Стабилизация ламинарного фронта пламени

При подачи реально газа в горелку скорость распространения изменяется от максимума в центре, к своему минимальному значению на периферии. Фронт пламени при этом искривляется от конической формы. И нормальной скорости распространения пламени удается компенсировать только , а другая составляющая будет сносить точку к вершине факела. На периферии за счет охлаждающей способности стенок U_n значительно уменьшается по сравнению со своим средним значением, создается возможность прямой компенсации скорости потока W скоростью U_n. За счет этого фронт пламени на краю разворачивается в горизонтальную плоскость и образуется устойчивая зона горения – зажигательное кольцо. Эта область вполне может существовать самостоятельно.

Фронт пламени в общем случае определяется законом косинуса, а его устойчивость определяется стабилизацией зажигательного кольца. Поэтому определим основные зависимости стабильного факела.

Т.к. все горелки работают при переменных режимах, то возможны такие ситуации, когда скорость потока будет превышать U_n, или возможна обратная ситуация.

рис. 8

Отрыв пламени связан с существованием зажигательно кольца и его разрушением. Отрыв произойдет в том случае, если скорость потока превысит критическую скорость отрыва (зона II на рисунке 8).

На величину скорости отрыва будет влиять несколько факторов. С увеличениемдиаметра горелки его охлаждающая способность уменьшается, и предельная скорость отрыва пламенивозрастает (прямые 3,2,1). С обеднением смеси (увеличение первичного воздуха) снижается предельная скорость отрыва. А с уменьшением количества первичного воздуха (диффузионное пламя) предельные скорости будут возрастать.

Проскок возникает тогда, когда U_n превышает скорость потока пламени(зона 3 на рис.8).

Проскок пламени связан с охлаждающей способностью стенок горелки. Условие отсутствия проскока . С увеличением диаметра возрастает нормальная скорость горения, тем при прочих равных условиях вероятность проскока увеличивается, тем больше должна быть скорость потока, предотвращающая проскок пламени (кривые 1,2,3 на рис. 8)[1]. Максимальные скорости отсутствия проскока будут наблюдаться при значения избытка воздуха чуть меньших стехиометрических. Охлаждение устья горелки применяется для уменьшения вероятности проскока.

Также существуют методы по стабилизации пламени.

рис 9. Стабилизация с помощью рис. 10. Стабилизация пламени

поджигающего кольца телом V-ой формы.

На рис. 9 показано устройство осуществляющее стабилизацию за счет того, что газ через каналы 2 газ поступает в кольцевую щель 3. При этом создается стабильное зажигательное кольцо препятствующее отрыву пламени. На рис. 10 показана стабилизация потока телом V – образной формы. За счет завихрений создается подобие зажигательного кольца, и вероятность отрыва пламени уменьшается (повышается предельная скорость).

Туннельный стабилизатор изображен на рис. 11. Газовоздушная смесь выходит из горелки 1 в туннель 3, где образуется факел 2. К корню факела подсасываются продукты сгорания, создается зона возвратного их движения, образуя устойчивое кольцо зажигания. Т.к. если бы подсасывался холодный воздух, то это бы значительно ухудшало условия зажигания.

Поиск по сайту: