процес горіння краплі рідкого пального можна представити таким чином. Крапля рідкого палива оточена атмосферою, насиченою парами цього пального. Поблизу від краплі по сферичній поверхні встановлюється зона горіння. Хімічне реагування суміші парів рідкого палива з окислювачем відбувається вельми швидко, тому зона горіння дуже тонка. Швидкість горіння визначається найбільш повільної стадією - швидкістю випаровування пального. У просторі між краплею і зоною горіння знаходяться пари рідкого палива і продукти горіння. У просторі поза зоною горіння - повітря і продукти згоряння. У зону горіння зсередини дифундують пари палива, а зовні - кисень. Тут ці компоненти суміші вступають у хімічну реакцію, що супроводжується виділенням тепла. Із зони горіння тепло переноситься назовні і до краплі, а продукти згоряння дифундують в навколишній простір і в простір між зоною горіння і краплею. Однак механізм передачі тепла ще не представляється ясним.
Ряд дослідників вважає, що випаровування палаючої краплі відбувається за рахунок молекулярного переносу тепла через застійну прикордонну плівку біля поверхні краплі.
По мірі вигоряння краплі через зменшення поверхні загальне випаровування зменшується, зона горіння звужується і зникає при повному вигорянні краплі.
Так протікає процес горіння краплі повністю випаровуються рідких палив, що знаходиться в спокої в навколишньому середовищі або рухомій разом з нею з однаковою швидкістю.
Кількість кисню, дифундують до кульової поверхні при інших рівних умовах, пропорційно квадрату її діаметра, тому встановлення зони горіння на деякому віддаленні від краплі обумовлює велику швидкість її горіння в порівнянні з такою ж часткою твердого палива, при горінні якої хімічна реакція практично протікає на самій поверхні.
Швидкість горіння краплі рідкого палива визначається швидкістю випаровування, і час її вигоряння можна розрахувати на основі рівняння теплового балансу її випаровування за рахунок тепла, одержуваного із зони горіння.
Таким чином, процес горіння рідкого палива можна розбити на наступні фази:
розпорошення рідкого палива;
випар і утворення газоповітряної суміші;
займання горючої суміші і горіння останньої.
Температура і концентрація газоповітряної суміші змінюються по перетину струменя. У міру наближення до зовнішньої кордоні струменя температура підвищується, а концентрація компонентів горючої суміші падає. Швидкість поширення полум'я в пароповітряної суміші залежить від складу, концентрації і температури і досягає максимальної величини в зовнішніх шарах струменя, де температура близька до температури оточуючих топкових газів незважаючи на те, що тут горюча суміш сильно розбавлена ??продуктами згоряння. Тому займання в мазутному факелі починається біля кореня з периферії і потім поширюється вглиб струменя на весь переріз, досягаючи е?? осі на значній відстані від форсунки, рівному переміщенню центральних струменів за час поширення полум'я від периферії до осі. Зона займання приймає форму витягнутого конуса, основа якого знаходиться на малій відстані від вихідного перетину амбразури пальника.
Положення зони запалення залежить від швидкості суміші; зона займає таке положення, при якому у всіх її точках встановлюється рівновага між швидкістю поширення полум'я і швидкістю руху. Центральні струменя, що мають найбільшу швидкість, згасають у міру просування в топочном просторі, визначаючи довжину зони займання місцем, де швидкість падає до абсолютної величини швидкості поширення полум'я.
Горіння основної частини пароподібних вуглеводнів відбувається в зоні займання, що займає зовнішній шар факела невеликої товщини. Горіння високомолекулярних вуглеводнів, сажі, вільного вуглецю і невипарених крапель рідкого палива триває за зоною займання і вимагає певного простору, обумовлюючи загальну довжину факела.
Зона займання ділить простір, займане факелом, на дві області: внутрішню і зовнішню. У внутрішній області протікає процес випаровування і утворення горючої суміші.
У внутрішній області пароподібні вуглеводні піддаються нагріву, який супроводжується окисленням і розщепленням їх. Процес окислення починається при порівняно низьких температурах - порядку 200-300 ° С. При температурах 350-400 ° С і вище настає процес термічного розщеплення.
Процес окислення вуглеводнів сприяє подальшого процесу горіння, так як при цьому виділяється деяка кількість тепла і підвищується температура, а наявність кисню у складі вуглеводнів сприяє подальшому їх окислення. Навпаки, процес термічного розщеплення є небажаним, тому що утворюються при цьому високомолекулярні вуглеводні згоряють важко.
