ТЕПЛОФИЗИКА И ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ
ТЕПЛОТЕХНИКИ
26
В настоящее время теория горения включает элементы тепловой и цепной
теории. Она основывается на всестороннем изучении закономерностей
кинетики химических реакций диффузионных и теплообменных процессов,
процессов движения газов и частиц топлива.
При использовании топлива в промышленных условиях применяют три
способа его сжигания: слоевой, факельный и вихревой.
Слоевое горение происходит при сжигании твердого, кускового топлива,
когда его слой продувается воздухом. Слоевое сжигание в пламенных печах
применяется в настоящее время редко.
Факельное горение имеет место при сжигании газообразного, жидкого и
пылевидного топлив, когда смесь топлива с воздухом вдувается в топку и
сгорает в зоне, имеющей форму факела, растянутого по длине камеры горения.
Вихревое горение при сжигании смеси измельченного твердого топлива и
воздуха сопровождается движением ее по спирали в камере горения. Вихревое
как слоевое горение практически не используется в пламенных печах и
нагревательных устройствах. Поэтому остановимся на факельном горении.
Упрощенная схема строения факела при горении газообразного топлива
приведена на рис. 2.2.
Рис. 2.2. Строение факела при горении
газообразного топлива с воздухом
Струя газа, вытекающая из сопла, перемешивается со струей воздуха и
превращается в зоне I в смесь газа. Эта смесь в зоне II нагревается до
температуры воспламенения.
В зоне Ш происходит процесс активного горения. Эта зона и определяет
длину и контуры факела. Зона горения обычно отрывается от выходного сопла
горелки на какое-то расстояние и связана со временем прогрева смеси до
температуры воспламенения. Конфигурация и длина факела зависит в основном
от условий перемешивания и других аэродинамических факторов. Чем
интенсивнее происходит перемешивание, тем короче и горячее факел. При
смешивании газа с воздухом внутри горелки можно получить более короткий
прозрачный факел.
