Федеральне державне бюджетне освітня установа вищої професійної освіти
«Далекосхідний державний університет шляхів сполучення»
Природничо інститут
Кафедра «техносферной безпека»
Курсова робота з дисципліни:
«Теорія горіння і вибуху»
Розробка раціональних методів спалювання газу
Виконав: А.П. Строкова
Перевірив Професор: В.Д. Катін
г.
Введення
Горіння вважається першим складним технічним процесом, освоєним людством. В історії прогресу техніки процес горіння займав і продовжує займати пріоритетне місце, будучи основою сучасної теплоенергетики, багатьох технологічних виробництв, транспорту і побуту [1].
З виникненням наукового мислення горіння стало об'єктом спостереження, вивчення і дослідження найвизначніших учених. Питаннями горіння займалися давньогрецькі мислителі Геракліт, Емпедокл і Аристотель, які вважали вогонь одним з елементів, що утворюють Всесвіт [2].
При горінні доводиться мати справу з хімічними реакціями, що протікають одночасно з процесами аеродинаміки і дифузії, з тепло- і масообмінних. Ці процеси відбуваються і в малих, і у великих вогневих установках, а багато з відкриваються закономірностей дійсні в рівній мірі, як для полум'я газового пальника побутової плити, так і для потужних газопальникових пристроїв, промислових печей і казанів, ракетних двигунів. Тому дослідження в області горіння ведуться в даний час в багатьох інститутах, лабораторіях і на промислових підприємствах.
Особливе значення набули в останні десятиліття дослідження горіння газоповітряних сумішей. Горючі гази стали одним з основних і найбільш економічних видів палива в багатьох галузях народного господарства. Тому для найбільш раціонального їх використання необхідно правильно застосовувати закони, що керують горінням.
Виходячи з усього вищесказаного, можна зробити висновок, що проблема горіння дуже актуальна в наші дні, це пов'язано не тільки з тим, що процеси горіння вивчені досить глибоко, але і з тим, що при горінні виділяються шкідливі речовини (NО, S, CO), які згубно впливають на організм людини. [2]
Метою моєї курсової роботи є розробка методів зниження викидів забруднюючих речовин, при горінні різних газів (пропан).
. Основи теорії дифузійного та кінетичного горіння
1.1 Особливості топкового процесу горіння
У загальній класифікації хімічних реакцій процес горіння може розглядатися як окислювально-відновна реакція, якій притаманні додатково такі особливості. [2]
· Надзвичайно мала тривалість часу перебування газів в топці (0,01-0,1 с) і відповідно малий час на освіту суміші, здатної реагувати. За короткий час має здійснитися утворення горючої суміші шляхом перемішування до молекулярного рівня молей реагентів (повітря і паливо), відстань між якими має приблизно такий же порядок, що і масштаб потоку (наприклад, для камер згоряння ГТУ 0,15-1,35 м).
· Існування нижнього і верхнього концентраційних меж, без яких реакція горіння не може мати місце (наприклад, 5-15% для метану).
· Існування мінімальної температури, нижче якої горіння не може початися (750 ° С для метану).
· Висока температура реакції горіння (1350-2000 ° С), значно перевищує температуру, допускаемую для сучасних металів і сплавів, у зв'язку з чим виникає проблема теплового захисту стінок камери згоряння.
· Необхідність існування зоною прямої стабілізації, в якій швидкість потоку приблизно дорівнює нормальної швидкості поширення полум'я (0,3 м/с для метану). В іншому випадку полум'я буде знесено по потоку вперед або назад.
Конструкція топкового пристрою повинна забезпечити авторегулируемого коефіцієнт несмешеніе. Якби на всіх режимах в топочном пристрої здійснювалося однакове і повне змішання палива з повітрям, то робота його була б стійкою при збільшенні надлишку повітря тільки до=1,35, як це має місце, наприклад, в інжекційних пальниках. У конкретних умовах різних хімічних виробництв це призводило б до частих згасанні факела. Конструкція топкового пристрою, наприклад теплогенератора, повинна забезпечити стійке горіння при великих надлишках повітря в зоні горіння.
Реакція горіння супроводжується виділенням променевої енергії, яка залежить від механізму горіння, складу і стану проміжних і кінцевих продуктів реакції і ін....
