авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

«Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство железнодорожного транспорта Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего ...»

-- [ Страница 2 ] --

Теоретический расход влажного воздуха VВЛТ 9,7 0,00124 10 9,7 9,82 нм3/нм3.

Действительный расход влажного воздуха при а = 1, VВЛ Д 9,82 11 10,8 нм3/нм3.

, 3. Определить объем сухих и влажных продуктов сгорания природного газа, нм3/нм3. Состав газа и условия его сжигания в воздухе аналогичны приведенным в примерах 1 и 2.

Решение. Объем двуокиси углерода VCO2 0,01(0,2 97 2 2 3 26,3 4 0,2) 1,03 нм3/нм3.

Объем водяных паров VH 2O 0,01(2 97 3 2 4 0,3 5 0,2) 0,00124 9,7 10 11 215 нм3/нм3.

,, Объем азота VN 2 0,79 11 9,7 0,01 0,3 8,4 нм3/нм3.

, Объем кислорода VO2 0,21(11 1) 9,7 0,2 нм3/нм3.

, Объем сухих продуктов сгорания VС ПС 1,03 8,4 0,2 9,63 нм3/нм3.

Объем влажных продуктов сгорания 9,63 2,15 11,78 нм3/нм3.

VВЛ ПС Таким образом, были определены объемы продуктов сгорания природ ного газа.

Контрольные вопросы и задания 1. Что такое горение? Охарактеризуйте тепловой эффект реакции горения.

2. Приведите химические уравнения реакций горения водорода и окси да углерода.

3. Приведите реакции горения любого углеводородного газа.

4. В чем сущность цепного механизма реакций горения?

5. Приведите пример цепной реакции горения водорода.

6. Как производится расчет продуктов горения?

7. Что такое жаропроизводительность? Приведите формулу её опреде ления.

8. В чём отличие калориметрической и теоретической температур горе ния?

9. Как рассчитать действительную температуру горения?

ЛЕКЦИЯ ВОСПЛАМЕНЕНИЕ ГАЗОВ И ПРЕДЕЛЫ ИХ ВЗРЫВАЕМОСТИ План лекции 3.1. Температура воспламенения.

3.2. Пределы воспламенения. Расчет давления при взрыве газов.

3.3. Скорость распространения пламени.

3.1. Температура воспламенения Под температурой воспламенения понимается минимальная темпера тура, до которой должна быть нагрета горючая смесь, чтобы начался са мопроизвольный процесс горения, не требующий больше внешнего под вода тепла. Определение температуры самовоспламенения производится различными методами, основными из которых являются следующие:

1) метод впуска заранее приготовленной холодильной газовоздушной смеси в сосуд, нагреваемый в специальной печи. Повышая постепенно температуру сосуда, находят то ее минимальное значение, при котором наблюдается воспламенение смеси. Эта температура и считается темпе ратурой самовоспламенения;

2) метод раздельного нагрева газа и воздуха до одинаковой темпера туры и их смешения в потоке внутри нагревательного сосуда. Повышая постепенно температуру сосуда, добиваются воспламенения смеси (появ ления пламени). Эта температура и отождествляется с температурой са мовоспламенения. Опыт показывает, что температура самовоспламенения не является строгой величиной для данного газа и зависит от содержания газа и газовоздушной смеси, формы и размеров сосуда, в котором проис ходит нагревание смеси, каталитического влияния стенок сосуда, быстро ты и способа нагрева и давления, под которым находится смесь. Значения температуры самовоспламенения, определенные исходом выпуска холод ной смеси при атмосферном давлении в нагретый сосуд, приведены гра фически на рис. 3.1. Данные графика показывают, что наибольшую темпе ратуру воспламенения имеют окись углерода и метан, а наименьшую – водород, бутан, пропан и этан. При этом повышение содержания водоро да, окиси углерода и метана в газовоздушной смеси приводит к увеличе нию температуры самовоспламенения, а повышение содержания этана и других более тяжелых углеводородов – к ее снижению.

Температура воспламенения, °С Температура воспламенения, °С 1 500 450 20 40 60 80 0 0 2 4 6 8 10 12 Содержание газа Содержание газа в смеси, % в смеси, % Рис. 3.1. Зависимость температуры самовоспламенения от содержания газа в газовоздушной смеси: 1 – водород;

2 – окись углерода;

3 – метан;

4 – этан;

5 – пропан;

6 – бутан Температура самовоспламенения горючих газов в кислороде, как пра вило, несколько ниже, чем в воздухе. Введение в состав горючих газов балластных примесей (азот и двуоксид углерода) приводит к повышению температуры самовоспламенения. Присутствие в сложных газах компо нентов с низкой температурой воспламенения ведет к снижению темпера туры самовоспламенения смеси. В практике воспламенение газовоздуш ных смесей производится зажиганием их в одной точке вспомогательным высокотемпературным источником. Таким образом, зажигание смеси отли чается от самовоспламенения тем, что смесь доводят до воспламенения не во всем объеме одновременно, а только в малой части объема, откуда горение распространяется на весь объем холодной смеси. Это создает ус ловия для интенсивного отвода тепла из зоны нагрева и требует создания в очаге зажигания значительно более высоких температур сравнительно с температурой самовоспламенения. Зажигание обычно производится от крытым пламенем или электрической искрой в месте вылета газа или га зовоздушной смеси из огневых каналов или кратеров горелок в топочный объем. После воспламенения источник зажигания удаляется, и горение осуществляется за счет распространения пламени.

3.2. Пределы воспламенения. Расчет давления при взрыве газа Смеси горючего газа с воздухом (или кислородом) могут воспламенять ся (взрываться) только в том случае, если содержание газа в смеси нахо дится в известных пределах. В связи с этим различают нижний и верхний концентрационные пределы воспламенения. Нижний предел соответству ет минимальному, а верхний – максимальному количеству газа в смеси, при котором происходит ее воспламенение при зажигании и самопроиз вольное (без притока тепла извне) распространение пламени. Вне концен трационных пределов газовоздушные смеси не горят и не взрываются.

На рис. 3.2 показаны схемы, иллюстрирующие поведение газовоздушных смесей при их зажигании раскаленной электрической спиралью.

б в а Рис. 3.2. Поведение газовоздушных смесей при их зажигании:

а – содержание газа меньше нижнего предела воспламенения;

б – содержание газа между нижним и верхним пределами;

в – содержание газа превышает верхний предел Схема а соответствует условию, когда содержание газа в газовоздуш ной смеси меньше нижнего предела воспламенения.

В этом случае смесь, находящаяся внутри сосуда или вытекающая из него, не горит и не взрывается. Точнее, на спирали может протекать про цесс горения, однако на весь объем смеси он не распространяется и при удалении источника зажигания прекращается.

Схема б соответствует условию, когда содержание газа в смеси нахо дится между нижним и верхним концентрационными пределами воспла менения. В этом случае подожженная смесь воспламеняется и горит вне сосуда и внутри него как при наличии, так и при удалении источника зажи гания. Более того, внутри сосуда происходит мгновенное распространение горения по всему объему смеси, т. е. ее взрыв.

Схема в соответствует условию, когда содержание газа в смеси пре вышает верхний концентрационный предел воспламенения. В этом случае смесь, подожженная вне сосуда, горит самопроизвольно (при удалении ис точника зажигания), а внутри сосуда ее горение происходит только на спира ли и на весь объем не распространяется. Существование концентрационных пределов воспламенения вызывается тепловыми потерями при горении. По мере разбавления горючей смеси воздухом, кислородом или газом тепловые потери возрастают, скорость распространения пламени (см. ниже) уменьша ется, и горение прекращается после удаления источника зажигания.

Приближенные значения концентрационных пределов воспламенения для распространенных газов в смесях с воздухом и кислородом приведены в табл. 3.1 и 3.2.

Эти пределы относятся к холодным газовоздушным смесям. С увели чением температуры смеси пределы воспламенения расширяются, а при температурах, превышающих температуру самовоспламенения, смеси га за с воздухом или кислородом горят при их любом объемном соотноше нии. Значения пределов воспламенения зависят не только от видов горю чих газов, но и от условий проведения экспериментов (размер сосуда, мощность источника зажигания, температура смеси, распространение пламени вверх, вниз, горизонтально и др.). Этим объясняется то, что в различных источниках приводятся несколько отличающиеся друг от друга значения этих пределов. В табл. 3.1 и 3.2 приведены наиболее достовер ные данные, полученные при комнатной температуре, атмосферном дав лении и распространении пламени снизу вверх по трубке или бомбе диа метром 50 мм и более. При распространении пламени сверху вниз или го ризонтально нижние пределы несколько возрастают, а верхние снижают ся. Пределы воспламенения смесей горючих газов, об. %, не содержащих балластных примесей, определяются по правилу аддитивности:

r1 r2 rn Lr, r1 r2 rn l1 l2 ln r где L – нижний или верхний предел воспламенения сложного газа в газо воздушной или газокислородной смеси, об. %;

r1, r2, rn – содержание от дельных компонентов в сложном газе, об. %;

l1,l2,ln – нижние или соответ ственно верхние пределы воспламенения отдельных компонентов в газо воздушной или газокислородной смеси, по данным табл. 3.1 или 3.2, об. %.

Таблица 3. Концентрационные пределы воспламенения газов и паров в смеси с воздухом при t = 20 °С и Р = 760 мм рт. ст.

Содержание газа Коэффициент в газовоздушной смеси, % об. Макси- избытка воздуха при пределах при сте- при составе мальное на пределах Наименование воспламенения хиомет- смеси, дающем давление воспламенения газа и пара рическом максимальное взрыва, кг/см нижнем верхнем составе давление нижнем верхнем смеси взрыва Водород 4,0 75,0 29,5 32,3 7,39 10,1 0, Окись углерода – – 12,5 74,0 29,5 2,9 0, Метан 5,0 15,0 9,5 9,8 7,17 1,99 0, Этан – – 3,0 12,5 5,68 1,93 0, Пропан 2,2 9,5 4,04 4,60 8,58 1,86 0, Н-бутан 1,9 8,5 3,14 3,6 8,58 1,66 0, Изобутан – – 1,8 8,4 3,14 1,76 0, Пентан 1,4 7,8 2,56 3,0 8,65 1,83 0, Изопентан – – 1,4 7,6 2,54 1,83 0, Этилен 3,1 32,0 6,56 8,0 8,86 2,17 0, Пропилен – – 2,4 11,0 4,47 1,89 0, Бутилен – – 2,0 9,6 3,38 1,71 0, Ацетилен 2,5 81,0 7,75 14,5 10,3 3,3 0, Таблица 3. Концентрационные пределы воспламенения некоторых газов в смеси с кислородом при t = 20 °С и P = 760 мм рт. ст.

Содержание газа в газо- Содержание газа в газо кислородной смеси, об. % Наименование кислородной смеси, об. % Наименование газа газа нижний верхний нижний верхний предел предел предел предел Водород Изобутан 4,0 94,0 1,8 48, Окись углерода Этилен 12,5 94,0 3,0 80, Метан Пропилен 5,0 61,0 2,1 53, Этан Бутилен 3,0 66,0 1,8 58, Пропан Ацетилен 2,2 55,0 2,5 80, Н-бутан Циклопропан 1,8 49,0 2,4 100, При наличии в газе небольшого количества инертных примесей значе ния пределов воспламенения, об. %, могут быть определены приближенно по формуле [14, 19, 31] 1 Lr L, 100 h r где L – нижний или верхний предел воспламенения смеси, содержащей r инертные (балластные) примеси, об. %;

L – нижний или верхний предел воспламенения горючей части смеси, об. %;

– содержание балластных примесей (CO2 и N2), доли единицы.

В практике достаточно часто приходится определять коэффициент из бытка воздуха и на пределах воспламенения, а также давление, возни кающее при взрыве газовоздушной смеси.

Определение коэффициента избытка воздуха может производиться по формуле [19, 43] 100, L VT где L – нижний или соответственно верхний предел воспламенения газа в газовоздушной смеси, об. %;

VТ – теоретический расход воздуха, нм3/нм3.

Значения коэффициентов избытка воздуха на пределах воспламенения для простых газов приведены в табл. 3.1, для сложных газов их определе ние производится по последней формуле.

Давление, возникающее при взрыве газовоздушных смесей, определяет ся на специальных установках, одна из которых представлена на рис. 3.3.

Опыт показывает, что максимальное давление взрыва соответствует не тео ретическому, а несколько большему содержанию газа в газовоздушной сме си. Значения максимальных давлений взрыва и соответствующее им содер жание газа в газовоздушной смеси приведены в табл. 3.1.

При отсутствии экспериментальных данных давление, возникающее при взрыве газовоздушных смесей, может быть определено только при ближенно по следующим формулам [46]:

– для стехиометрического соотношения простого газа с сухим воздухом, абс. ат, PВЗ P (1 't K ) m / n;

– для любого соотношения сложного газа с влажным воздухом ВД VПС PВЗ P (1 't K ), ВЛ (1 V Д ) где РВЗ – давление в сосуде (топке и т. п.), возникающее при взрыве, абс. ат;

Р – давление в сосуде до взрыва, абс. ат;

' – коэффициент объем ного расширения газов, численно равный коэффициенту давления, т. е. 1/273;

tК – калориметрическая температура горения, °С;

m – число молекул после взрыва, определяемое по реакции горения газа в воздухе;

п – число молекул ВД до взрыва, участвующих в реакции горения;

VПС – объем влажных продуктов ВЛ сгорания, нм3/нм3 газа;

V Д – объем влажного воздуха при данном коэффи циенте избытка воздуха, определяемый по формуле, нм3/нм3 газа.

1 9 6 Рис. 3.3. Схема установки для определения давления взрыва газо воздушных смесей: 1 – реакционный сосуд;

2 – электрическая свеча;

3 – регистрирующий индикатор давления;

4 – штуцер для подвода газовоздушной смеси;

5 – вакуумметр;

6 – вакуум-насос;

7 – магнето;

8 – потенциометр;

9 – термопара;

10 – фланец Пример 1. Определить нижний и верхний пределы воспламенения в воздухе природного газа Газлинского месторождения. Состав газа, об. %:

СН4 – 93;

С2Н6 – 3,1 С3Н8 – 0,7;

С4Н10 – 0,6;

CО2 + N2 – 2,6.

Решение. Состав горючей части газа без инертных примесей:

93 31, CH 4 100 95,4;

C2 H 6 100 3,2;

97,4 97, 0,7 0, C3 H 8 100 0,72;

C4 H10 100 0,68;

97,4 97, Нижний предел воспламенения для горючей части газа LrН об. %.

4, 95,4 3,2 0,72 0, 5 3 2,2 1, Верхний предел воспламенения 14,7 об. %.

LrB 95,4 3,2 0,72 0, 15 12,5 9,5 8, Нижний предел воспламенения с учетом инертных газов 0, 1 1 0, 4,9 об. %.

LH 4, 0, 100 4, 1 0, Верхний предел воспламенения с учетом инертных газов 0, 1 1 0, 15 об. %.

LB 14, 0, 100 14, 1 0, Пример 2. Определить коэффициент избытка воздуха на пределах вос пламенения для состава газа, приведенного в примере 1.

Решение. Теоретический расход воздуха 4, 9,7 нм3/нм3.

VT (2 93 3,5 3,1 5 0,7 6,5 0,6) Коэффициент избытка воздуха на нижнем пределе воспламенения 100 aH 1 199.

, 4,9 9, Коэффициент избытка воздуха на верхнем пределе 100 aB 1 0,58.

15 9, Пример 3. Определить давление, возникающее при взрыве пропано воздушной смеси стехиометрического состава, если начальное давление равно 1,0 абс. ат.

Pешение. Число молекул до взрыва и после взрыва определяется по стехиометрической формуле горения:

С3 Н 8 5О2 5 3,76 N 2 3СО2 4 Н 2 О 18,8 N 25, 24, Давление, возникающее при взрыве при калориметрической темпера туре горения 2110 °С (табл. 5), 2110 25, 9,5 абс. ат.

PВЗ 1 273 24, 3.3. Скорость распространения пламени Наблюдая за процессом распространения пламени в неподвижной среде, например в горизонтальной прозрачной трубке, заполненной гомогенной га зовоздушной смесью, можно видеть тонкую пламенную зону, перемещаю щуюся вдоль трубки по несгоревшей смеси. При этом в каждый данный мо мент времени эта пламенная зона (фронт пламени) разделяет не вступив шую в реакцию горючую смесь от продуктов завершенного горения. Толщина фронта пламени весьма мала и составляет для смесей природных и сжи женных углеводородных газов с воздухом около 0,5–0,6 мм.

Перемещение фронта пламени вызывается тем, что горючая смесь пе ред ним нагревается до температуры воспламенения за счет теплопро водности и диффузии раскаленных продуктов сгорания и активных частиц (атомы и радикалы) в холодную смесь.

Линейная скорость, с которой перемещается фронт пламени по одно родной горючей смеси, получила название равномерной скорости распро странения пламени. Эксперименты показывают, что эта скорость зависит как от физико-химических характеристик газовоздушных смесей, так и от диаметра трубки, возрастая с его увеличением. Происходит это потому, что в больших трубках перемещающийся фронт пламени способствует усилению конъективных потоков и увеличению завихрений в предпламен ной зоне. То и другое приводит к большему искривлению и растянутости фронта пламени, увеличению его и пропорциональному росту скорости распространения пламени.

С уменьшением диаметра трубки в конечном итоге распространение пламени в газовоздушной смеси становится невозможным. Объясняется это тем, что с уменьшением размеров трубки возрастает отношение ее периметра к площади сечения или, что то же самое, отношение поверхно сти пламени, соприкасающейся со стенкой, к его объему.

Вследствие этого теплоотдача из фронта пламени растет до тех пор, по ка распространение пламени не становится невозможным вообще. Размеры трубок, каналов и щелей, при которых не происходит распространения пла мени, называются критическими размерами. Эти размеры различны для разных газов: для стехиометрической смеси метана с воздухом критический диаметр канала составляет около 3 мм, а для водородно-воздушной смеси – около 0,9 мм. Критическая ширина щели для смеси метана с воздухом при максимальной скорости распространения пламени равна 1,17 мм. Свойство погасания пламени в каналах малого сечения широко используется в практи ке для создания различных конструкций огнепреградителей (пламегасящие сетки, керамические пористые диски, диски из спрессованных металлических шариков, сосуды, заполненные мелкозернистыми материалами и др.). Огне вые каналы малого сечения применяются и в различных конструкциях газо вых горелок, в которые недопустим проскок пламени внутрь смесителей.

Для того чтобы сравнительно характеризовать горючие свойства различ ных газов, независимо от размера трубки введено понятие нормальной скоро сти распространения пламени в газовоздушной смеси. Нормальной скоростью принято называть скорость, отнесенную к холодной, еще не воспламенив шейся смеси, с которой пламя перемещается по нормали к ее поверхности.

При этом фронт пламени принимается плоским и равным сечению трубки:

r UH, P S где – измеренная скорость равномерного распространения пламени, м/с;

P r – радиус трубки, м;

S – поверхность искривленного фронта пламени, най денная путем его фотографирования и соответствующего подсчета, м2.

Значения равномерных скоростей распространения пламени, определен ные для различных смесей при комнатной температуре и атмосферном дав лении в трубке диаметром 25,4 мм, приведены на рис. 3.4.

Скорости распространения пла- Равномерная скорость распространения пламени, м/с мени зависят как от вида газа, так и от его содержания в газовоздушной смеси. При этом максимальная ско рость распространения пламени со- ответствует не стехиометрическому соотношению газа и воздуха, а неко торому недостатку последнего. Значения максимальных нор мальных скоростей распростране ния пламени, характеризующих го рючие свойства различных простых газов в смеси с воздухом, приведе- ны в табл. 3.3. Здесь же дано со держание газа в смеси, соответст- вующее максимальной скорости 6 распространения пламени, и при ведены аналогичные характеристи ки для стехиометрических смесей.

Нормальные скорости горения га- 10 20 30 40 50 60 70 зокислородных смесей значительно Содержание газа в смеси с воздухом, % объема выше, чем газовоздушных смесей.

Рис. 3.4. Кривые равномерных скоростей Так, максимальная нормальная скорость распространения пламени распространения пламени, определенные в трубке диаметром 25,4 мм: 1 – водород;

в метано-кислородной смеси состав- 2 – водяной газ;

3 – окись углерода;

ляет около 3,3 м/с, а в пропано-кис- 4 – этилен;

5 – коксовый гач;

6 – этан;

лородной – 3,6 м/с. Для сложных 7 – метан;

8 – генераторный газов, состоящих из нескольких газ паровоздушного дутья компонентов, содержание газа в смеси, соответствующее максимальной скорости распространения пламе ни, определяется по правилу аддитивности. Этим же правилом пользуются и для определения максимальных нормальных скоростей распростране ния пламени сложных газовоздушных смесей:

r1 r2 r a макс ;

r1 r2 r l1 l2 l r1 r2 r U H 2 3 U H U H l1 l2 l макс a макс UH, r1 r2 r где амакс – содержание сложного газа в смеси с воздухом, соответствую щее максимальной нормальной скорости распространения пламени, об. %;

r1, r2, r3 – содержание отдельных компонентов в сложном газе, об. %;

l1, l2, l3 – содержание отдельных компонентов в сложном газе, дающее макс максимальную скорость распространения пламени, об. %;

U – макси мальная нормальная скорость распространения пламени в смеси сложно го газа с воздухом, м/с;

Uн1, Uн2, Uн3 – максимальные нормальные скорости распространения пламени горючих компонентов сложного газа в смеси с воздухом, м/с.

Эти формулы строго справедливы в том случае, если компоненты, вхо дящие в состав сложных газов, имеют одинаковую природу (все виды при родных и сжиженных углеводородных газов). Для смесей природных и искус ственных газов они дают только приближенные значения. Кроме того, они пригодны для газов, не содержащих балластных примесей (азот и углеки слота), которые приводят к снижению скорости распространения пламени.

Таблица 3. Значения максимальных нормальных скоростей распространения пламени в газовоздушных смесях при t = 20 °С и Р = 760 мм рт. ст.

Содержание газа в газо- Максимальная нормальная скорость воздушной смеси, об. % распространения пламени, м/с Наименование смесь с макси- для смеси с мак стехиомет- для стехио газа мальной скоро- симальной скоро рическая метрической стью распростра- стью распростра смесь смеси нения пламени нения пламени Водород 29,5 42,0 1,6 2, Окись углерода 29,5 43,0 0,3 0, Метан 8,5 10,5 0,28 0, Этан 5,68 6,3 0,32 0, Пропан 4,04 4,3 0,31 0, Н-бутан 3,14 3,3 0,30 0, Этилен 6,56 7,0 0,50 0, Пропилен 4,47 4,8 0,37 0, Бутилен 3,38 3,7 0,38 0, Ацетилен 7,75 10,0 1,0 1, Для газов, содержащих балластные примеси, скорость распростране ния пламени, м/с, макс U H U H (1 0,01N 2 0,012CO2 ), где N2 и СО2 – содержание в сложном газе азота и двуокиси углерода, об. %.

Значительное влияние на скорость распространения пламени оказыва ет предварительный подогрев газовоздушной смеси. По опытным данным, эта скорость, м/с, может быть определена по следующей приближенной зависимости [35]:

T T2 T U U, H H T T где U H2 – скорость распространения пламени в холодной смеси с темпе ратурой Т2, К;

U H1 – скорость распространения пламени в холодной смеси T с температурой Т1, К (см. табл. 3.3).

Так как при предварительном нагреве смеси ее удельный вес изменя ется обратно пропорционально абсолютной температуре, массовые ско рости распространения пламени U H растут пропорционально абсолютной температуре. Это обстоятельство необходимо учитывать при расчете га зовых горелок, работающих на гомогенной смеси, особенно в тех случаях, когда их огневые каналы располагаются в нагретой кладке, где на них воз действует излучение топки, шамотной горки, раскаленных газов и т. п. При этом в первом приближении температуру газовоздушной смеси можно приравнивать к температуре стенки огневого канала горелки.

Рассмотренная выше равномерная скорость распространения пламени относится к случаю, когда трубка имеет небольшую длину (около семи диаметров) и горение осуществляется при сравнительно постоянном дав лении, близком к атмосферному (один конец трубки открыт или соединен с емкостью в 100 раз большей объема трубки). Если длина трубки значи тельна, то равномерное распространение пламени для некоторых газо воздушных смесей может перейти в вибрационное, а затем и в детонаци онное, распространяющееся со скоростью 2000 м/с и более.

Воспламенение смеси при этом происходит не за счет теплопровод ности и медленной молекулярной диффузии, а за счет ударной волны сжатия. Установлено, что детонация возникает преимущественно в сме сях, обладающих относительно высокими скоростями равномерного рас пространения пламени, и что пределы детонации же пределов воспламе нения смеси. Так, например, концентрационные пределы детонации неко торых газокислородных смесей, об. %, следующие: 3,2–3,7 для пропана, 2,8–31 для изобутана, 3,5–92 для ацетилена, 15–90 для водорода.

Давления, возникающие при детонации, могут в 2–3 раза превышать давления, возникающие при тепловом взрыве (см. табл. 3.1).

Пример. Определить максимальную нормальную скорость распростра нения пламени сложного газа в смеси с воздухом. Состав газа, об. %:

CH 4 85,0;

C2 H 6 5,0;

CO2 3,0;

N2 7,0.

Решение. Горючая часть газа составляет 100 (3 7) 90 об. %.

Состав горючей части газа без балластных примесей 85 5,6. об. %.

94,4 об. %;

C2 H CH 90 Содержание горючей части в смеси, дающей максимальную скорость распространения пламени, 94,4 5, Lмакс 10 %.

94,4 / 10,5 5,6 / 6, Максимальная нормальная скорость распространения пламени горю чей части смеси 94,4 5, 3,7 0, 10,5 6, макс UH 10 0,375 м/с.

94,4 5, Максимальная нормальная скорость распространения пламени в газо воздушной смеси с учетом содержания балластных примесей в газе U H 0,375(1 0,01 7 0,012 3) 0,34 м/с.

В следующей лекции будут рассмотрены вопросы устойчивости горе ния.

Контрольные вопросы и задания 1. Что понимают под температурой воспламенения?

2. Что понимают под нижним и верхним концентрационным пределом воспламенения?

3. Как можно рассчитать давление, возникающее при взрыве газов?

4. Что понимают под нормальной скоростью распространения пламени?

5. Приведите значения максимальной нормативной скорости распро странения пламени для различных горючих газов.

6. В каком случае горения имеет место равномерная скорость распро странения пламени?

ЛЕКЦИЯ ПРОБЛЕМЫ УСТОЙЧИВОСТИ ГОРЕНИЯ И МЕТОДЫ ИХ РЕШЕНИЯ План лекции 4.1. Горение в ламинарном потоке.

4.2. Горение в турбулентном потоке.

4.3. Отрыв и проскок пламени. Устойчивость горения.

4.1. Горение в ламинарном потоке В предыдущих лекциях был рассмотрен процесс перемешивания фронта пламени в неподвижной горючей смеси. Теоретически этот фронт может быть остановлен, если организовать встречное движение горючей смеси со скоростью, равной нормальной скорости распространения пламени. По су ществу, любая газовая горелка является прибором, в котором с помощью регулировки подачи газа и воздуха можно остановить фронт пламени газо воздушной смеси. Простейшим примером остановленного фронта пламени является поверхность внутреннего ко нуса лабораторной бунзеновской го релки. Регулируя состав газовоздуш ной смеси, вытекающей из горелки при ламинарном режиме движения, можно добиться появления устойчивого и рез ко очерченного конуса горения. W пот Поверхность этого конуса, или, что то же самое, фронт пламени (непод- WН вижный относительно огневой кромки UH канала горелки) будет двигаться по на- правлению к газовоздушной смеси, вы текающей из горелки. Пламя в этом случае распространяется по нормали к поверхности воспламенения в каждой ее точке. При этом на поверхности ко Wпот нусного фронта пламени осуществля- ется равенство скоростей – проекции скорости потока газовоздушной смеси на нормаль к образующей конуса и Рис. 4.1. Схема конусного фронта нормальной скорости распространения пламени при ламинарном движении пламени (рис. 4.1): газовоздушной смеси: 1 – лабораторная горелка;

2 – внутренний конус;

cos UH.

пот 3 – наружный фронт горнеия H Приведенное равенство носит название закона косинуса, или закона Гуи – Михельсона [19].

Так как при ламинарном движении газовоздушной смеси распределе ние скоростей подчиняется параболическому закону, то для каждой точки, лежащей на образующей конуса, можно определить нормальную скорость распространения пламени.

Для приближенных расчетов обычно принимают скорость прохождения смеси через фронт пламени постоянной, равной U H по всей поверхности конуса. Это позволяет определить нормальную скорость распространения пламени, м/с, путем деления количества проходящей через горелку газо воздушной смеси на поверхность конусного фронта горения:

Vсм, UH S где U H – нормальная скорость распространения пламени, м/с;

Vсм – объ ем газовоздушной смеси, проходящей через горелку, м3/с;

S – поверхность конусного фронта, м2.

Если допустить, что конус имеет правильную геометрическую форму, r 2 Wпот Vсм r UH W, 2 2 2 2 2 RR H rR H R H где R – радиус основания конуса, м;

Н – высота конуса, м;

Wпот – скорость смеси, м/с.

Так как конусный фронт горения не является строгим геометрическим конусом, то для точного определения U H пламя фотографируют, делают графическим путем разбивку фронта пламени на ряд усеченных конусов и, суммируя боковые поверхности, получают общую поверхность конусного фронта пламени S.

Значения нормальных скоростей распространения пламени, определенные методом горелки так же, как и любыми другими методами, одинаковы и равны нормальным скоростям, определенным методом трубки (см. табл. 3.3).

Путем преобразования можно получить зависимость высоты конусного фронта пламени, м, от U H, Wпот и R:

Wпот 1.

HR UH Эта зависимость показывает, что высота конусного фронта пламени для данного вида газа зависит главным образом от размера огневого ка нала горелки. Это значит, что уменьшение высоты пламени может дости гаться дроблением крупных огневых каналов на несколько мелких. Для равнозначных газовоздушных смесей высота конусных фронтов пламени малых каналов может быть определена с достаточной для практики точ ностью по высоте фронта пламени одиночного канала по формуле [14] H, h n где h – высота конусного фронта пламени малого канала;

H – высота конус ного фронта пламени одиночного канала;

п – число малых каналов.

4.2. Горение в турбулентном потоке Горение в ламинарном потоке осуществляется в многочисленных ин жекционных горелках бытовых и коммунальных приборов, отопительных печей, секционных котлов с малой поверхностью нагрева и других прибо ров, работающих с низкими тепловыми нагрузками. При работе горелок со значительными и высокими тепловыми нагрузками (горелки промышлен ных котлов, печей, сушил и т. п.) горение, как правило, происходит при турбулентном движении газовоздушной смеси. При переходе ламинарного потока в турбулентный гладкий конусный фронт пламени вследствие вих ревого движения и пульсации начинает размываться и терять четкое ко нусное очертание. При этом наблюдаются два характерных вида горения, соответствующих мелкомасштабной и крупномасштабной турбулентности.

При мелкомасштабной турбулентности, не превышающей толщины зоны ламинарного горения, конусный фронт пламени сохраняет свою форму и остается гладким, хотя толщина зоны горения увеличивается. Если же масштаб турбулентности несколько превышает толщину зоны нормально го горения, поверхность конусного фронта горения становится неровной и волнистой, имеющей как бы выступы и впадины.

Это ведет к увеличению суммарной поверхности фронта горения и, как следствие, к способности одновременного сжигания больших количеств горю чей смеси на единицу поперечного сечения потока.

Наглядной иллюстрацией относительного изменения турбулентной ско рости распространения пламени в зависимости от критерия Рейнольдса являются опытные данные, приведенные на рис. 4.2.

Кривая графика показывает, что скорость распространения пламени не зависит от скорости потока при ламинарном движении газовоздушной смеси и начинает резко увеличиваться при переходе к турбулентному движению.

При крупномасштабной турбулентности, значительно превышающей толщи ну зоны ламинарного горения, волнение поверхности фронта пламени дос тигает такой величины, что от него начинают отрываться отдельные не большие объемы (частицы) горящей смеси, дробящиеся последующими пульсациями. Фронт пламени при этом теряет свою целостность и превра щается в систему отдельных очажков горения в виде равных, расчленяю щихся и сгорающих в потоке частиц горючей смеси. Таким образом, при крупномасштабной турбулентности (создаваемой как турбулентным потоком, так и самим процессом горения) поверхность фронта пламени, слагаясь из поверхностей всех горящих частиц, увеличивается, приводя к резкому росту скорости распространения пламени. Способствует этому и то, что в данном случае может происходить не только фронтовое горение, распространяю щееся со скоростью Vn, но и объемное, возникающее за счет турбулентных пульсаций раскаленных продуктов горения в свежую смесь.

UT UH Re 0, 40· 1 4 6 10 Ламинарное течение Турбулентное течение Рис. 4.2. Увеличение скорости распространения пламени смеси городского газа с воздухом в зависимости от числа Re Следовательно, суммарная скорость распространения пламени при крупномасштабной турбулентности определяется тем или иным сочетани ем элементов фронтового и объемного горения.

Турбулентную скорость распространения пламени применительно к фрон товой модели горения обычно выражают следующей зависимостью [20]:

' UT UH 1 B, UH где UТ – скорость распространения пламени в турбулентном потоке, см/с;

U H – нормальная скорость распространения пламени, см/с;

' – средне квадратичная пульсационная скорость, зависящая от средней скорости по тока, см/с;

В – безразмерный коэффициент, зависящий от физико-хими ческих свойств газа, близкий к 1.

Эта формула показывает, что при отсутствии пульсации турбулентная скорость горения становится равной нормальной скорости распростране ния пламени. Наоборот, если пульсационная скорость значительно пре вышает нормальную, турбулентная скорость горения становится малоза висимой от физико-химических свойств горючей смеси, т. е. от U H :

';

UT B '.

Последнее подтверждается и экспериментальными наблюде Турбулентная скорость пламени, см/с ниями, показывающими сравни тельно малую зависимость ско рости сгорания различных гомо генных газовоздушных смесей в промышленных топках от нор мальной скорости распростране ния пламени. Последняя форму ла хотя и вскрывает физическую характеристику турбулентной скорости распространения пла мени, не может быть использова на в практических расчетах глав ным образом по причине трудно стей определения пульсационных скоростей.

В этом отношении заслужива ют значительного интереса иссле дования Г. Вильямса и Л. Болин гера [40], изучавших процесс тур булентного горения ацетилена, этилена и пропана на бунзеновс Число Re в трубке горелки ких горелках разных диаметров в диапазоне критерия Рейнольдса Рис. 4.3. Значения турбулентной Результаты скорости распространения пламени 3000 Re 3500.

в зависимости от вида газа, этих исследований показаны на диаметра кратера горелки и Re рис. 4.3.

Приведенные кривые свидетельствуют о том, что турбулентная скорость горения зависит от вида горючего газа, диаметра огневого канала горелки и степени турбулентности потока. При этом увеличение турбулентной скорости распространения пламени с ростом критерия Рейнольдса сначала происхо дит более быстро, а затем замедляется.

В результате приближенного подсчета поверхности турбулентного фронта горения и отработки экспериментальных данных была получена следующая эмпирическая зависимость [40]:

U T 0,1761 U H d 0,256 Re 0,238, где U T – турбулентная скорость распространения пламени, см/с;

U H – нор мальная скорость распространения пламени, см/с;

d – диаметр огневого ка нала горелки, см;

Re – критерий Рейнольдса, определенный по средней ско рости истечения газовоздушной смеси и диаметру огневого канала горелки.

Расчеты, проведенные по указанной формуле, показывают, что они не всегда согласуются с практическими данными. Вызывается это, вероятно, тем, что формула не учитывает подогрева газовоздушной смеси в при стенной части огневого канала горелки и влияния объемного горения.

Так как теория турбулентного горения разработана недостаточно и представляет весьма сложную задачу, то в действительности приходится довольствоваться приближенными данными, полученными из практики или отдельных экспериментов.

4.3. Отрыв и проскок пламени. Устойчивость горения При горении газовоздушных смесей в ламинарном потоке устойчивой частью конусного фронта пламени является только его нижняя перифе рийная часть, прилегающая к кромке огневого канала горелки. Объясняет ся это тем, что в этом месте фронт пламени за счет тормозящего действия стенки канала развернут по горизонтали. Последнее приводит к тому, что на этом участке фронта происходит полная компенсация скорости газо воздушного потока скоростью распространения пламени, так как в этом месте cos = 1,0. Равенству скоростей U H = Wпот соответствует и то, что снижение скорости распространения пламени за счет охлаждения смеси стенкой канала сопровождается одновременным снижением скорости по тока у стенки при тормозящем воздействии последней. На всем остальном конусном участке фронта пламени компенсация имеет частичный характер и осуществляется только в направлении, нормальном к фронту горения (Wnoт – sin ). Вторая составляющая (U H = Wпот cos ) остается неурав новешенной и сносит точку воспламенения от основания конуса к его вер шине (рис. 4.4). Таким образом, стабилизация конусного фронта горения обусловливается наличием постоянного источника зажигания в виде коль цевого пояска, без которого остальная часть фронта была бы снесена по током газовоздушной смеси. При повышении форсировки горелки, т. е. при переходе ламинарного режима движения в турбулентный, ширина за жигающего пояска начинает уменьшаться, пока не станет ничтожно малой.

В этом случае устойчивость фронта горения нарушается, и пламя на чинает отрываться от кромки горелки. Наоборот, при чрезмерном сниже нии форсировки горелки скорость распространения пламени в кольцевой пристенной области (не на стенке) может превышать скорость потока, и пламя начинает втягиваться внутрь сместителя горелки (рис. 4.5). Первый случай получил название отрыва пламени, а второй – проскока, или об ратного удара пламени.

Скорость смеси, м/с Диаметры огневых каналов, мм Рис. 4.5. Скорость отрыва одиночного пламени Рис. 4.4. Схема прямой Uн = Wпот в открытой атмосфере смесей природного газа при ламинарном движении с воздухом в зависимости от размера огневых газовоздушной смеси: 1 – стенка каналов и содержания первичного воздуха горелки;

2 – фронт пламени В практике при отрыве пламени наблюдаются следующие явления:

– срыв пламени с горелки, вызывающий его погасание;

– отрыв от кромки огневого канала, когда пламя достигает нового дос таточно устойчивого положения в потоке над горелкой;

– срыв поднятого пламени, ведущий к его погасанию;

– обратный отброс приподнятого факела к кромке огневого канала го релки;

– создание взвешенного пламени при движении струи на некотором расстоянии от горелки.

Все эти явления для искус ственно нестабилизированного Скорость смеси, м/с пламени (см. ниже) являются недопустимыми, так как приво дят к накоплению в окружаю щей атмосфере или топке про дуктов несгоревшего газа и не завершенного горения, способ ных образовать взрывчатые или токсические смеси.

На рис. 4.6 приведены при ближенные усредненные кри вые отрыва пламени от кромки огневых каналов однофакель ных горелок, работающих в от крытой спокойной атмосфере на смеси холодного природного га за с воздухом. На границе и Диаметры огневых каналов, мм выше указанных кривых начи Рис. 4.6. Скорость отрыва многофакельного нается отрыв пламени, а ниже пламени в открытой атмосфере смесей кривых – устойчивое горение.

природного газа с воздухом в зависимости Кривые показывают, что увели от размера огневых отверстий чение размера огневых каналов и содержания первичного воздуха приводит к увеличению скоро сти потока газовоздушной смеси, при которой происходит отрыв пламени.

Увеличение же содержания первичного воздуха в смеси ведет к снижению скорости отрыва пламени. Объясняется это тем, что поступающий из атмо сферы к кромке огневого канала вторичный воздух резко разбавляет смесь ( 1 1,0), что приводит к снижению скорости распространения пламени.

В практике газоснабжения бытовых и коммунальных потребителей ши рокое распространение получили различные конструкции многофакельных инжекционных горелок с огневыми каналами диаметром от 2 до 6 мм.

Установление скоростей отрыва пламени для этих горелок может произ водиться также по эмпирической формуле 1 VT 3,6 10 3 d T 2, отр 1 a1VT где d – диаметр огневых отверстий, м;

VТ – теоретическое количество возду ха, необходимое для сгорания 1 нм3 газа, м3/мн3;

а1 – коэффициент избытка первичного воздуха;

Т – абсолютная температура стенки огневых каналов, К.

Эта формула показывает, что стабильность горения относительно от рыва пламени растет с увеличением диаметра огневого канала и темпера туры и снижается с увеличением коэффициента избытка воздуха.

При многофакельных горелках стабильность горения повышается так же за счет взаимного влияния пламени. Приведенными графиками и дан ной формулой с достаточной для практики точностью можно руководство ваться как для природных, так и для других газов с почти одинаковыми нормальными скоростями распространения пламени (например, для неф тяных и сжиженных углеводородных газов).

В некоторых случаях отрыв пламени от огневых каналов происходит по причинам, не зависящим от рассмотренных выше факторов. Так, при не правильном расположении горелки и несовершенном отводе продуктов сгорания последние могут попасть в инжектор горелки и привести к отрыву пламени. Отрыв в этом случае происходит за счет снижения скорости рас пространения пламени в газовоздушной смеси, разбавленной инертными газами. Причиной отрыва может быть и высокая скорость вторичного возду ха, сдувающего пламя с огневых каналов, а также такое расположение го релки, при котором инжектор и огневые каналы находятся в резко различных условиях наружного давления (например, расположение инжектора в атмо сфере помещения, а распределительного коллектора с огневыми каналами – в топке котла, работающей в условиях переменных разрежений).

Недопустимым является не только отрыв, но и проскок пламени внутрь сместителя горелки. Проскок пламени обычно сопровождается хлопком (взрывом) и приводит либо к угасанию пламени и выходу несгоревшей смеси в помещение или топку, либо к горению смеси внутри горелки. В по следнем случае происходит нарушение поступления первичного воздуха и резко возрастает химический недожог, приводящий к наличию в отходя щих газах не только окиси углерода, но и других продуктов незавершенно го горения. Тенденция пламени к проскоку зависит от вида горючего газа (нормальной скорости распространения пламени), содержания первичного воздуха в газовоздушной смеси, размеров огневых каналов, температуры смеси или температуры стенок каналов. Влияние на проскок пламени ока зывают также коэффициент теплопроводности материалов, из которых выполнены огневые каналы, их форма, глубина и качество изготовления (наличие заусениц, обломов краев и т. п.).

В табл. 4.1 и 4.2 приведены экспериментальные значения скоростей га зовоздушных смесей природных и сжиженных углеводородных газов, при которых происходит проскок пламени внутрь смесителей инжекционных горелок. Данные таблиц показывают, что скорость смеси, при которой про исходит проскок пламени, зависит от размера огневого канала, коэффици ента избытка первичного воздуха в смеси и вида газа. При этом мак симальная скорость проскока соответствует содержанию воздуха в смеси, близкому к стехиометрическому соотношению.

Таблица 4. Приближенные значения скоростей смесей природного газа с воздухом, при которых происходит проскок пламени, м/с, (температура смеси t = 20 °С) Диаметр Коэффициент избытка первичного воздуха огневого 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1, канала, мм 3,5 0,05 0,10 0,18 0,22 0,23 0, 4,0 0,08 0,12 0,22 0,25 0,26 0, 5,0 0,09 0,16 0,27 0,31 0,32 0, 6,0 0,11 0,18 0,32 0,38 0,38 0, 7,0 0,13 0,22 0,38 0,44 0,45 0, 8,0 0,15 0,25 0,43 0,50 0,52 0, 9,0 0,17 0,28 0,48 0,57 0,58 0, 10,0 0,20 0,30 0,54 0,64 0,65 0, Таблица 4. Приближенные значения скоростей смесей сжиженного углеводородного газа с воздухом, при которых происходит проскок пламени, м/с (температура смеси t = 20 °С) Диаметр Коэффициент избытка первичного воздуха огневого 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1, канала, мм 0,08 0,12 0,21 0,25 0,25 0, 3, 4,0 0,09 0,14 0,25 0,29 0,29 0, 5,0 0,11 0,18 0,31 0,36 0,37 0, 6,0 0,13 0,21 0,37 0,44 0,45 0, 7,0 0,15 0,25 0,44 0,50 0,51 0, 8,0 0,18 0,28 0,50 0,57 0,58 0, 9,0 0,20 0,32 0,56 0,65 0,65 0, 0,23 0,35 0,62 0,74 0,75 0, 10, Максимальные значения скоростей проскока пламени ( = 0,95) могут определяться по следующим приближенным зависимостям:

– для природного газа, м/с, 0,73 10 3 d T 2 ;

пр – для сжиженного углеводородного газа, м/с, 0,88 10 3 d T 2, пр где d – диаметр огневых каналов, м;

Т – абсолютная температура смеси или стенки канала, К.

В практических расчетах максимальные скорости вылета смеси, при ко торых происходит проскок пламени, наиболее часто принимаются по экс периментальным данным [19, 20]. Эти исследования производились на се рийных инжекционных горелках с прямыми смесителями в условиях, при ближающихся к сжиганию газа на промышленных установках.

С целью изучения влияния на проскок пламени физико-химических ха рактеристик газов исследования проводились на природном и сланцевом газах, а также на их смесях.

Обобщение многочисленных экспериментальных данных позволило получить следующие зависимости скоростей проскока пламени для любых видов горючих газов, м/с, применяющихся для газоснабжения городов:

– при сжигании газа в окружающей атмосфере открытым факелом 4,5 10 3 VH d / a ;

пр – при сжигании газа в топке с керамическим туннелем 7,75 10 3 VH d / a, пр где пр – скорость проскока пламени, соответствующая коэффициенту из бытка первичного воздуха ( 1 = 1) м/с;

d – диаметр огневого канала горел ки, м, VH – нормальная скорость распространения пламени, м/с;

– коэффициент температуропроводности газовоздушной смеси, см /c.

Для смеси природного газа с воздухом (при 1 = 1, t = 20 °С) коэффи циент температуропроводности составляет около 20–10–6 м2/c, нормаль ная скорость распространения пламени – 0,36 м/с.

Подставляя приведенные значения в формулы, получим следующие максимальные значения скоростей смеси природного газа с воздухом, м/с, при которых еще возможен проскок пламени:

– для горелок, работающих в открытой атмосфере, и для горелок с водо охлаждаемым огневым насадком, установленным в туннеле топки, 30d ;

пр – для горелок без водоохлаждаемых насадков, установленных в тунне ле топки, 50d, пр где d – диаметр огневого канала горелки для сжигания природного газа, м.

На рис. 4.7 приведены Скорость газовоздушной смеси, м/с приближенные значения ско ростей проскока пламени сте хиометрических смесей при родного и сжиженного углево дородного газа с воздухом.

4 Опыты проводились на пря мых серийных неохлаждае мых инжекционных горелках, устанавливаемых в открытой атмосфере, и в тщательно выполненных туннелях, пре дотвращающих чрезмерный нагрев торцов и стенок огне вых каналов горелок. Однако и при этом скорости проскока пламени в горелках, установ Диаметры огневых каналов, мм ленных в туннелях, были Рис. 4.7. Максимальные скорости проскока пламени значительно выше скоростей (в пересчете на t = 0 °С и Р = 760 мм рт. ст.) проскока пламени в горелках, инжекционных однофакельных горелок для смесей размещенных в открытой ат природных и сжиженных углеводородных газов мосфере. При этом разница в с воздухом при = 1,0: 1 – природный газ (горелка в открытой атмосфере);

2 – сжиженный газ, то же;

скоростях проскока возраста ла с увеличением размера 3 – природный газ (огневой канал горелки огневого канала горелок. При установлен в туннеле);

4 – сжиженный газ, то же установке горелок в непра вильно или небрежно выполненном туннеле, а также при установке в тун нель горелок с близко расположенным коленом проскоки пламени наблю дались при бльших по сравнению с показанными на графике скоростях.

Объясняется это как чрезмерным нагревом кромок и стенок огневых кана лов горелок, так и созданием за счет колена неравномерного по сечению скоростного поля потока.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что пре делы устойчивой работы горелок ограничиваются скоростью отрыва и ско ростью проскока пламени.

На рис. 4.8 приведены экспериментальные кривые, характеризующие скорости потока смеси природного газа с воздухом, при которых происхо дит отрыв и проскок пламени в зависимости от содержания первичного воздуха в смеси и размера огневых каналов горелок. Наклонные кривые характеризуют отрыв пламени, а U-образные кривые 2 – проскок пламени в сместитель горелки. Устойчивость пламени определяется размером ор динат между кривыми отрыва и проскока. Характер хода этих кривых сви детельствует о резком снижении устойчивости пламени по мере увеличе ния содержания первичного воздуха в смеси. Наоборот, повышение устой чивости пламени происходит при снижении содержания первичного возду ха в смеси и достигает максимума при 1 = 0, т. е. при переходе к диффу зионному горению.

Скорость смеси, м/с Желтые края Отрыв пламени пламени Проскок пламени Коэффициент избытка первичного воздуха, Рис. 4.8. Пределы устойчивости желтых краев пламени:

1 – кривые отрыва пламени;

2 – кривые проскока пламени;

3 – кривые желтых краев пламени Такое сжигание, однако, во многих случаях является недопустимым, поскольку приводит к появлению желтого яркосветящегося пламени, сви детельствующего о неполноте сгорания газа. Содержание первичного воз духа в смеси, при котором возникают желтые языки пламени, для приве денных размеров горелок показано вертикальными кривыми 3. Для сжига ния газа в установках, где недопустимо светящееся пламя (бытовые газо вые плиты, котлы с низкими топками и др.), содержание первичного возду ха в смеси принимается несколько больше того количества, при котором возникают желтые края пламени.


При необходимости работы горелок без проскока пламени на очень низ ких форсировках содержание первичного воздуха в смеси принимается не сколько меньшим, чем требуется по верхнему пределу воспламеняемости.

Предотвращение проскока пламени при большом содержании первич ного воздуха в смеси, в том числе и при 1 = 1,0, достигается уменьшением размеров огневых каналов до величин, меньше критических.

Для расширения диапазона устойчивости горения любых горючих газо воздушных смесей скорость потока принимается в несколько раз большей скорости отрыва. Предотвращение отрыва пламени в этих случаях достига ется различными искусственными стабилизаторами (рис. 4.9). Стабилизатор представляет собой оголовок инжекционной горелки, в котором часть горю чей смеси (5–10 %) проходит через боковые отверстия 1 в канал 2, где воз никает спокойное кольцевое пламя, окружающее основной поток. Стабили зирующее действие этого устройства базируется на предотвращении раз бавления основного потока в корне факела избыточным воздухом, а также на подогреве и поджигании основной струи по всей ее периферии.

а б в г 1 Рис. 4.9. Схемы стабилизаторов горения в отношении отрыва пламени:

а – кольцевой стабилизатор;

б – стабилизатор в виде цилиндрического туннеля;

в – стабилизатор в виде осесимметричного тела;

г – стабилизатор в виде шамотной наброски;

1 – боковые отверстия;

2 – канал Размеры боковых отверстий, формирующих кольцевое пламя, принима ются несколько меньше критических величин (для природных и сжиженных углеводородных газов – 2–3 мм). Еще более надежное действие в отноше нии отрыва достигается при помощи огнеупорных туннелей (рис. 4.9, б). Ста билизирующее действие этого устройства основано на рециркуляции части раскаленных продуктов горения к корню струи, возникающей за счет созда ваемого струёй разрежения. Конструкции стабилизирующих туннелей и их оптимальные размеры могут быть различны в зависимости от типа горелок и способов их установки в топках. В тех случаях, когда установка кольцевых и туннельных стабилизаторов горения нецелесообразна или неудобна, приме няются U-образные стабилизаторы, размещаемые в центральной части по тока газовоздушной смеси (рис. 4.9, в). Их стабилизирующее действие так же, как и туннелей, основано на рециркуляции раскаленных продуктов горе ния. Разница заключается только в том, что рециркулирующие в туннелях продукты горения поджигают струю с периферии, а при U-образных стабили заторах – изнутри. В качестве простейших стабилизаторов, создающих об ратные токи продуктов горения, применяются также стержни, размещаемые поперек потока смеси. В отдельных случаях для стабилизации горения ис пользуются шамотные наброски (горки), размещенные в непосредственной близости от кратера горелки. Схема устройства и действия таких стабилиза торов приведена на рис. 4.9, г [19, 20, 46].

Контрольные вопросы и задания 1. Дайте характеристику распространения пламени в ламинарном потоке.

2. Охарактеризуйте распространение пламени в турбулентном потоке.

3. Что такое отрыв пламени и каковы его последствия?

4. Что такое проскок пламени и каковы его последствия?

5. Какие вы знаете методы стабилизации пламени?

6. При каких значениях скоростей может произойти проскок пламени при сжигании природного и сжиженного газа?

7. Как можно рассчитать максимальные значения скоростей смеси газа с воздухом, при которых возможен проскок пламени?

ЛЕКЦИЯ ПРИНЦИПЫ ГОРЕНИЯ ГАЗОВ План лекции 5.1. Классификация методов организации процесса горения газов и их особенности.

5.2. Характеристика диффузионного, кинетического и диффузионно кинетического способов горения газов.

5.1. Классификация методов организации процесса горения газов и их особенности По современным воззрениям, организация процессов горения газа в потоке с воздухом основывается на различных принципах, предельными из которых являются кинетический и диффузионный.

Эти термины являются условными, так как любой процесс горения за висит от тех или иных сочетаний кинетических и диффузионных факторов.

Вместе с этим они удобны, поскольку позволяют обобщенно характери зовать степень подготовки к сжиганию газовоздушной смеси, вид, структу ру и размеры различного пламени, а также протекающие в нем процессы.

При кинетическом принципе предварительно (до начала процесса горения) создается однородная горючая смесь, содержащая воздух в несколько большем количестве, чем требуется по стехиометрическим соотношениям.

Сгорание такой смеси происходит в коротком местном прозрачном факеле без видимых пиролитических процессов, приводящих к термическому рас паду углеводородов и образованию в пламени сажистых частиц.

Процесс горения может протекать при неограниченно высоком объемном теплонапряжении и почти без химического недожога. Недостатком кинетиче ского принципа являются низкая устойчивость пламени в отношении отрыва и проскока, невозможность регулировки скорости сгорания горючей смеси и трудность сжигания газа с предварительно нагретым воздухом. Обычно для сжигания газа по этому принципу применяются специальные смесители или инжекционные горелки, подготавливающие однородную газовоздушную смесь с коэффициентом избытка первичного воздуха 1 = 1,02–1,05. При меньшем содержании первичного воздуха в однородной смеси ( 1 1,0) по кинетическому принципу протекает только начальная стадия горения до использования кислорода, содержащегося в смеси.

Оставшиеся горючие газы и продукты незавершенного горения сгорают за счет диффузии внешнего кислорода, т. е. по диффузионному принципу.

Особенностью факела при 1 1 является наличие двух видимых фронтов горения: внутреннего, возникающего за счет первичного воздуха, и наруж ного, образующегося за счет диффузии кислорода из окружающей пламя среды (рис. 5.1). Длина пламени при таком горении (из-за растянутости процесса смешения) возрастает, а температура несколько снижается.

Устойчивость пламени и его прозрачность (при прочих равных условиях) зависят от содержания первичного воздуха в смеси. При этом чем выше содержание первичного воздуха в смеси, тем ниже устойчивость пламени, больше его прозрачность и наоборот. Принцип сжигания газа с содер жанием первичного воздуха в смеси 1 1,0 является промежуточным ме жду кинетическим и диффузионным принципами. Он получил широкое распространение во всех конструкциях газовых бытовых и других при боров, оборудованных инжекционными горелками. Содержание первично го воздуха в смеси принимается в зависимости от вида газа таким, чтобы в пламени не протекали пиролитические процессы и обеспечивалась его ес тественная стабильность при изменении тепловой нагрузки в любых воз можных в практике пределах.

5.2. Характеристика диффузионного, кинетического и диффузионно-кинетического способов горения газов При диффузионном принципе сжигания ( 1 = 0) процессы горения и сме шения развиваются параллельно. Так как процессы смешения протекают зна чительно медленнее процессов горения, то скорость и полнота сгорания оп ределяются скоростью и полнотой смешения газа и воздуха. Смешение газа с воздухом при этом принципе сжигания может протекать либо путем медлен ной молекулярной диффузии, либо путем турбулентной диффузии, вклю чающей в себя и молекулярную как конечную стадию. Соответственно этому различаются скорости горения и структура диффузионного пламени (рис. 5.1).

б а Pис. 5.1. Структура свободного диффузионно го пламени: а – ламинарное пламя: 1 – конус ное ядро;

2 – зона образования смеси из газа и продуктов горения;

3 – зона образования Воздух Воздух смеси из продуктов сгорания и воздуха;

4 – граница между зонами;

б – турбулентное пламя: 1 – конусное ядро;

2 – горящая струя;

3 – зона интенсивного горения с высоким содержанием продуктов сгорания;

4 – зона горения с преобладанием в ней воздуха Газ Газ На рис. 5.1, а приведена упрощенная схема свободного ламинарного факела, возникающего за счет взаимной молекулярной диффузии газа и воздуха. Внутри конусного ядра 1 находится чистый газ, вытекающий из трубки при ламинарном режиме течения. В зоне 2 образуется смесь, со стоящая из газа и продуктов горения, а в зоне 3 – смесь из продуктов сгора ния и окружающего воздуха. Граница 4 между зонами 2 и 3 представляет со бою гладкий конусный фронт пламени, к которому снаружи диффундируют молекулы воздуха, а изнутри – молекулы газа. Образовавшиеся во фронте пламени продукты горения диффундируют навстречу газу, интенсивно на гревая его в предпламенной зоне, и частично вытесняются в окружающий факел воздух. Нагрев газа раскаленными продуктами, не содержащими ки слорода, приводит к частичному термическому распаду углеводородов и об разованию сажистых частиц, придающих пламени яркую светимость. Досто инствами такого сжигания являются высокая устойчивость пламени при из менении тепловых нагрузок от нуля до максимально возможных по условиям отрыва величин, сравнительное постоянство температуры по всей высоте (длина пламени), возможность распределения пламени по большим поверх ностям любых форм, компактность горелок и простота их изготовления.

Характерными особенностями этого способа сжигания являются также значительная высота пламени, низкая интенсивность горения, неизбеж ность пиролитических процессов при сжигании углеводородных газов, не допустимость омывания пламенем теплообменных поверхностей, необхо димость создания значительных топочных объемов, обеспечивающих сво бодное развитие пламени, и наличие в отходящих газах продуктов неза вершенного горения. По этим причинам смешение газа и воздуха за счет молекулярной диффузии применяется только в топках, которые не нужда ются в высоких объемных теплонапряжениях и где может быть обеспечено свободное развитие пламени (например, в топках секционных и некоторых водотрубных котлов). Однако и в этих случаях необходимо дробить газо вый поток на тонкие струи и направлять их для интенсификации смешения и горения под углом к потоку воздуха.


Значительная интенсификация горения достигается применением ес тественной и искусственной турбулизации смешивающихся потоков. На рис. 5.1, б показана упрощенная схема свободного турбулентного факела, построенная на основании химического анализа проб, отбираемых из раз личных участков горящей струи 2. В отличие от ламинарного факела здесь нет четкого конусного фронта горения: он размыт и в той или иной мере разрушен пульсациями на отдельные частицы. Анализами устанавливает ся наличие ядра чистого газа 1, зоны сравнительно медленного горения с преобладающим содержанием в ней газа, размытой зоны наиболее ин тенсивного горения 3 с наиболее высоким содержанием продуктов сгора ния и горящей зоны 4 с преобладанием в нeй воздуха. При этом четких границ между указанными зонами нет, и они непрерывно смещаются в за висимости от степени турбулизации потока.

Особенностями турбулентного диффузионного факела, сравнительно с ламинарным, являются протекание процесса горения по всему объему, повышение интенсивности горения, большая прозрачность пламени и меньшая его устойчивость по отношению к отрыву.

Сжигание газа по диффузионному принципу получило широкое распро странение в топках промышленных котлов и печей. При этом для интен сификации процесса горения используется как естественная (за счет по вышения скоростей), так и искусственная турбулизация воздушного и газо вого потоков. Последняя наиболее часто решается закруткой воздушного потока направляющими лопатками и выдачей в этот поток под различными углами тонких струй газа. Диффузионное горение может быть переведено в кинетическое или промежуточное, если создать условия, при которых процессы смешения будут несколько опережать процессы горения.

В практике это достигается устройством дополнительного участка смеше ния между турбулентным завихрителем и туннелем или амбразурой.

Это приводит к образованию однородной или близкой к ней смеси с 1 1,0, сгорающей в прозрачном факеле. Исследования показывают, что такой способ является достаточно действенным для улучшения процессов смешения и снижения химического недожога газа. Перенос же процессов смешения и горения в топку сопровождается, как правило, возникновением светящегося пламени и повышением химического недожога, в особеннос ти в секционных и экранированных топках котлов. Имеющиеся в некоторых литературных источниках указания о преимуществе светящегося (сажисто го) пламени сравнительно с прозрачным обычно не подтверждаются прак тикой сжигания газа в топках экранированных котлов и распространенных промышленных печей. Объясняется это тем, что повышение светимости в обычных условиях сжигания углеводородных газов связано с растянуто стью процессов смешения и горения и, как следствие, с некоторым сниже нием температуры пламени. Количество же тепловой энергии, передавае мое излучением, повышается линейно с увеличением степени черноты из лучающего тела и пропорционально четвертой степени абсолютной тем пературы, ккал/м2 ч [4, 29]:

c0 T 4.

E Таким образом, характеризуя различные принципы сжигания горючих газов, установили, что существуют следующие методы: диффузионный, смешанный (диффузионно-кинетический) и кинетический (с полным пред варительным смешением газа с воздухом).

Контрольные вопросы и задания 1. Какие принципы сжигания газов вы знаете?

2. Дайте характеристику диффузионного принципа сжигания газов.

3. Дайте характеристику кинетического способа сжигания газов.

4. Охарактеризуйте диффузионно-кинетический метод сжигания газов.

5. Охарактеризуйте структуру свободного диффузионного пламени в случаях ламинарного и турбулентного горения.

6. В чем принципиальное отличие строения ламинарного и турбулент ного пламени?

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Теория горения и взрыва является одной из важнейших дисциплин ма тематического и естественно-научного цикла. При написании курса лекций автором были обобщены, систематизированы и проанализированы отече ственные и зарубежные монографии, а также учебники и учебные пособия по теории горения и взрыва. В первой части данного сборника рассмотре ны важные вопросы развития науки о горении, физико-химические свойст ва горючих газов и веществ, а также продуктов сгорания, изложены теоре тические основы горения в свете современных представлений теории го рения и взрыва, дан подробный анализ цепного механизма реакций горе ния на примере горючих газов: водорода и углеводородов, описаны прак тические вопросы повышения устойчивости горения, теплового воспламе нения и способов стабилизации горения, а также приведена классифика ция методов организации процесса сжигания газов и характеристика раз личных способов их сжигания.

Понимая, что в данном курсе лекций не все может оказаться удачным, любые отзывы, пожелания и замечания по его содержанию автор воспри мет с благодарностью и признательностью.

Автор считает необходимым выразить особую благодарность заведую щему кафедрой «Техносферная и экологическая безопасность» ПГУПС д.т.н., профессору Т.С. Титовой и заведующему кафедрой «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» ДВФУ д.т.н., профессору А.И. Агошкову за большой труд по рецензированию рукописи учебного пособия и ценные советы при подготовке её к изданию.

ПРИЛОЖЕНИЕ ТЕСТЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ «ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ И ВЗРЫВА»

Вариант № 1. Какой прибор служит для измерения избыточного давления газа:

1) барометр-анероид;

2) газовый счетчик;

3) манометр;

4) ареометр?

2. Кто из отечественных ученых разработал теорию цепных реакций:

1) Иванов;

2) Семенов;

3) Левин;

4) Померанцев?

3. Каково содержание кислорода в воздухе:

1) 79 % об.;

2) 21 % об.;

3) 100 % об.;

4) 45 % об.?

4. Как называется температура горения при условии адиабатического процесса сжигания газа:

1) теоретическая;

2) калориметрическая;

3) жаропроизводительность;

4) адиабатическая?

5. Кто автор зависимости, по которой определяют концентрационные пределы воспламенения:

1) Семенов;

2) Ле Шателье;

3) Аррениус;

4) Зельдович?

6. Кто из российских ученых внес весомый вклад в развитие теории горе ния:

1) Хитрин;

2) Семенов;

3) Петров;

4) Зельдович;

5) Франк-Каменецкий;

6) Ионин?

Продолжение приложения 7. Какое название получила температура горения при сжигании газа при и с учетом физической теплоты газа и воздуха:

1) теоретическая;

2) адиабатическая;

3) жаропроизводительность;

4) калориметрическая;

5) действительная;

6) максимальная?

8. Кто из ученых установил наличие экспоненциальной зависимости между константой скорости реакции и температурой:

1) Ломоносов;

2) Зельдович;

3) Аррениус;

4) Льюис;

5) Эльбе;

6) Семенов?

9. При каком горении скорость реакции достигает наибольшего значения:

1) диффузионном;

2) кинетическом;

3) смешанном;

4) во всех перечисленных;

5) атмосферном?

10. Какой критерий устанавливает ламинарное или турбулентное горение:

1) Фруда;

2) Прандтля;

3) Рейнольдса;

4) Грасгофа;

5) Архимеда;

6) Ньютона?

Вариант № 1. Какова зависимость между константой скорости реакции горения и абсолютной температурой:

1) прямо пропорциональная;

2) обратно пропорциональная;

3) экспоненциальная;

4) этой зависимости нет?

Продолжение приложения 2. Кем разработана тепловая теория самовоспламенения газовых смесей:

1) Ломоносовым;

2) Семеновым;

3) Зельдовичем;

4) Арренниусом?

3. Как называется горение, если оно протекает при недостатке окисли теля:

1) полное;

2) смешанное;

3) неполное;

4) кинетическое?

4. Чему равна удельная теплота сгорания условного топлива:

1) 35 000 кДж/кг;

2) 29 300 кДж/кг;

3) 100 000 кДж/кг;

4) 20 000 кДж/кг?

5. Каково соотношение между килокалорией и килоджоулем:

1) 1 ккал = 1 кДж;

2) 1 ккал = 10 кДж;

3) 1 ккал = 4,19 кДж;

4) 1 ккал = 0,24 кДж?

6. Кто из российских ученых за разработку теории цепных реакций го рения получил Нобелевскую премию:

1) Хитрин;

2) Семенов;

3) Зельдович;

4) Петров?

7. Каково содержание азота по объему в воздухе:

1) 21 % об.;

2) 29 % об.;

3) 79 % об.;

4) 50 % об.?

8. Как называется отношение действительного количества воздуха, подаваемого на горение, к теоретически необходимому:

1) расход воздуха;

2) коэффициент горения;

3) коэффициент избытка воздуха;

4) коэффициент разбавления?

Продолжение приложения 9. Какой объем при нормальных условиях занимает каждый киломоль любого газа:

1) 22 м3;

2) 22,4 м3;

3) 24 м3;

4) 122 м3?

10. Как называется величина, показывающая, во сколько раз теплота сгорания газа больше теплоты сгорания условного топлива:

1) коэффициент приведения;

2) тепловой эквивалент;

3) коэффициент сравнения;

4) тепловой коэффициент?

Вариант № 1. Кто из перечисленных ученых заложил основы теории распростране ния пламени:

1) Бекон и Бойль;

2) Ломоносов и Лавуазье;

3) Михельсон и Ле Шателье;

4) Фарадей и Бунзен?

2. В каких единицах (градусах) системы СИ измеряется температура газа:

1) Цельсия;

2) Фаренгейта;

3) Реомюра;

4) Кельвина?

3. Какие компоненты входят в состав продуктов неполного горения:

1) водяные пары;

2) углеводороды;

3) углекислый газ;

4) сернистый газ?

4. При каком виде горения пламя становится коротким с максимальной температурой в ядре:

1) диффузионном;

2) кинематическом;

3) кинетическом;

4) динамическом?

5. Теплота сгорания газа бывает:

1) средняя;

2) высокая;

3) высшая;

4) низшая;

5) малая.

Продолжение приложения 6. Какой прибор служит для измерения и контроля атмосферного дав ления воздуха:

1) барометр;

2) манометр;

3) ареометр;

4) газоанализатор?

7. Кто из зарубежных ученых разработал теорию цепных реакций:

1) Фенимор;

2) Льюис;

3) Хиншелвуд;

4) Эльбе?

8. Как называется температура горения при сжигании газа с учетом те плоты диссоциации воды и углекислого газа:

1) действительная;

2) калориметрическая;

3) теоретическая;

4) адиабатическая?

9. Как можно называть горение, если оно происходит с достаточным избытком воздуха:

1) неполное;

2) кинетическое;

3) полное;

4) смешанное?

10. Какие компоненты входят в состав продуктов неполного горения:

1) водяные пары;

2) диоксид углерода;

3) оксид углерода;

4) углеводороды?

Вариант № 1. Кто из русских ученых установил автокаталитический характер хими ческих реакций:

1) Иванов;

2) Петров;

3) Шилов;

4) Семенов?

2. Факторы, влияющие на повышенный выброс сажистых частиц при горении:

1) расход мазута;

2) зольность топлива;

Продолжение приложения 3) теплота сгорания топлива;

4) содержание серы в топливе;

5) давление.

3. Какие компоненты относятся к продуктам полного сгорания:

1) оксид углерода;

2) диоксид углерода;

3) водород;

4) водяные пары?

4. Факторы, влияющие на повышенный выброс оксидов серы при горении:

1) зольность топлива;

2) сернистость топлива;

3) расход топлива;

4) теплота сгорания топлива;

5) тепловой эквивалент.

5. Какой вид горения характеризуется растянутым пламенем с относи тельно равномерной температурой по длине:

1) кинетическое;

2) диффузионно-кинетическое;

3) диффузионное;

4) адиабатное?

6. Какой русский ученый ввел понятие жаропроизводительности (темпе ратуры горения):

1) Ломоносов;

2) Семенов;

3) Менделеев;

4) Левин?

7. Укажите единицы измерения давления газа:

1) бар;

2) баррель;

3) паскаль;

4) джоуль;

5) калория?

8. Основной причиной образования химического недожога газа является:

1) температура горения;

2) скорость горения;

3) большой избыток воздуха;

4) недостаток окислителя.

Продолжение приложения 9. Из перечисленных компонентов укажите те, которые относятся к про дуктам неполного горения:

1) водород;

2) водяные пары;

3) диоксид углерода;

4) оксид углерода.

10. Укажите единицу измерения температуры газа в системе СИ:

1) С;

2) К;

3) F;

4) R;

5) Па.

Вариант № 1. Кто из зарубежных ученых сформулировал идеи современной теории горения:

1) Дальтон и Томсон;

2) Дэви и Румфорд;

3) Вольта и Бертолле;

4) Льюис и Эльбе?

2. В каких единицах в системе СИ измеряется давление газа:

1) в бар;

2) атмосферах;

3) паскалях;

4) миллиметрах ртутного столба?

3. Укажите единицы измерения теплоты сгорания газа:

1) кг/м3;

2) м3/кг;

3) кг/град;

4) кДж/м3;

5) м3/кДж.

4. Укажите компоненты, входящие в состав продуктов неполного горения:

1) сажистые частицы;

2) углеводороды;

3) углекислый газ;

4) угарный газ.

Продолжение приложения 5. В каких единицах измеряется плотность газа:

1) м3/кг;

2) м3/кДж;

3) кг/м3;

4) кДж/м3;

5) кг/град?

6. Какие ученые связаны с исследованиями в области горения:

1) Ломоносов;

2) Лавуазье;

3) Бунзен;

4) Дальтон;

5) Хоттел;

6) Браун?

7. Что является главной причиной образования продуктов неполного сгорания при сжигании газа:

1) чрезмерный избыток воздуха;

2) низкая температура горения;

3) плохое смесеобразование;

4) малые избытки воздуха?

8. Что можно отнести к продуктам полного сгорания топлива:

1) диоксид углерода;

2) углеводороды;

3) водяные пары;

4) оксид углерода?

9.Назовите единицы измерения удельного объема газа:

1) кДж/кг;

2) кг/кДж;

3) кг/м3;

4) м3/кг;

5) м3/град?

10. При каком виде горения наиболее вероятно появление продуктов неполного сгорания:

1) кинетическом;

2) диффузионном;

3) диффузионно-кинетическом;

4) полном?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Абрамович, Г.Н. Прикладная газовая динамика / Г.Н. Абрамович.

– М. : Физматгиз, 2000. – 410 с.

2. Ахмедов, Р.Б. Технология сжигания горючих газов и жидких топлив / Р.Б. Ахмедов, Л.М. Циркульников. – СПб. : Недра, 2002. – 283 с.

3. Ахмедов, Р.Б. Дутьевые газогорелочные устройства / Р.Б. Ахмедов.

– М. : Недра, 2001. – 354 с.

4. Брук, Ю.Г. Сжигание газа в нагревательных печах / Ю.Г. Брук.

– СПб. : Недра, 2003. – 195 с.

5. Брюханов, О.Н. Газифицированные котельные агрегаты : учебник / О.Н. Брюханов. – М. : ИНФРА-М, 2005. – 392 с.

6. Борщов, Д.Я. Защита окружающей среды при эксплуатации котлов малой мощности / Д.Я. Борщов, А.Н. Воликов. – М. : Стройиздат, 2005.

– 197 с.

7. Буянов, А.Б. Очистка дымовых газов / А.Б. Буянов, В.И. Крылов, В.Д. Катин. – СПб. : Изд-во ПГУПС, 1999. – 51 с.

8. Внуков, А.К. Защита атмосферы от выбросов энергообъектов / А.К. Вну ков. – М. : Энергоиздат, 2002. – 265 с.

9. Воликов, А.Н. Сжигание газов и жидкого топлива в котлах малой мощности / А.Н. Воликов. – СПб. : Недра, 2003. – 190 с.

10. Вулис, Л.А. Основы теории газового факела / Л.А. Вулис. – СПб. :

Энергия, 1998. – 203 с.

11. Гринин, А.С. Безопасность жизнедеятельности : учеб. пособие / А.С. Гринин, В.Н. Новиков. – М. : Гранд, 2002. – 287 с.

12. Гринин, А.С. Экологическая безопасность : учеб. пособие / А.С. Гри нин, В.Н. Новиков. – М. : Гранд, 2001. – 296 с.

13. Друскин, Л.И. Использование газа в котлах и технологических уста новках / Л.И Друскин. – М. : Недра, 1999. – 262 с.

14. Еринов, А.Е. Рациональные методы сжигания газового топлива / А.Е. Еринов. – Киев : Техника, 1999. – 252 с.

15. Елисеев, Г.Г. Экологические проблемы сжигания топлива и пути их решения / Г.Г. Елисеев, В.Д. Катин. – Хабаровск : ТОГУ, 2008. – 134 с.

16. Зельдович, Я.Б. Окисление азота при горении / Я.Б. Зельдович.

– М. : Наука, 1947. – 146 с.

17. Иост, В. Взрывы и горения в газах / В. Иост. – М. : Мир, 1999. – 687 с.

18. Иванов, Ю.В. Газогорелочные устройства / Ю.В. Иванов. – М. :

Недра, 1999. – 375 с.

19. Ионин, А.А. Газоснабжение : учебник / А.А. Ионин. – М. : Стройиз дат, 1995. – 439 с.

20. Иссерлин, А.С. Основы сжигания газового топлива : справ. пособие / А.С. Иссерлин. – Л. : Недра, 1997. – 336 с.

21. Катин, В.Д. Загрязнение воздушного бассейна на транспорте и пути его предотвращения : учеб. пособие / В.Д. Катин, Е.И. Мельник. – Хаба ровск : Изд-во ДВГУПС, 2003. – 96 с.

22. Катин, В.Д. Теория горения и взрыва : учеб. пособие / В.Д. Катин.

– М. : Маршрут, 2005. – 184 с.

23. Катин, В.Д. Теория горения и взрыва : учеб. пособие. В 2 ч. / В.Д. Ка тин. – Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2003. – 80 с.

24. Катин, В.Д. Описание патентов изобретений и полезных моделей / В.Д. Катин. – Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2007. – 19 с.

25. Катин, В.Д. Разработка рациональных методов сжигания газов : ме тод. указания по выполнению курсовой работы. / В.Д. Катин. – Хабаровск :

Изд-во ДВГУПС, 2012. – 22 с.

26. Катин, В.Д. Защита окружающей среды при эксплуатации печных и котельных установок / В.Д. Катин. – Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2004.

– 174 с.

27. Катин, В.Д. Пути снижения загрязнения атмосферы при сжигании топлива / В.Д. Катин, Г.Г. Елисеев. – Хабаровск : ТОГУ, 2011. – 152 с.

28. Катин, В.Д. Модернизация горелочных устройств трубчатых печей и охрана окружающей среды / В.Д. Катин. – Владивосток : Дальнаука, 2011.

– 196 с.

29. Корольченко, А.Я. Процессы горения и взрыва : учеб. пособие / А.Я.

Корольченко. – М. : Пожнаука, 2007. – 266 с.

30. Кривоногов, Б.М. Повышение эффективности сжигания газа и охра на окружающей среды / Б.М. Кривоногов. – СПб. : Недра, 1998. – 280 с.

31. Лавров, Н.В. Процессы горения топлива и защита окружающей сре ды / Н.В. Лавров. – М. : Металлургия, 1997. – 240 с.

32. Левин, А.М. Принципы рационального сжигания газа / А.М. Левин.

– СПб. : Недра, 1997. – 247 с.

33. Льюис, Б. Горение, пламя и взрывы в газах / Б. Льюис, Г. Эльбе.

– М. : Мир, 1998. – 592 с.

34. Михеев, В.П. Сжигание природного газа / В.П. Михеев, Ю.П. Медни ков. – СПб. : Недра, 1998. – 342 с.

35. Основы практической теории горения : учеб. пособие / под ред.

В.В. Померанцева. – СПб. : Энергия, 1999. – 312 с.

36. Образование и разложение загрязняющих веществ в пламени / под ред. Н.А. Чигира. – М. : Машиностроение, 1996. – 407 с.



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.