книги из ГПНТБ / Саркисов, П. Д. Технология стеклодувных работ учеб. пособие

редка паровые) форсунки низкого и высокого давления. Механические форсунки из-за легкой их засоряемости в последнее время мало применяются.

Форсунки высокого давления допускают использова­ ние вторичного высокоподогретого воздуха. Они имеют широкие пределы производительности и регулирования, просты по конструкции и обслуживанию. Недостатком их являются длинный факел при горении, сильный шум при

давлением 400—1000 мм вод. ст. Скорость воздуха на вы­ ходе составляет 50—75 м/сек. Давление мазута 0,5— 1,5 ат.

Форсунки низкого давления дешевы в установке и экс­ плуатации, дают короткий факел, имеют широкие преде­ лы регулирования. Их недостаток — ограниченная произ­ водительность и невозможность использования их для распыления воздуха, подогретого выше 300—400° С.

Газообразное топливо. Оно представляет собой смесь различных горючих и негорючих газов—окиси углерода, водорода, метана, этилена, этана, бутана, сероводорода, азота и углекислого газа. Газообразное топливо не со­ держит золы, легко подвергается очистке и сушке, удоб­ но в транспортировке.

Вкачестве газообразного топлива используют природ­ ные и искусственные газы.

Встекольной промышленности широкое применение получил природный газ. Он обладает высокой теплотвор­

ностью (8400—8600 ккал/м3), отличается дешевизной, обеспечивает простоту и удобство обслуживания.

Природные газы состоят в основном из метана. В га­ зе нефтегазовых месторождений содержится большое ко­ личество тяжелых углеводородов и бензина. Природный газ перед транспортировкой очищают и сушат.

Применявшийся ранее в больших количествах генера­ торный газ имеет низкую теплоту сгорания, и при его сжигании достигается сравнительно невысокая темпера­ тура. Для сжигания генераторного газа в конструкциях стекловаренных печей предусматриваются специальные факельные горелки. В ванных печах струя воздуха на­ правляется над струей газа. Соотношение газа и воздуха колеблется в пределах от 1 : 1 до 1 : 1,5.

Условия сжигания высококалорийного природного га­ за значительно сложнее, так как необходимо смешать

50

малый объем холодного газа с большим объемом ёозДу* ха, нагретого до 1000—1100° С. В случае плохого смеши­ вания наблюдаются многослойность факела и наличие в

Для сжигания природного газа во всех стекловарен­ ных печах, кроме печей прямого нагрева, используют спе­ циальные металлические горелки, преимущественно диф­ фузионные. В печах прямого нагрева применяют инжекционные горелки.

В случае сжигания газа с использованием низкоподогретого или холодного воздуха (печи прямого нагрева, выработочные каналы, фидеры, машинные каналы) при­ меняют металлические горелки полного смешивания — 'короткопламенные однопроводные инжекционные, при этом газ должен иметь достаточно высокое избыточное давление, чтобы подсосать для сжигания все необходи­ мое количество воздуха.

Для улучшения смешивания высококалорийного газа и воздуха энергию газовой среды иногда увеличивают, примешивая к горючему газу некоторое количество инерт­ ных газов (водяной пар, отходящие газы) или воздуха.

§ 16. РАСЧЕТЫ ГОРЕНИЯ Т О П Л И В А

Расчеты горения топлива обычно состоят из определе­ ния расхода воздуха, необходимого для горения топлива, состава газообразных продуктов, получающихся при го­ рении топлива (дымовых газов), и составления матери­ ального баланса горения.

Для проведения всех этих расчетов необходимо сос­ тавить уравнения реакций горения.

Уравнения реакций горения. Процессы горения отдель­ ных элементов топлива могут быть выражены обычными химическими уравнениями. Зная атомные и молекуляр­ ные веса веществ, участвующих в реакциях горения, мож­ но определить количества кислорода и воздуха, необхо­ димые для горения, а также количества получающихся продуктов горения, пользуясь уравнениями этих реакций:

51

Таким же образом определяем количество веществ, участвующих в реакциях при образовании влаги Н 2 0 и сернистого газа S02 :

Количество веществ, участвующих в реакциях горе­ ния, выражается в весовых или объемных единицах. Обычно расчет процессов горения твердого и жидкого топлива производится в килограммах, а расчет процес­

52

Рореше СКЦ, С2Н4 и >H2S следует рассматривать как реакцию горения составляющих элементов: в CFLi — С и

2Ы2 , в С2 Н4 — 2С и 2Н2 , в IT2S — Ы2 и S.

Реакция горения СЫ4 будет выглядеть следующим об­ разом:

Определение расхода воздуха, необходимого для го­ рения топлива. Т е о р е т и ч е с к о е к о л и ч е с т в о в о з д у х а . Воздух состоит из кислорода, азота, неболь­ шого количества углекислого газа, водяных паров и дру­ гих лримесей.

53

для горения, определяют при помощи обычных уравне­

Количество воздуха, подсчитанное по уравнениям хи­ мических реакций, называется теоретическим количест­ вом воздуха.

Так как плотность воздуха равна 1,293 кг/ж3 , то,под­

тические действия с числовьгми величинами, примут сле­ дующий вид:

торый необходим для полного окисления горючих эле­ ментов топлива. В действительности при сжигании топ­ лива вводится всегда большее количество воздуха, чем

54

необходимо теоретически. Объяснить это можно условия­ ми сжигания топлива, главным образом недостаточным смешиванием его с воздухом в процессе горения. Для каждого вида топлива практически установлен необхо­ димый расход воздуха, который в отличие от теоретиче­ ского носит название 'Практического или действительно­

продуктов подного горения топлива входят газы СОа, Н2О, SO2, N2 и Ог. При недостатке воздуха продукты го­ рения топлива будут содержать (помимо вышеуказанных компонентов) еще СО и иногда Нг и СН4 , выделившиеся из топлива, но не окисленные кислородом воздуха до СОг

55

Сначала определяем теоретическое, количество возду­

применяя уравнения основных реакций горения для 100 кг топлива.

где 0,23 — содержание кислорода в единице веса воздуха. Состав продуктов горения можно подсчитать также по объему в кубических метрах. Это достигается путем

деления весовых количеств на объемные веса газов, ко­ торые могут быть взяты из справочных таблиц.

Материальный баланс процесса горения. Определив состав продуктов горения, необходимо проверить пра­ вильность расчета. Согласно закону сохранения количе-

56

Ства вещества количество веществ, Взятых До реакции, равно количеству веществ, полученных после реакции. Применяя этот закон к процессам горения топлива, мож­ но считать, что количество топлива и воздуха равно ко­ личеству газообразных продуктов горения и золы:

честв веществ или материалов как участвующих в про­

работе тепловых агрегатов передача тепла редко совер­ шается только одним из указанных способов. Чаще все­ го наблюдаются одновременно различные формы тепло­ передачи, причем в зависимости от конструкции агре­ гата и особенностей процесса они имеют разное значение.

Т е п л о п р о в о д н о с т ь ю называют передачу тепла внутри тела от более нагретых частиц к менее нагретым. Этот способ передачи тепла можно наблюдать, напри­ мер, в твердых телах (кирпичная кладка, металлические стенки и т. д.). Различают два случая передачи тепла теплопроводностью: при стационарном (установившем­ ся) и при нестационарном потоках тепла.

Если температура любой точки тела остается посто­ янной в течение всего времени передачи тепла, то поток тепла называется стационарным; если же температура всех или некоторых точек тела с течением времени ме­ няется, то поток называется нестационарным. Примером стационарного потока тепла может служить теплопере­ дача от внутренней стенки трубы, по которой непрерыв­ но протекает пар или жидкость, к наружной. Такой же поток наблюдается в стенах ванных печей при устано­ вившемся постоянном температурном режиме. Приме-

57

ром Нестационарного потока может служить передача тепла в стенах периодически работающей печи.

Количество тепла, передаваемого теплопроводностью при стационарном потоке через плоскую однородную стену, может'быть рассчитано по формуле

поверхностей, площади их, времени перехода и обратно пропорционально расстоянию -между поверхностями.

конвекцией могут служить нагрев воздуха в помещениях отопительными приборами или теплообмен между, стена­ ми труб и движущимися по ним или между ними жидко­ стями или газами.

Общий закон, определяющий количество тепла, пере­

тур между телом, отдающим тепло, и телом, поглощаю­ щим тепло, и времени, в течение которого происходит передача тепла.

58

при встрече с новым телом она превращается на его по­ верхности вновь в тепловую энергию.

Встречающиеся на пути тепловых лучей тела могут либо пропускать их через себя, либо отражать или по­ глощать их. Случай поглощения соответствует превра­ щению лучистой энергии в тепловую. Этот способ пере­ дачи тепла наблюдается при отоплении стекловаренных печей. Стекломасса ванной печи значительную часть

Во избежание больших чисел при вычислениях коэффи­ циент 10- 8 обычно относят к температуре, и вышеприве­ денный закон выражают следующим образом:

высокой температуры. В теплотехнике существуют сле­ дующие температуры горения: калориметрическая макси­

59