Горение жидкого топлива
T воспламенения ж. т. (нефть, мазут) выше, чем t его кипения, поэтому при высоких t капля мазута сначала исп-ся, затем пары топлива смеш-ся с воздухом из окр среды, подогреваются до t воспламенения и горят в газообразном состоянии. На расстоянии от капли rСТЕХ устанавливается стехиометрическое соотношение м/у горючими газами и кислородом, уст-ся фронт горения в виде сферы вокруг капли обычно rСТ от 4-10 радиусов капли. М/у каплей и фронтом горения – интенсивное движение паров топлива. Практически нет кислорода (α<1). Горение паров протекает по цепной р-и. В зоне р-и α=1, наблюдается хим равновесие м/у топливом и окислителем. А за ней идет процесс догорания топлива и отвод продуктов сгорания. Навстречу диффундирует окислитель (α>1). Концентрация паров топлива и ок-ля резко ум-ся в пределах зоны горения (идет хим р-я горения). А t вокруг капли достигает максимума. Горение топлива по з-нам цепной р-и идет. Горение паров топлива протекает при высокой t с активным потреблением О2 , а его доставка ограничена диффузией (по з-ну Фика) , то скорость горения ограничивается диффузией О2, и горение паров ж. топлива протекает в Диффузионной обл-ти. Если от t зависит – в кинетической зоне. Кол-во кислорода поступающего в зону горения ч/з шаровую пов-ть капли пропорционально квадрату ее диаметра(капля с парами d - берут). При горении топлива в топках увеличивает Σ пов-ть испарения капель путем тонкого распыла струи топлива, поступающего на горение с образованием тумана. При дроблении капли d=2 мм до частиц 0,2 мм образуется тысяча капель, Σ пов-ть которых в 10 больше начальной капли. В процессе испарения размеры капель уменьшаются, сокращается зона горения, к-я при полном испарении капли совсем исчезает.
Если процесс горения происходит при существенном недостатке О2, об-ся много тяжелых твердых у/в и мельчайших частиц углерода (сажа), этот Термический крекинг затрудняет дальнейшее быстрое и полное выгорание топлива, т. к. горение твердой частицы с пов-ти происходит медленно. Если процесс горения совершает при нужном кол-ве О2, то такой процесс – Окислительный крекинг, сопровождается малым сажеобразованием и облегчается дальнейшее быстрое выгорание топлива. Основные условия интенсивного горения ж. топлива: 1. Подогрев и тонкое распыление t. 2. Подогрев и подача необходимого количества окислителя в зону поступления топлива. 3. Энергичное смесеобразование. Все это обеспечивает min t в ядре факела 1500 С.
Мех-м горения ж-го топлива: α – к-т избытка воздуха
Все виды дистилятного топлива, а именно бензин, керосин, дизельное топливо, полностью испаряется при нагреве, поэтому процесс горения этих видов топлив идёт в два этапа: 1) подвод теплоты, их полное испарение; 2)горение получаемых паров дистилятного топлива по законам цепных реакций.
Температура их воспламенения составляет 600 С и выше. Температура испарения самого тяжелого дизельного топлива – 350 С.
16.
