Зараз в ефірі:
Вебінар:
«
Порядок передавання документів на зберігання до архіву закладу освіти
»
Взяти участь Всі події

Поняття горіння основних горючих елементів. Горіння твердого, рідкого та газоподібного палива. Кінетичне та дифузійне горіння

Професійна освіта

Для кого: Дорослі

20.09.2021

114

2

0

Опис документу:

Лекція містить 3 основні питання: 1) поняття горіння основних горючих елементів; 2) горіння твердого, рідкого та газоподібного палива; 3) кінетичне та дифузійне горіння. Також спрощену схему полум'я факельного горіння газового палива та схему структури факела при горінні мазуту і їх опис.

Перегляд
матеріалу
Отримати код

Тема 1.2.2. Поняття горіння основних горючих елементів.. Горіння твердого, рідкого та газоподібного палива. Кінетичне та дифузійне горіння

  1. Продукти горiння — це газоподiбнi, рiдкi або твердi речовини, що утворюються в процесi горiння. Склад продуктiв горiння залежить вiд складу горючої речовини i вiд умов його горiння. Органiчнi i неорганiчнi горючi речовини складаються, головним чином, з вуглецю, кисню, водню, сiрки, фосфору й азоту. З них вуглець, водень, сiрка i фосфор здатнi окислюватися при температурi горiння i утворювати продукти горiння: CO, CO2, SO2, P2O5. Азот при температурi горiння окислюється i видiляється у вiльному станi, а кисень витрачається на окислення горючих елементiв речовини. Всi зазначенi продукти згоряння (за виключення окису вуглецю CO) горiти в подальшому бiльше не здатнi. Вони утворюються при повному згоряннi, тобто при горiннi, яке протiкає при доступi достатньої кiлькостi повiтря i при високiй температурi. При неповному згоряннi органiчних речовин в умовах низьких температур i нестачi повiтря утворюються бiльш рiзноманiтнi продукти — окис вуглецю, спирти, кетони, альдегiди, кислоти та iншi складнi хiмiчнi сполуки. Вони виходять при частковому окисленнi як самого пального, так i продуктiв його сухої перегонки (пiролiзу). Цi продукти утворюють їдкий i отруйний дим. Крiм того, продукти неповного горiння самi здатнi горiти i утворювати з повiтрям вибуховi сумiшi. Такi вибухи бувають при гасiннi пожеж у пiдвалах, сушарках i в закритих примiщеннях з великою кiлькiстю горючого матерiалу.

Продуктами повного горіння є: СО2; Н2О; О2 і N2

  1. Горіння твердого, рідкого та газоподібного палива

Горіння палива відбувається в газовому потоці, що має форму факела.










Риунок 2.3. Спрощена схема полум'я факельного горіння газового палива

Струмінь газу, що виходить із сопла газового пальника, змішується з повітрям у зоні І, нагрі­вається в зоні II до температури спалахнення і на межі із зоною III починає горіти. Власне горіння проходить у зоні III.

З точки зору характеру горін­ня газоподібне паливо поділяють на:

  • теплостійке

  • теплонестійке

До складу теплостійких газів входять такі елементні гази (СО, Н2), які в процесі горіння не розпадаються. Теплостійкі гази при горінні дають прозоре полум'я і таке горіння називають безполум'яним (наприклад, генераторний газ).

До теплонестійких газів слід віднести природні гази, які складаються з вуглеводневих сполук, внаслідок нагрівання вони розпадаються на вуглець та водень. Наявність у факелі розжа­реного вуглецю робить його яскраво-світлим. Таке горіння нази­вають полум'яним.

На виробництві опалення газових печей (полум'яне горіння) вважається недоцільним. Із введенням деяких технічних заходів природний газ може горіти в оптимальному режимі, коли полум'я прозоре й світле, тобто вуглеводні не розпадаються. До таких заходів відносять попереднє змішування та швидке прогрівання суміші до температури сналахнення і горіння відбувається по всьому об'єму.

Основним процесом горіння рідинного палива — мазуту — є факельне горіння гетерогенної природи. Для утворення факель­ного горіння мазут заздалегідь розпилюють у форсунці з утво­ренням крапель діаметром не більше як 0,04 мм. Структуру факела при горінні мазуту :











У зоні І забезпечується змішування крапельок з повітрям, починається прогрівання суміші. В зоні 11 суміш крапельок і повітря нагрівається до температури 300...600°С. Проходить процес сухої перегонки на газифікацію крапельок, і одержується суміш газів з випареного мазуту та повітря. Ця суміш спалахує і горить у зоні полум'я III. Внаслідок горіння окремі частинки мазуту коксуються, утворюючи тверді палаючі частки (зона IV), які нагріваються до температури 600...800°С і згоряють у зоні V. Горіння мазуту дає яскраве непрозоре полум'я.

Мазут розпилюється внаслідок дії на його поверхні струменя повітря або перегрітої пари, швидкість яких більша від швидкос­ті протікання мазуту. Силами тертя з поверхні мазуту відри­ваються його частинки. Чим більші тиск і швидкість повітря, тим меншого діаметра будуть крапельки мазуту і тим якісніше проходить горіння.

  1. Кінетичне та дифузійне горіння.

Факел, який утворюється при закінченні палива в середовище окислювача (або окислювача в середовище палива, пального). Його називають дифузійним факелом - (дифузійне горіння, дифузійне полум'я).


Факел, який утворюється при витікання заздалегідь підготовленої суміші палива і окислювача в навколишнє середовище (вона може бути теж окислювальною). Такий тип називають кінетичним факелом - (кінетичне горіння, кінетичне полум'я).

Для першого типу головну роль відіграє явище дифузії, змішання (молекулярної, турбулентної).

Для другого типу головну роль відіграє кінетика хімічних реакцій (тепловий і ланцюговий механізми поширення полум'я).

При кінетичному режимі горіння інтенсивність горіння визначається концентрацією пального (складом суміші), родом пального і окислювача, температурою і тиском суміші, тобто залежить від того, чим визначається швидкість хімічних реакцій, – залежить тільки від кінетики самих хімічних реакцій. Тому такий вид горіння називають кінетичним.

При дифузійному режимі горіння визначається гідродинамікою геометричної області перетворення, тобто визначається інтенсивністю процесу змішування, а також родом пального і окислювача.



Відображення документу є орієнтовним і призначене для ознайомлення із змістом, та може відрізнятися від вигляду завантаженого документу.