Исследования тепловых процессов с применением моделирования. Черный А.А. - 23 стр.

UptoLike

Составители: 

23
где К
в
определяется по формуле (2.13).
Влияние Q
дис
и К
ф
сказывается меньше, чем на К
в
, так как образовав-
шийся в камере смешения горелочного устройства углерод догорает в основ-
ном в высокотемпературной зоне факела. Поэтому относительную длину фа-
кела при T
в
> 573 К можно определить по формуле
К
фд
= К
ф
- Q
дис
К
в
, (2.26)
где К
ф
, К
в
- соответственно определяются по формулам (2.13), (2.14).
Расчеты по формулам (2.25), (2.26), которые учитывают диссоциацию
углеводородов в камере смешения горелочного устройства, дают результаты,
отличающиеся от экспериментальных данных -не более чем на 5 %.
В случае нагрева природного газа до температуры больше 573 К в
связи, с диссоциацией углеводородов приблизительно в (1 + Q
дис
) раза увели-
чивается количество газообразных горючих компонентов, в связи с чем фор-
мула (2.17) принимает следующий вид:
(
)
[
]
0
2
0
вГдисГ
СГ
nd25,02733600
Т10ТQ1g
w
π
α
+
+
=
, (2.27)
Входящую в формулы (2.25) - (2.27) величину Q
дис
можно рассчиты-
вать по математической зависимости
Q
дис
= 0,5504 + 2,34810
-5
(Т
Г
- 941) - 3,709410
-4
(Т
Г
1,5
- 4,8657Т
Г
+ 14995,6 + 1,59110
-5
(T
Г
2
- 83,56 T
Г
1,5
+ (2.28)
+ 1933,15 T
Г
-292427).
Сравнение влияния повышения Т
Г
при Т
в
= 293 К с влиянием уве-
личения Т
в
при Т
Г
= 293 К показало, что применение ввода нагретого при-
родного газа по сравнению со случаем сжигания "холодной" газовоздушной
смеси позволяет уменьшать К
в
, К
ф
и повышать вследствие ускорения про-
цесса горения. Но при предварительном нагреве только воздуха-окислителя
до той же температуры, до которой нагревался природный газ, эффектив-
ность достигается выше в уменьшении длины факела и повышении Т
ф
, так
как воздуха подается в горелочное устройство приблизительно в 10 раз
больше по объёму, чем природного газа, а следовательно, и больше приходит
с ним тепла. Сочетание подачи в горелочную систему горячего воздуха и на-
грева природного газа перед смешением с воздухом наиболее рационально,
так как позволяет достичь наибольшей эффективности в уменьшении
длины
факела и повышении в нем температуры.
При проведении экспериментов было выявлено, что в период разо-
грева футеровки камеры сжигания величины К
ф
значительно больше, чем
при стабильном высокотемпературном сжигании. Разогрев фу-теровки про-
исходит более интенсивно при 1
0
α
α
. Поэтому, как показали исследова-
ния, розжиг необходимо производить при
α
1, а затем рационально
уменьшать коэффициент расхода воздуха и доводить его до величины α
0
       где Кв определяется по формуле (2.13).
       Влияние Qдис и Кф сказывается меньше, чем на Кв, так как образовав-
шийся в камере смешения горелочного устройства углерод догорает в основ-
ном в высокотемпературной зоне факела. Поэтому относительную длину фа-
кела при Tв > 573 К можно определить по формуле
        Кфд = Кф - Qдис ⋅ Кв,      (2.26)

        где Кф, Кв - соответственно определяются по формулам (2.13), (2.14).
        Расчеты по формулам (2.25), (2.26), которые учитывают диссоциацию
углеводородов в камере смешения горелочного устройства, дают результаты,
отличающиеся от экспериментальных данных -не более чем на 5 %.
        В случае нагрева природного газа до температуры больше 573 К в
связи, с диссоциацией углеводородов приблизительно в (1 + Qдис) раза увели-
чивается количество газообразных горючих компонентов, в связи с чем фор-
мула (2.17) принимает следующий вид:

                          g Г ⋅ [(1 + Q дис ) ⋅ Т Г + 10 ⋅ α ⋅ Т в ]
                 w СГ =                                              ,   (2.27)
                            3600 ⋅ 273 ⋅ 0,25 ⋅ π ⋅ d 02 ⋅ n 0
       Входящую в формулы (2.25) - (2.27) величину Qдис можно рассчиты-
вать по математической зависимости
       Qдис = 0,5504 + 2,348⋅10-5⋅ (ТГ - 941) - 3,7094⋅10-4⋅ (ТГ1,5 –
       - 4,8657⋅ТГ + 14995,6 + 1,591⋅10-5 ⋅ (TГ2 - 83,56 ⋅ TГ1,5 +                (2.28)
       + 1933,15 ⋅ TГ -292427).
       Сравнение влияния повышения ТГ при Тв = 293 К с влиянием уве-
личения Тв при ТГ = 293 К показало, что применение ввода нагретого при-
родного газа по сравнению со случаем сжигания "холодной" газовоздушной
смеси позволяет уменьшать Кв, Кф и повышать вследствие ускорения про-
цесса горения. Но при предварительном нагреве только воздуха-окислителя
до той же температуры, до которой нагревался природный газ, эффектив-
ность достигается выше в уменьшении длины факела и повышении Тф, так
как воздуха подается в горелочное устройство приблизительно в 10 раз
больше по объёму, чем природного газа, а следовательно, и больше приходит
с ним тепла. Сочетание подачи в горелочную систему горячего воздуха и на-
грева природного газа перед смешением с воздухом наиболее рационально,
так как позволяет достичь наибольшей эффективности в уменьшении длины
факела и повышении в нем температуры.
       При проведении экспериментов было выявлено, что в период разо-
грева футеровки камеры сжигания величины Кф значительно больше, чем
при стабильном высокотемпературном сжигании. Разогрев фу-теровки про-
исходит более интенсивно при 1 ≤ α ≤ α 0 . Поэтому, как показали исследова-
ния, розжиг необходимо производить при α ≥ 1, а затем рационально
уменьшать коэффициент расхода воздуха и доводить его до величины α0

                                                     23