Контрольні питання до теми 1.2

1. На які види підрозділяються пальники в залежності від ступеня розвитку процесу змішування газу з повітрям?

2. Перерахуйте переваги і недоліки пальників без попереднього змішування.

3. В залежності від величини максимальної теплової потужності на скільки груп поділяються пальники?

4. Розшифруйте позначення пальників ДВС і ДНС, ДВМ і ДНМ, ДВБ і ДНБ.

5. ДОДЕЛАТЬ ВОПРОСІ

Тема 3. Усталеність горіння газів

При спалюванні газу можуть виникнути два види неусталеності: проскакування і відрив полум’я.

Проскакування полум’я — це затягування полум’я в середину пальника або перенесення горіння в середину пальника. Проскакування, зазвичай, супроводжується хлопком. Це небезпечно перегріванням металічних частин пальника та її руйнуванням.

Відрив полум’я — означає припинення горіння у потоці. При цьому газ і повітря продовжують поступати у топку, утворюючи вибухонебезпечну суміш, тобто тут основна небезпека — вибух.

Поява проскоку або відриву полум’я визначається двома основними факторами: швидкістю розповсюдження полум’я у потоці та швидкістю витікання потоку газоповітряної суміші.

Проскакування полум’я наступає тоді, коли хоча б у одній точці зони горіння швидкість розповсюдження полум’я перевищує швидкість витікання суміші.

Відривання полум’я наступає тоді, коли у всіх точках зони горіння швидкість витікання суміші перевищить швидкість розповсюдження полум’я.

Отже умова усталеної роботи пальника буде:

,

де — швидкість витікання суміші, при якій відбувається проскакування полум’я; — швидкість витікання суміші, при якій відбувається проскакування полум’я.

Для запобігання проскакування полум’я, виходячи з механізму його появи, застосовують наступні прийоми:

1. збільшують вихідну швидкість суміші. Для цього кратер інжекційних пальників зазвичай виконують зі звуженням;

2. створюють умови для зменшення швидкості розповсюдження полум’я у топці. Для цього застосовують повітряне, водяне, газове охолодження кратера пальника, розміщують на них тепловідводящі ребра або застосовують спеціальні стабілізатори.

Для запобігання відриву полум’я необхідно створити надійні умови займання газоповітряної суміші у корні факелу, при швидкостях витікання суміші значно перевищуючих швидкість відриву. Для цього застосовують аеродинамічні методи та спеціальні стабілізатори. З аеродинамічних методів найчастіше усього використовують закручування потоку горючої суміші. Це дозволяє забезпечити рециркуляцію продуктів згорання до кореня факелу і тим самим створити умови надійного займання газоповітряної суміші.

3.1 Стабілізатори

У якості стабілізаторів широко використовують тіла погано обтічної форми (тобто це перешкода в потоці), наприклад це «конуси-розсікачі» (рисунок 12).

При цьому продукти горіння ре циркулюють до кореню факелу. Установка погано обтічних тіл на виході з пальника дозволяє збільшити вихідні швидкості до 5 м/с. На практиці вимагаються швидкості до 200 м/с. Для цього використовують керамічні стабілізатори (рисунок 13).

W_суміші

Рисунок 12 – Схема стабілізатора «конуса-розсікача»

Рисунок 13 – Схема керамічного тунелю

Між межами струмини, що витікає, і стінками тунелю утворюються вихрові зони, у яких відбувається рециркуляція продуктів горіння до кореня факелу. Окрім того, температура стінок тунелю приблизно у два рази перевищує температуру самозаймання горючої суміші. Недолік — низька стійкість у процесі експлуатації. Саме цьому на практиці застосовують металічні стабілізатори.

Зокрема для інжекційних пальників середнього тиску застосовують стабілізатор Казанцева (рисунок 14).

Стабілізатори представляють собою пакет пластин, які скріплені вертикальними стрижнями. Пластини утворюють щілинні канали на виході суміші з пальника. Це дозволяє знизити температуру суміші і тим самим запобігти проскакуванню, а вертикальні стрижні 2 відіграють роль погано обтічних тіл, що як відомо, запобігає відриванню полум’я.

Суміш

1 — горизонтальні пластини; 2 — вертикальні стрижні

Рисунок 14 — Схема стабілізатора Казанцева