Інша важлива особливість горіння газоповітряних сумішей - наявність концентраційних меж. Розрізняють нижній (НПВ) і верхній (ВПВ) концентраційні межі запалення. Горіння газу припиняється, якщо його концентрація в суміші буде менше, ніж концентрація на НПВ, або більше, ніж на ВПВ. Це пов'язано з тим, що при малих концентраціях газу теплоти стає явно недостатньо для підтримки реакції. При великих концентраціях газу відчувається нестача окислювача, що призводить також до зменшення кількості теплоти і спаду температури у фронті горіння нижче температури займання.
Горіння твердого палива
Процес горіння складається з наступних стадій:
. Подсушка палива і нагрівання до температури початку виходу летких речовин;
. Займання летких речовин і їх вигоряння;
. Нагрівання коксу до займання;
. Вигорання горючих речовин з коксу.
З усіх цих стадій визначальною є стадія горіння коксового залишку, т. е. стадія горіння вуглецю, інтенсивність якої і визначає інтенсивність топлівосжіганія та газифікації в цілому. Визначальна роль горіння вуглецю пояснюється наступним.
По-перше, твердий вуглець, що міститься в паливі, є головною горючої складової майже всіх натуральних твердих палив. Так, наприклад, теплота згоряння коксового залишку антрациту становить 95% теплоти згорання горючої маси. Зі збільшенням виходу летких речовин частка теплоти згорання коксового залишку падає і у випадку торфу становить 40,5% теплоти згорання горючої маси.
По-друге, стадія горіння коксового залишку виявляється найбільш тривалої з усіх стадій і може займати до 90% всього часу, необхідного для горіння.
І, по-третє, процес горіння коксу має вирішальне значення у створенні теплових умов протікання інших стадій. Отже, основою правильного побудови технологічного методу спалювання твердих палив є створення оптимальних умов для процесу горіння вуглецю.
Горіння рідкого палива
Кожне рідке пальне, так само як будь-яке рідке речовина, при даній температурі володіє певною пружністю пара над своєю поверхнею, яка збільшується з ростом температури.
Найбільше практичне застосування має метод спалювання рідкого палива в розпиленому стані. Розпилення палива дозволяє значно прискорити його згоряння і отримати високі теплові напруги обсягів топкових камер внаслідок збільшення площі поверхні контакту палива з окислювачем.
Температура кипіння рідких палив завжди нижче температури їх самозаймання, т. е. тієї мінімальної температури середовища, починаючи з якої паливо загорається і надалі горить без стороннього теплового джерела. Ця температура вище, ніж температура займання, при якій паливо горить тільки у присутності стороннього джерела запалювання (іскри, розпеченій спіралі і т. П.). Внаслідок цього при наявності окислювача горіння рідких палив можливо лише в пароподібному стані. Ця обставина є найважливішим для розуміння механізму процесу горіння рідкого палива. Процес цей можна розділити на наступні стадії:
. Нагрівання і випаровування палива;
. Освіта горючої суміші (перемішування парів палива з окислювачем);
. Займання горючої суміші;
. Горіння суміші.
Крапля рідкого палива, що потрапила в нагрітий об'єм, температура якого вище температури самозаймання, починає частково випаровуватися. Пари палива змішуються з повітрям, і утворюється паровоздушная суміш. Займання відбувається в той момент, коли концентрація парів в суміші досягне величини, що перевищує її значення на нижньому концентраційні межі запалення. Горіння потім підтримується мимовільно за рахунок теплоти, одержуваної краплею від спалювання горючої суміші. Починаючи з моменту займання швидкість процесу випаровування зростає, оскільки температура горіння горючої пароповітряної суміші значно перевищує початкову температуру обсягу, куди вводиться розпорошену паливо.
При запалюванні рідкого пального, що має вільну поверхню, загоряється його пара, що міститься в просторі над поверхнею, утворюючи палаючий смолоскип. За рахунок тепла, випромінюваного факелом, випаровування різко збільшується. При сталому режимі теплообміну між факелом і дзеркалом рідини кількість паркого, а отже, і згорає пального досягає максимального значення і далі залишається постійним в часі.
Температура рідкого пального, при якій пари над його поверхнею утворюють з повітрям суміш, здатну зайнятися при піднесенні джерела запалювання, називається температурою спалаху.
Оскільки рідкі горючі згорають в паровій фазі, то при сталому ...
