Горение газообразного топлива

В настоящее время можно считать, что горение представляет собой сложный физико-химический процесс высокотемпературного окисления горючих элементов топлива.

Основными горючими элементами газообразного топлива являются СО, Н₂, СН₄ и значительно реже высокомолекулярные углеводы С_mН_n.

Устойчивость горения факела в топке и полнота сгорания газа в первую очередь зависят от следующих факторов:

1. от температуры.

2. от условий смешения газа с окислителем.

Повышение температуры смеси, согласно закону Аррениуса, вызывает увеличение скорости реакции и определяет тепловыделение, пропорционально величине , ^т.е.

,

где Е – энергия активации.

В топочной камере наряду с приходом теплоты от горения всегда имеется отвод из зоны реагирования, который можно определить как

, где

Т – температура реагирования;

Т_с – температура стенки камеры;

- коэффициент теплоотдачи от газа к стенке;

F_o – поверхность камеры;

Фактор смешения в процессе горения оказывает первостепенное влияние на полноту и интенсивность горения, а так же на характеристики факела:

1. размеры;

2. светимость;

3. температурный уровень.

При недостаточном смешении газа и воздуха реакции окисления тормозятся и возможно появление продуктов неполного горения, а так же продуктов термического разложения исходного газа.

В зависимости от скорости подачи газа и воздуха в топочную камеру и условий их смешения возможны следующие варианты организации процесса горения:

1. диффузионный;

2. кинетический;

3. смешанный.

Независимо от процесса полное время сгорания ^{складывается}:

, где

- время, необходимое для подвода окислителя к топливу;

- время нагрева компонентов смеси до температуры воспламенения;

- время, необходимое для протекания химической реакции;

- физическая стадия процесса, объединяет этапы смешения;

- химическая стадия процесса, т.е. время реакции собственно горения топлива;

Определяющим из подготовительной стадии является подвод окислителя.