- •Тепловые процессы в технологии силикатных материалов
- •Содержание
- •Введение
- •1. Источники и процессы получения теплоты
- •1.1. Виды и характеристика топлива
- •Общая классификация топлив
- •Коэффициенты для пересчета элементного состава твердого и жидкого топлива
- •1.1.2. Основные технические характеристики топлива.
- •Значения коэффициентов в уравнении (1.16)
- •Маркировка каменных углей
- •Классификация ископаемых углей
- •Усредненные характеристики твердого топлива
- •Усредненный состав и технические характеристики выпускаемого мазута
- •Усредненные характеристики газообразного топлива
- •1.2. Физико-химические основы горения топлива
- •Температура и концентрационные границы зажигания и взрываемости компонентов газообразного топлива
- •Температура воспламенения твердого топлива
- •1.3. Основы расчета процесса горения
- •Материальный баланс процесса горения газообразного топлива
- •Материальный баланс процесса горения твердого (жидкого) топлива
- •Приближенные значения пирометрического коэффициента процесса горения
- •Рекомендуемые значения Δtн в зависимости от tпроц и ηп в зависимости от tд
- •1.4. Сжигание топлива в технологии силикатных материалов
- •Классификация слоевых топок
- •2 Воздух; 3 газовоздушная смесь (д диффузионный фронт горения;к кинетический фронт горения)
- •Классификация горелок
- •1 Сопло горелки; 2 чистый газ; 3 зона смеси газа и продуктов горения; 4 зона смеси продуктов горения с воздухом; 5 фронт горения
- •4 Теплоизоляционная защита горелки
- •1, 3 Каналы для воздуха; 2 газовый канал; 4 конфузор;
- •5 Дроссель; 6 газопровод; 7 теплоизоляция горелки
- •1 Сопло горелки; 2 «холодная» зона; 3 зона видимого горения;
- •4 Зона невидимого горения
- •1 Распыленное топливо; 2 фронт воспламенения; 3 фронт горения;4 зона паровоздушной смеси и испаряющегося
- •Классификация форсунок
- •2 Аэросмесь; 3 рециркуляция горячих газов
- •1.5. Способы электронагрева и их применение
- •2. Процессы теплообмена и аэродинамика газовых потоков в тепловых установках
- •2.1. Режимы теплообмена
- •2.2. Теплообмен в пламенном пространстве печей
- •2.1. Схема теплообмена в пламенном пространстве печей:
- •2.3. Закономерности и особенности движения газовых потоков в тепловых установках технологии силикатных материалов
- •2.4. Теплообмен при движении газов в тепловых установках технологии силикатных материалов
- •3. Тепловые процессы в материалах и изделиях, подвергаемых тепловой обработке
- •3.1. Виды тепловой обработки
- •3.2. Общая характеристика процессов в силикатных материалах и изделиях
- •3.3. Сушка в технологии силикатных материалов
- •1 Кривая влагосодержания (влагоотдача); 2 кривая скорости сушки; 3 кривая температуры материала; 4 температура теплоносителя
- •4. Основы энерготехнологии силикатных материалов
- •4.1. Энерготехнологические схемы производства и термодинамические методы их анализа
- •4.2. Основы эксергетического метода термодинамического анализа этс
- •Свойства эксергии и энергии
- •Формулы расчета энергетического и эксергетического кпд пламенных печей
- •4.3. Пример применения метода эксергетического анализа
- •4.5. Вторичные энергоресурсы в технологии силикатных материалов
- •4.6. Энерготехнологическое комбинирование в технологии силикатных материалов
- •4.8. Комплексная схема утилизации теплоты и очистки отходящих газов стекловаренных печей:
- •Показатели работы установки комплексной утилизации теплоты печного агрегата
- •1 Корпус печи; 2 устройство для утилизации теплоты; 3 топка;
- •4 Котел; 5 циркуляционный насос; 6 отопительный прибор
- •1 Бункер; 2 пакеты теплообменных труб, установленных на подвижных панелях; 3 рассекатели; 4 подвижная панель
- •1 Газотурбинный двигатель; 2 генератор
- •1 Газотурбинный двигатель; 2 генератор; 3 котел-утилизатор;
- •4 Расходный бак питательной воды; 5 насос; 6 потребитель теплоты
- •1 Испаритель; 2 компрессор; 3 конденсатор
- •1 Испаритель; 2 компрессор; 3 конденсатор; 4 дроссель
- •1 Насадка; 2 сепаратор водяных капель; 3 вентилятор
- •4.7. Экологические аспекты теплотехнологий силикатных материалов
- •Характер действия вредных веществ на человека
- •Литература
2 Воздух; 3 газовоздушная смесь (д диффузионный фронт горения;к кинетический фронт горения)
При диффузионном горении происходит частично термическое разложение углеводородов горючего газа с образованием альдегидов, которые затем расщепляются до конечных продуктов распада водорода и углерода. Появление в факеле сажистого углерода делает его светящимся, непрозрачным. Указанные способы сжигания газообразного топлива осуществляются с помощью газогорелочных устройств, классификация которых приведена в табл. 1.19.
Таблица 1.19
Классификация горелок
Признак |
Основные группы горелок |
Число каналов |
Одноканальная (однопроводная) Двухканальная (двухпроводная) Трехканальная (трехпроводная) Четырехканальная (четырехпроводная) |
Давление газа |
Низкого давления до 0,005 МПа Среднего давления 0,0050,3 МПа Высокого давления более 0,3 МПа |
Способ подачи воздуха |
Бездутьевые Инжекционные Дутьевые |
Способ образования газовоздушной смеси |
Диффузионные (без предварительного смешения) Кинетические (с полным предварительным смешением) Промежуточные (с неполным или частичным предварительным смешением) |
Характер горения |
Короткопламенные Длиннопламенные Беспламенные |
Вид сжигаемого топлива |
Газовые Пылевидные Газомазутные Пылегазовые Пылегазомазутные |
Указанная классификация дает представление о большом многообразии применяемых на практике горелок.
Типы и конструкции применяемых газовых горелок зависят от вида сжигаемого топлива и его давления, вида и физических параметров окислителя, технологических требований к горелочным устройствам. Большинство технологических показателей работы горелок определяется способом образования газовоздушной смеси. Простейшими являются одноканальные и двухканальные диффузионные горелки. Более сложны по конструкции и организации процесса горения трех-, четырехканальные диффузионные горелки, горелки с частичным предварительным смешением компонентов смеси. Структура факела одноканальной диффузионной горелки при горении ламинарной струи газа в пространстве, заполненном воздухом, показана на рис. 1.9.
При выходе из сопла горелки газ образует конусообразное ядро, далее следует зона, заполненная смесью газа с продуктами горения, и затем зона, заполненная смесью продуктов горения и воздуха. Указанные зоны образуют между собой видимую поверхность раздела, являющуюся фронтом горения, к которому снаружи диффундирует воздух, а изнутри газ.
Рис. 1.9. Структура факела одноканальной диффузионной горелки
в ламинарном потоке:
1 Сопло горелки; 2 чистый газ; 3 зона смеси газа и продуктов горения; 4 зона смеси продуктов горения с воздухом; 5 фронт горения
Образующиеся продукты горения частично диффундируют навстречу газу, прогревая его, а частично смешиваются с воздухом и затем выходят из факела. Одноканальные диффузионные горелки применяются во вращающихся цементных, известковых и ванных стекловаренных печах. Схемы некоторых конструкций указанных одноканальных газовых горелок приведены на рис. 1.10.
а
|
б
|
Рис. 1.10. Схемы одноканальных диффузионных горелок
с ламинарным потоком газа:
а для вращающихся печей; б для стекловаренных печей; 1 ввод газа; 2 сопло; 3 стабилизирующее обтекаемое тело;
