Cтраница 2
Особое значение приобретает разработка топливно-энергетического баланса высокотемпературных и непосредственно химико-технологических ( электрохимических) процессов в силу того, что именно для технологических процессов в настоящее время важно выявить, экономическую целесообразность использования различных взаимозаменяемых видов нагрева ( электротермия, пламенный нагрев), а для пламенных процессов - различных взаимозаменяемых видов горючего. [16]
Процессы этой группы основаны на сжигании соответствующего газообразного топлива для подведения необходимого количества энергии к потоку углеводородного сырья. Существуют пламенные процессы двух основных типов, которые будут рассмотрены раздельно. [17]
При прямолинейном характере движения потока вся эта сложно протекающая подготовительная зона значительно вытягивается вперед, создавая достаточно протяженный предпламен-ный участок факела ( фиг. Фронт воспламенения, начинающий пламенный процесс, сильно колеблется и даже склонен к сильным пульсациям, возникающим при превышении верхнего ( наибольшего) предела нагрузок и предшествующим срыву пламени. Капли среднего и крупного размеров, выдаваемые в поток форсункой, не успевают испариться, до возникновения фронта воспламенения, который обеспечивается достаточным количеством топлива за счет его частичного испарения и в первую очередь за счет испарения мельчайших фракций жидкой топливной пыли. Недоиспаренные капли движутся за линию видимого фронта воспламенения и, подвергаясь более сильному тепловому воздействию уже возникшего пламени, быстрее выкипают, быстрее проходят стадию предварительного теплового расщепления молекул и вступают в смесеобразование и горение по всей протяженности пламенного факела, постепенно питая топливом все его зоны. [18]
Ведущая кинетическая цепь реакции окисления водорода кислородом отвечает элементарным реакциям ( 1) - ( 3), которые протекают с участием атомов и радикалов и образуют единую разветвленную цепь. Однако в водородно-кислородных пламенах по мере прохождения этих реакций все более важную роль начинают играть и другие стадии пламенного процесса, и когда реакции ( 1) - ( 3) становятся существенно обратимыми или генерируемые ими активные частицы гибнут в конкурирующих реакциях, разветвление цепи прекращается. Таким образом, в пламени ( в отличие от фронта детонации) имеет место динамическое равновесие, и значительная доля энтальпий горения аккумулируется в радикалах и атомах, присутствующих в пламени в высоких концентрациях. [19]
В кинетической схеме не соответствует действительности исходное положение об образовании второго активного продукта из первого X, например, альдегида из перекиси. Фактически в результате распада перекиси и последующего распада радикала RO можно ожидать только образования формальдегида, как раз не являющегося активным продуктом холодно пламенного процесса. Таким образом, система трех уравнений, решение которой дает периодическую функцию для концентраций предполагаемых активных продуктов, по существу не соответствует природе холодных пламен. [20]
Этот газ, присоединяясь к продуктам разложения летучих, завершает предварительную газификацию топлива, вступающего в окончательный окислительный процесс в сильно упрощенном газообразном состоянии, легко усваиваемом очагом горения. Эта часть твердого топлива, переработанного в предварительной зоне, постепенно смешиваясь с воздухом, горит на лету в топочном объеме, создавая пламенный процесс, представляющий собой как бы совокупность множества факельных очагов горения. [21]
В основу расчета принимались различные физические схемы, с помощью которых пытались описать характер поведения отдельных капель, увлекаемых воздушным потоком, который вводит образующуюся горючую смесь в пламенный процесс. Варшавскому скорость испарения регулируется диффузионным процессом. Раушенбаху следует делить процесс на две стадии: холодное испарение при наличии относительных скоростей капли и воздуха и горячее испарение уже в самой зоне горения, когда капли заторможены потоком и двигаются вместе с ним с одинаковой скоростью. [22]
Одним из простейших мероприятий, к которому в этих случаях прибегают, если это позволяют размеры жаровой трубы, является некоторое утепление чрезмерно холодной топки. В целях обеспечения устойчивого поджигания горючей смеси в этих случаях в топке размещают огнеупорные теплоемкие детали в виде стенок, козырьков и тому подобные тела, которые, раскаляясь, служат надежной зажигательной зоной пламенного процесса. [23]
Начавшийся ветер или сквозняк может задуть недостаточно устойчивый и малопроизводительный очажок горения, подобно тому как мы задуваем свечу. Однако если даже ничтожный по теплопроизводительности очажок сколько-нибудь защищен от непосредственного воздействия потока воздуха и последний имеет возможность вмешиваться только в зону уже развивающегося процесса, не затрагивая первичной поджигательной зоны, то такое вмешательство приведет только к развитию пламенного процесса и его распространению на весь доступный запас горючего, нередко превращая очаг горения в стихийное бедствие. Коренным мероприятием при ликвидации стихийно возникшего очага горения является изоляция его от непосредственного воздействия воздушной атмосферы на весь период времени, достаточный для снижения температуры этого очага до безопасного предела. [24]
Законы о чистом воздухе) существенно понизилось - в основном за счет сокращения применения угля для отоплейия домов и в промышленности. Этот факт еще раз показывает, что многое, можно сделать путем простой замены вида топлива, не прибегая к помощи фундаментальной науки. Однако с ужесточением законодательства по охране окружающей среды научно обоснованная технология сжигания топлив, в основе которой лежит глубокое знание пламенных процессов, будет приобретать все более важное значение в решении возникающих при этом проблем. [25]
Для активизации такого процесса необходимо высокотемпературное тепло, способное быстро прогреть всю газифицирующуюся топливную массу и массу участвующего в процессе первичного воздуха. Это тепло в первую очередь получается от вспомогательного начального огневого процесса, когда успевшее частично газифицироваться топливо находит в начальной кислородной зоне свободный кислород. Поскольку этого тепла может не хватить ( факельные процессы), оно берется за счет обращенного потока тепла из центральной зоны пламенного процесса и раскалившейся футеровки. В баланс тепла входит лучеиспускание горячих зон пламени, отраженное и собственное излучение футеровки. [26]
Топочное устройство представляло собой несколько прямоугольных плошек ( колосников), поставленных друг над другом и снабженных сливными трубками, удерживавшими слой топлива на каждой плошке на определенном уровне. Воздух поступал через горизонтальные про-зоры между плошками и, сдувая испаренную часть топлива, вступал с ним в сравнительно организованное, энергичное смесеобразование, вынося горючую смесь в топочный объем, в котором окончательно развивался пламенный процесс, начинавшийся около устья межплошечных прозоров, игравших роль своеобразных горелок смеееобразующего типа. [27]
Преимущества и недостатки этого процесса и пламенной металлизации во многом аналогичны. Заменив кислородно-ацетиленовую горелку на электрическую дугу, можно получить более портативное оборудование. Так как все тепло, требуемое для плавления, концентрируется в зоне плавления, основной металл при напылении нагревается меньше, чем в пламенном процессе. [28]
Преимущества и недостатки этого процесса и пламенной металлизации во многом аналогичны. Заменив кислородно-ацетиленовую горелку на электрическую дугу, можно получить более портативное оборудование. Так как все тепло, требуемое для плавления, концентрируется в зоне плавления, то основной металл при напылении нагревается меньше, чем в пламенном процессе. [29]
Дальнейшее уменьшение избытка воздуха для такого устройства вполне возможно за счет еще большего притормаживания подачи, но нецелесообразно, так как следует позаботиться о достаточном охлаждении стекла. Это охлаждение достигается за счет холостого хода воздуха, движущегося в стороне от очага горения и непосредственно омывающего стекло. В связи с умеренными избытками воздуха топочные газы, покидающие колпак садового подсвечника, обладают сравнительно высокой температурой, в то время как горящая в комнате свеча не в состоянии сколько-нибудь заметно нагреть комнатный воздух. При хорошем фитиле свеча представляет собой неплохую осветительную горелку, способную обеспечить не только устойчивый фронт пламени, но и достаточную полноту сгорания в спокойном воздухе. Однако она не имеет никаких регулировочных средств и осуществляет пламенный процесс на единственном свойственном ей режиме, зависящем в смысле тешюпроизвод ительноети, в основном, от качества и толщины фитиля. [30]