печей. Если это увеличение степени черноты осуществляется за счет образования сажистых частиц в самом пламени при термическом разложении метана, то оно носит название само-карбюризации. [19]
При сжигании газообразного топлива меняются условия как лучистого, так и конвективного теплообмена, что сказывается на работе котельного агрегата в целом. Чем лучше подготовлена и прогрета газовоздушная смесь, тем меньше светимость газового пламени. Объясняется это очень быстрым протеканием процесса горения хорошо подготовленной смеси, при котором не происходит распада углеводородов с образованием светящихся сажистых частиц. [20]
Большинство исследователей считают, что сажа образуется на предпламенных стадиях процесса сгорания в тех зонах камеры, где недостаточна концентрация кислорода. Здесь создаются условия для крекинга и дегидрогенизации углеводородов с образованием очень мелких ( десятые доли нанометра) частичек сажи. При последующем развитии процесса сгорания часть сажи может выгореть, а несгоревшие частицы укрупнятся до размеров от единиц до десятков микрон. Для уменьшения дым-ности отработавших газов необходимо снизить образование сажистых частиц, ускорив их выгорание и предотвратив агломерацию в выпускном тракте. [21]
Сажа представляет собой несгоревшие кристаллические частицы углерода графитной структуры с небольшой примесью самых различных углеводородов, продуктов их окисления и разложения. Считают, что сажа образуется в предпламенных стадиях процесса сгорания в тех зонах камеры сгорания, где имеется недостаток кислорода. Полагают, что в условиях. При последующем развитии процесса сгорания часть сажи может выгорать, а несгоревшие частицы - укрупняться с образованием конгломератов размером от единиц до десятков микрона. Дымность отработавших газов обусловлена соотношением количественных показателей процессов образования частиц с ажи и. Это явление можно ослабить, уменьшив образование сажистых частиц, ускорив их выгорание и предотвратив их агломерацию в выпускном тракте. [22]
Для иллюстрации принципов сжигания на рис. 8.11 0 приведена упрощенная схема свободного ламинарного факела, возникающего за счет взаимной молекулярной диффузии газа и воздуха. Анализ проб, отобранных из различных участков горящей струи, показал, что внутри конусного ядра 1 находится чистый газ, вытекающий из трубки при ламинарном режиме течения. В зоне 2 образуется смесь из газа и продуктов сгорания, а в зоне 3 - смесь из продуктов сгорания и воздуха. Граница 4 между зонами 2 и 3 представляет собой гладкий конусный фронт пламени, к которому снаружи диффундируют молекулы воздуха, а изнутри - молекулы газа. Образовавшиеся во фронте пламени продукты сгорания частично диффундируют навстречу газу, интенсивно нагревая его в предпламенной зоне. Это приводит к пиролизу углеводородов и образованию сажистых частиц, придающих пламени яркую светимость. [23]