1598005523-7b05f5243326e8b73bf5de9957b05ab8 (811227), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Более подробно свойства инфракрасного излучения освещены в главах П1 и 1У при рассмотрении вопросов практического применения его для различных целей тепловой обработки материалов. ГЛАВА и ГАЗОГОРЕЛОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ !. ОСОБЕННОСТИ СЖИГАНИЯ ГАЗА В ГАЗОГОРЕЛОЧНЫХ УСТРОНСТВАХ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, СПЕКТР И ЭПЮРЫ ИЗЛУЧЕНИЯ В последнее время в Советском Союзе и за рубежом стали применять беспламенные газогорелочные устройства инфракрасного излучения. При проектировании газовых инфракрасных излучателей, можно выбрать два конструктивных решения: 1) металлические листы нагреваются снаружи маленькими газовыми факелами или посредством потока горячих отработанных газов. При этом листы в соответствии с их размерами, температурой и состоянием поверхности создают диффузное инфракрасное излучение; 2) стехиометрическую газовоздушнун) смесь пропускают либо через пористые или перфорированные пластины из керамического материала, либо через металлические сетки и сжигают ее на поверхности последних.
В первом случае продукты сгорания не соприкасаются с материалами, нагреваемыми с помощью инфракрасного излучения в изолированном пространстве печи (например, в туннеле); при втором — горячие продукты сгорания поступают в сушильное пространство, т. е. соприкасаются с нагреваемыми материалами. Отличительные особенности беспламенных излучающих инжекционных горелок по сравнению с факельными заключаются в следующем: 1) значительное количество тепла, выделяемого этими горелкамн, передается излучением; 2) газ сгорает в тонком слое на поверхности излучающей насадки (без видимого факела); 3) газогорелочные устройства инжектируют в качестве первичного весь необходимый для сгорания воздух; 4) продукты сгорания указанных газогорелочных устройств содержат значительно меньшее количество окиси углерода, чем продукты сгорания факельных горелок; 5) применение излучающих газогорелочных устройств для технологических нужд позволяет в несколько раз сократить продолжительность технологических операций, улучшить качество обрабатываемого продукта, уменьшить количество потребляемой энергии, упростить и автоматизировать пуск-остановку агрегата и его регулирование.
Однако следует иметь в виду, что для каждого вида продукции должен быть разработан свой особый технологический режим обработки инфракрасными лучами. Кроме того, необходимо иметь в виду, что прежде чем исполь- зовать газогорелочные устройства в промышленности, необходимо в каждом отдельном случае производить техннко-экономический расчет для определения пригодности данного способа нагрева. Принципиальная схема беспламенной излучающей горелки показана на рис. 13.
Газ, выйдя из форсунки, ннжектирует воздух. Инжектор-смеситель рассчитываетсй таким образом, чтобы при заданном гидравлическом сопротивлении горелочного (излучающего) насадка и давлении газа перед форсункой количество первичного воздуха находилось в пределах 1,08 — 1,1 от г 3 ч 5 Газ Рис. 13. Принципиальная схема беспламенной излучаюшей горелки т — Рефлектор; Х вЂ” каналы а кеоаиичсскоа насадке; 3 — насадка; и†расиредеаитедьиаи коробка; 5 — инжектор-сиеснтекь; 6 — фон сукка теоретически необходимого. Газовоздушная смесь, образующаяся в инжекторе горелки, поступает в распределительную коробку под давлением 0,15 — 0,2 мм вод.
сг. Далее проходит через керамический насадок, состоящий из огнеупорных плиток с большим количеством сквозных либо цилиндрических, либо конических каналов малого диаметра нли ступенчатых каналов двух диаметров: вначале (по ходу смеси) меньшего и на выходе большего и сгорает у наружной поверхности плиток. Близкий к стехнометрическому состав газовоздушной смеси, хорошее перемешнванне газа с воздухом н небольшая скорость выхода смеси обеспечивает возможность сгорания ее на поверхности насадка в тонком слое.
Однако незначительное отклонение от указанных пределов коэффициента избытка воздуха резко снижает эффект беспламенного сжигания газа. При увеличенном подсосе первичного воздуха температура насадка падает, а излучательная способность газогорелочного устройства понижается. При пониженном подсосе появляются языки пламени, происходит неполнота сгорания, возникает необходимость подвода вторичного воздуха. 32 В настоящее время имеется большое количество конструкций газогорелочных устройств инфракрасного излучения отечественного производства и зарубежных фирм. В отечественных горелках в большинстве случаев применяется насадок (рис.
14) из керамических плиток размером б9Х Х47 мм н толщиной 12 мм, соединенных между собой специальной склеи- бу вающей массой. На каждой плитке размещается около 700 цилиндрических сквозных каналов диаметром 1 — 1,5 мм. Размещение каналов показано на рисунке. Суммарное сечение каналов, составляющее 40 — 45% всей рабочей поверхности плитки, обеспе-, чивает малые гидравлические сопротивления насадка и высокое теплонапряжение поверхности '. Во избежание проскока пламени диаметр цилиндрических каналов н меньший диаметр ступенчатых или конусных каналов делают менее критического. В случае цилиндрических каналов горение сосредоточивается ~а близ поверхности насадка, а прн ступенчатых отверстиях оно сосредоточн- Рис.
14. Размешеиие отвается в расширенной части канала внутри плитки. Следовательно, принятый диаметр' отверстий насадка 1,5 мм для природного н 1 — 1,2 мм для сжиженного газов меньше критического.и это позволяет избежать проскока пламени внутрь горелки. Прн работе на сжиженном газе горелки более устойчивы к отрыву н менее устойчивы к проскоку, чем при работе на природном газе, так как скорость распространения пламени для сжиженного газа выше, чем для природного.
Керамические плитки могут быть разнообразной формы и размеров в зависимости от назначения и от тепловой нагрузки горелки. Оптимальная температура излучающей поверхности горелки равна прн керамической насадке 800 — 950'С. На рис. 15 изображен график, показывающий зависимость температуры излучающей поверхности горелки от расхода природного газа (площадь излучающей поверхности 240 смд).
Исследование температурных режимов керамической огневой насадки показало, что максимальная температура керамических плиток достигается при коэффициенте избытка воздуха а=1,05. ' Козффициепт гидравлического сопротивления плитки при стораиии газа в 2,23 — 2,73 раза больше, чем при продувке холодиым воздухом.
3 — 882 33 Н се й ь в' и и ь ь ьй ь Ь вьв Ф зпп Нп Гпп ЛМ 000 пяг. 000 пастой природного газа на зноем г игпуваюигей пооертноспги д п/т гыпьнан спторона ппипгни и ьк го и и ь т ьс, о Огнеоон по. 200 пергноспть ге Рис. 16, Распределение температуры по высоте плитки 34 На рис. 16 показано распределение температур по высоте плитки толщиной 12 мм, изготовленной из пористой огнеупорной массы. Разность температур огневой поверхности и тыльной стороны плитки составляет примерно 780'С.
При коэффициенте избытка воздуха 1,05 и расгооп хода природного газа 80 л/ч поп температура огневой по- 000 верхности — 970' С. Керамические плитки должны быть механически прочными, с низким коэффи- 500 циентом теплопроводности, поп малым гидравлическим сопротивлением, небольшим объемным весом и термостойкими. Живое сечение отверстий для подачи газовозРис. 15. Зависимость температуры из- душиой смеси олжно сослучающсй поверхности горелки от тавлять не менее 50% излурасхода природного газа чающей поверхности плитки. Керамические плитки из- готовляются из следующих составов !в весовых %): глина часов-ярская — 45%; каолин— 25%; тальк — 25%; окись хрома — 5%. К керамическим плит- кам предъявляются следующие технические требования: предел прочности при изгибе должен составлять не менее 35 кгс/см', коэффициент теплопроводности 0,5 клал/ч ° и ° град и объемный вес 1 г/смз.
Керамические плитки мперотпура д 'О должны выдерживать резкие температурные колебания. При попадании на насадок работающей горелки холодной воды блок керамических плиток не должен растрескиваться. Для изготовления плиток могут применяться составы, разработанные АКХ им. К. Д. Памфилова и Государственным исследовательским керамическим институтом !табл. 6). На рис. 17 представлен горелочный насадок к газовым горелкам инфракрасного излучения с пирамидальными выступами на его излучающей поверхности.
Таблица 6 Состав масс для изготовления керамяческях пляток и их основные фязяко-техняческне показателя Свствв иамвввеитвв в М Й в ав с в ив в се н" та св и О в и и и в и Тип смеси в з иь и Ов Я 3й в и и , и 0,53 0,56 0,54 12,5 0,93 16 9,5 1,24 27 6 1,35 23,5 30 65 5 5 35 35 26 50 20 15 1040 960 960 30 45 30! 55 20 5 10 При сжигании газовоздупгной смеси на поверхности плоских перфорированных керамических плиток наблюдается неравномерность нагревания их поверхности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
