СЖИГАНИЕ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА В ТОПКАХ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ

СРАВНЕНИЕ ПОЛЕЙ СКОРОСТЕЙ В ГОРЯЩЕМ ФАКЕЛЕ С ПОЛЯМИ СКОРОСТЕЙ В ТОПОЧНЫХ КАМЕРАХ ПРИ ИЗОТЕРМИЧЕСКИХ ПРОДУВКАХ

В большинстве работ по моделированию горелочных устройств учи­тывается только масштабный фактор, а исследование моделей прово­дится, как правило, в изотермических условиях.

Работа пылеугольных горелок протекает при значительных тепло­выделениях в пределах начального участка двухфазной струи, взаимо­действующей со стенками топки и с потоками от соседних горелок. По-видимому, эти и другие факторы влияют на формирование профиля

Скоростей не меньше, чем масштаб модели. Поэтому было проведено сравнение изотермических и неизотермических течений в топочных ка­мерах парогенераторов, оборудованных прямоточными и вихревыми го­релками. Изучение полей скоростей изотермических и в горящем факе­ле производилось при примерно равных скоростях и выходе нз горелок.

Из сопоставления относительных аксиальных составляющих мас­совых скоростей рх№х1(ру&>о) в горящем факеле с полями, полученными ирн изотермических продувках натурных горелок, следует, что качест­венный характер течения в топке не зависит от тепловыделения, а ко­личественные соотношения различны. Так, при работе прямоточных

ДлиннощелеЕых горелок [3] как в изотермических условиях, так и при наличии горения по обеим сторонам от их оси, развиваются две пло­ские стр>и. Величина скоростей в сходственных точках несколько боль­ше в изотермических условиях. При изотермических продувках поток быстрее достигает стен и движется вдоль них, а в горящем факеле более интенсивно заполняет центральную зону топки, примыкающую к рециркуляционной области.

При работе вихревых горелок, например прямоточно-улиточных (рис. 3-7), в изотермических условиях и при горении имели место каче­ственно сходные режимы течения с интенсивным рециркуляционным движением газов в приосевой зоне. Однако уровень массовых скоростей в основном потоке и во вторичных течениях, диаметр п длина зоны обратных токов заметно уменьшались при переходе от изотермического режима работы к горящему факелу.

Затухание скорости на начальном участке факела в работающей топке происходит быстрее, чем в изотермических условиях. Из этого следует, что работа горелочного устройства в реальных условиях охва­тывает меньший объем топки при меньшей интенсивности струйного и особенно рециркуляционного движения, чем при изотермических про­дувках топочных устройств.

Сравнительные аэродинамические исследований горящего факела и изотермические продувки в полуоткрытой топке парогенератора ТГ1П-210А подтвердили данные, полученные при исследовании топоч­ных камер открытого типа, и показали, что в обоих случаях движение потоков имеет один и тот же качественный характер. Выявлена также существенная количественная разница между аэродинамическими ха­рактеристиками горящего факела и изотермических струй (рис. 3-8, кривые /, 2).

Таким образом, количественные расчеты, проведенные по холод­ным продувкам горелок, нельзя относить к процессам, протекающим в натурной топке. Для расчетов материальных и тепловых балансов на начальном участке следует пользоваться результатами исследова­ний горящею факела.

Данные изотермических исследований могут быть использованы для определения коэффициентов сопротивления горелок, для улучше - ния конструкции их отдельных элементов, а также для выявления ка­чественного характера течения в топочном пространстве.

Так как исследование аэродинамики горящего пылеугольного фа­кела вызывает большие трудности, а моделирование взаимодействия струй при наличии горения невозможно, то необходимо накопление опытных данных, полученных на натурных образцах и моделях, для установления связи между аэродинамическими характеристиками изо­термических струй и горящего факела.