Основы теории горения Сполдинг Д.Б. (1014184), страница 24
Текст из файла (страница 24)
лкт послеловзтери но две раздельные сталин, перва» из ко. серых опрелеляется физпчаскичи (чассообмен), з вторая тшмическизщ процессами. Это ртзделеане вмражагт веобходнчость для протеюпшн реаацни налпчвя коаечиой кон. )44 япрацнн кислорода нз поверхности, по це было т псно ,.ыше прн выводе выражения для' параметра переноса ,', равнения (4-20) н (4-30)). Использоээ гь это уточнение зтруднптельпо в сваля с недостатгжяосгьв данных о ве.
ошнно константы К, которая, кроме того, сюшно ззвнснт ,т темпера >ры а, по-видимому, пзменяетсв в течение зрешгш сущостзопанпя ыстицы гоплнва. Тем ае менее, Вушс получил хорошее согласае между расчетными значелпямн времени горения п экспсрнысатальнымн данныьш Нэколаевз: кроме того, он покззлл, по зкспсрнь~снгзльные гацные поятзерждают скорее гпзотечу, шаг=(б)12 (обрз.
~ эаяке С)0), ~етг г-=32)12 (образозанне ПО,). Прн рзсче~ок было прцннго, чтп ноясташа К полчпняетса ~икону К вЂ” К,ехр ( — —,) ;лс к, — константа для данного топлива (3,5 1О" сл)гек для электродного угля, 1,8 1О' слт)сек для реторт- ного кокса); Š— условная энергия октншцнн (29600яал(моль з и электролного угля, 33000 кпл)зголь для реторт. ного кокса), й — универсальная гзэтеяя посмжнная (1,98 кал)моль 'К); Т вЂ” абсошотнзя температура пошрхиостя, 'К. В эгпх опытах.
кшорыс проэодались прц зеьшературе т плаза около 1000'С, было усганоюевгь что.хаьпческое прсмя горенля" Гм„„по порядку ветпшнны равна,фнзнчс. 'кому времени горецня" ть „. Оказалась, что полное эреця горснпя частиц с начальным дааметром 0,4 см лежат в дцзпазоне от гб9 до 338 сгк н завнс~гт от око~ ости частпцы относггтельно воздуха и температуры топчппа. Эти времена несколько меашпе, ю имьшг тот же порядок эелячнны. что и расчетные знз геаля, прнаеденны на рпс. 4-1 1 для частнц з неподепжнпм воздухе. Влияние давления среды нэ время горенпя чзстцн топ лпвг зазнстт ат того, нахолятся ли оно в покое плп в дэпленнгь Из фарт~улы Вулнса следует, что г, „„умсныпается ло мере увелячення дазлення (я плшностн газа), а ш преыя каь прп малых знзченпях Вем 1ь „, не меняется с тченечнем давленая (вследствяо почти лопнор нсзаэнсцшстц от давлення пронзяелення Ррз).
Прн больших значе. д ь с 14а пшх К „, осы оным лапая гьойт сп поддсржнва гон н оэч шали, г„„, слэбп у запинав~с ~ с рэстотг давлении., Првкышески увеличение пзютносюг газа вызывает обычнб впэрасгшше ослы сопрогнвлеггигг, действующей на часыщма и, сэгвдоватвльна, снижение оггюсютольггой скорости чсжду гаэгэы и взвешенгггами в нем часгпцзмп, так по улеиьше. нпе гз „, становится магго заметным. Хеэзрл и Заклей (Пахагб атб Вней(су, (948( покаавли, что скорость сгорания уголыъй пыли в экспсриьгонгальпой камере сгорания газотурбинного двагатэля оказалась п стояннгж орп изме: яегэнн дпвнеипн о» 1 до 5 нег~а.
уорен не угля. Процесс шрения угля во ииог шипшепинх отлнчастсв ог горении юшто угп;юла В первых, угогш солврэкит летучие вещества, которые покиь Лают твердую часгнну и горя~ в газовой фазе так жс, кад пары жидкого топлива Кагг ьгы увидим, параметр перено: са дтэг экядних эпплпв всегда больше, чем лля твердых одинакового состава, так как кислород не лол кон дифв фундиравшь ло самой границы раздета фаэ; следавателзь ню, частица угля дпгжна гпрегь быстрее, ~гч чэшнца угле ропа того же начального размера, Скорость горения увелш пинается при образовании иепосфср (Пгппзд, 1947, Ь( представляющих собой голые' сферы на углсролистогтйт вепгествв, образующиеся, когда чагтипа угля гэспучиваетсф н чагтпчпо ° спаряется нри поглощении гент» Поэтому чэстива угля пе выгорает ло нулевого диаметра и приве-. леппый выше метод расчета времени гореяня становится непригодным.
Так как путь диффузии атмосферного «ис порода сокращается, то скорость горение возрастает, а время ~ореаигг убывает Дальнейшее раэл~гчнс э~ежду уэлен и углеродом сн стоит в налпчни в первое ггз аих псгор:нчего зазьногг ос~ггткв. После того как углерод и летучие выгорели, и' поверхности тослиаз остаетгя пористый слой золы, обри По пнп в ло «ип ьч сопрошв «~гг л. и ма го бмснт Олнагго этот эффект ве являеэсв олиозначпыч и наличие золы может иногда увеличива:ь скорость масгаобменв Этот вопрос изучался Вулисом (1946В( Зола также ивп , пруст поверхность углерода тгршшески, что итыег сущи щвенное эивчепнс в там случае, када чнстав попе(эхност( может отщпзгь оогьшае количество ~сила вэлучеииеа окружающим ее ыэлодным стенкам.
Влияние радиации.болынпе значение радпапя онньж потерь обваруыпввшся прн расчете течпературэ 14 астипы углерола йбстадика такого расчета была излаткеяэ выше. Рассмотрим уравяеняс (4-29), которое примепи- ю к случаю гаревая углерода в воздухе с образованием окиси углерода, В этап уравнении () является функцией температуры.
Если потери тепла вызвапы всхлючительпа радиацией и окружающие стенки лмеют столь вязкую температуру, что обратное излучение преаебрежимо маяо, то маятна записать '() =.- Е Т,', (4-39) г!с гп"--«!асса тпплиеа, сгорзюжюо е единицу времеви аа елииицу поверхиосюь г(сзр сек, Е-. пзлучательиая спаспбнасть поверхности; о — постояииая Ствграиа (1,3б !О ™ кол,'см' сел (оК)'); Т, — абсолютная температуре поверхности, К Из уравнении (4-29) и (4-39) можно исключ« ть !9 в найти Т,, Полученные гакитг образов значении 7„ показаны иа рис. 4.13 (гпреиие в атыасфервом воздухе, Т„ = 300 К, аго,=-0,232, 7( = 22)0 лол,'г углерода, Е = 1,О, с =- « —. 0,27 кол гг'С) Из зтага графика слелует. по при уве.
ичсиии скорости шреиия температура поверк. пм'« «,: -. ногти асимптотяческя приближается к ! 720' К, в резутютате того, что при большой сырости тапловыделспвя алия пое рвдиациопных гштерь отьасительяо уменьшается сша можно яаблюдать по впзрзгта. шг япю яркостк свечения горя«пега угля при увел;желая тя я Однако прв скорости горепия Рис.
Езэ тшшрчгтг по гхб 10' г(смт сек температура ","сгл тс«гол' ' », о. ИСтнЦЫ Саетаидаст ВСЕГО г„я, Э СО(7 =Заа КМ =а) ! 200'К и быстро падает с учгиыиеаиеч с«прости прочия Тзк, в упомааутык выше альпах Тю, Дэвиса и Кастета, котла скорость гореяия составляла примерно 0,2 10' г)см' тек, оказался иеобтодпчым подвод к поверхности углерода тепла ралпацвеа ат с«спок печи, так чэк, ри пизкид температурач углерод яе горел !о !гт Вопрос а влпиппо снижения тсппс!гитлеры по сытросгь тиьгнче шит реакшш и соотношеяне между обрат!тощимггср СО а СОт рассмотрен щш.е иа стр.
209. Здесь же нрсд полажин, что реачипн резко обрывается, когда 7, падаю до 1200!К, н при этих условиях найдем максимальный размер иечадвиткиои изолированной сферической частицы углерода, которая может гореть в атмосферном воздухе( Из уравнения (3-40) ямеемг гя" — 2 1п (! — В! (4-40) Рес. 4.!3 показывает, шо «рпгнческая скорость ьгассж обмена ровна б !О ' г)сзпсеэ. Пригибая Вр: —..0,7(б 10' з,сл сек г В= — 0,171, нзй дем аз уравнения (4-10) крнтшгесяпй льаь~егр частицы бш .—..0,023 сл )аким обрезом, отдельная частица углерода д.!я того, чтобы горет~ самосгоягслыш, должна иметь диаметр меньше '1, мм.
Хотя в топочных камерах частицы оодвергаю1 ся облучеивго со стороны других частиц и стенок камере и, следовательно, нх критиЧеский размер увеличиваехнч все же оеобходимостж тонкого поыала угля совершенжй очевидна Гр яе осш Процесс горения слоя твердого топлива, через катормф прохолит поток вазлуха, можно рассматривать «ак про) цегс массообнеаа с жидкостью, протекагошей в насадка!3 контактных колпин; такая система изучалась в главе 4 (стр. 9!) Как было гггзповлсно, по море зродваженив, гкпдкости через слой локальное значение параметра перев носа стремится к нулю, по никогда ве обрашаетсн в нуш) эа коне~ной ванне Гслп Ланы размер частиц н скорост~ аэа, то, распела ая м спсрпмептальнымн дзинь.м ! по ма со.
или теплообмепу, моткио рассчитать изменение велимв ны В в слое. Однако, как мм вилелп, значение В само Дз себе еще ге определяет состав газа и гсзшсра тру; для МР расчета пеобшдпчо иметь дачные ~г распрсдс, сппгг углы рода между окисью углерода и углекислотой, Колодцев (1945) оэубликавзл результаты ггзьгеренд(й остава газа и тсмперагтры в слонх состоящих нз сферш чсских частиц углерода различного диаметра при разлив пой скорггсгн пожгка во!яэла В кз ~есгэе примерз рассно ыи ~рли Пезулыаты шо ппышв с частицами, пача ~ьвый зиачетр которых быз равен в «релием 0.32 сл, прн скорости воздуха 150 сл(гек (рассштаиаой из условия сохра.
~енггя весового раскола в своболном сечсиап при зтчофериой температуре) Запевшись соответствую~ними срелиимн зпачсннячи параметров гаЗа, можно определить величину критерия Регь иольлса. Волн известно знзчепяе К», а также соотношен,ге ллн массообменя межлу газами и слоем, лаилое Эргансм (Егйнп, 1953,5) (см. сгр. 92 и далее), можно полюпгть выражение пля эффективности слоя с точки зрения массообмена в виде- число глпннп перс юга=.0.2 на 1 ел толщины лоя Отсюда можно попсггитвть изменение В пп толщине слоя (см. стр 89). Начальное значение В как показано выше, равно 0,174. Прелнаюжям теперь, что ло тгх пор, паке ошаегся неизрасходованным пекаторос нштггчества кпслорола, в пи»оке гази гахержится олнваковое гнело молекул окисв тел»рода и углекислоты СОЗ получается прв сгорании в каналах слоя пгтловиггы количества СО, образовавшейся на поверююсти )та»рака Прн таком прелположеапп, являющемси совершенно произвольным, балык чглеродя и кнслорола лагг значение ззраметра переноса 0,0519 а точке, в кщорой всеь кислорол изрзсхаловзн.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
