Пирометаллургические расплавы в железоуглеродистых расплавах применительно к газовой плавке металла. Черный А.А. - 31 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПГУ | Пенза

Составители: 

Рубрика: 

31
С уменьшением L
т
закономерность изгиба кривых l
ф
= f(D
т
) меняется, что свя-
зано с изменением степени влияния туннеля на воспламенение и горение газа.
При L
т
/( D
т
- d
0
) = 2,46 наблюдалась минимальная по величине длина факела.
Но (D
т
- d
0
) /(2 L
т
) = tg(0,5φ
н
) или L
т
/(D
т
- d
0
) = 1/(2tg(0,5 φ
н
)). Следовательно,
l/(2tg(0,5 φ
н
)) = 2,46; tg(0,5φ
н
) = 0,204, откуда угол раскрытия горящего факела φ
н
приблизительно равен 23°.
Поскольку минимальная по величине длина факела наблюдается в том случае,
когда стенки туннеля не препятствуют свободному : развитию горящего факела, то
более благоприятные условия для
массо- и теплообмена создаются в свободно разви-
вающемся факеле, что связано с интенсивным газодинамическим процессом в сво-
бодном газовом потоке или, так называемой, затопленной турбулентной газовой
струе. При прочих одинаковых условиях скорость горения связана прямой пропор-
циональной зависимостью со скоростью подвода окислителя к горючему газу и отво-
да продуктов реакции. Поэтому все то, что способствует турбулизации потока, уско-
ряет процесс горения газа. Но в случае, если стенки туннеля не позволяют развивать-
ся вихрям в потоке газов, процесс горения замедляется. Этим можно объяснить вы-
явленное удлинение факела при уменьшении D
т
и увеличении L
т
.
Огнеупорный туннель оказывает эффективное стабилизирующее влияние в
пределах длины "холодного" ядра факела, препятствуя вовлечению в зону воспламе-
нения избытка "охлажденных" продуктов сгорания из окружающего пространства.
Длина факела стабильно минимальна при L
т
= l
в
и D
т
= d
ф
, где l
в
- длина зоны
воспламенения («холодного» ядра) факела;
d
ф
- условный диаметр факела в поперечном сечении у вершины "холодного"
ядра, если φ
н
= 23°.
Для случая беспрепятственного развития закрытого теплоизолированного фа-
кела максимальная относительная длина зоны воспламенения не превышала l
в
/ D
т
=
4,65. Принимая L
т
= 4,654d
0
, можно найти оптимальный относительный диаметр тун-
неля D
т
/ d
0
из следующего соотношения: (4,65 d
0
)/( D
т
- d
0
)
=
2,46 или D
т
/d
0
= 2,89.
При проведении других экспериментов выдерживались оптимальные относи-
тельные размеры горелочных туннелей, т. е.
(D
т
/ d
0
) = 2,89; L
т
/ d
0
= 4,65.
Более общее выражение зависимости L
т
/d
0
=
f(D
т
/ d
0
) получено следующим:
L
т
/ d
0
=
2,46(D
т
/ d
0
- 1). 
         С уменьшением Lт закономерность изгиба кривых lф = f(Dт) меняется, что свя-
зано с изменением степени влияния туннеля на воспламенение и горение газа.
         При Lт/( Dт - d0) = 2,46 наблюдалась минимальная по величине длина факела.
         Но (Dт - d0) /(2 Lт) = tg(0,5φн) или Lт/(Dт - d0) = 1/(2tg(0,5 φн)). Следовательно,
l/(2tg(0,5 φн)) = 2,46; tg(0,5φн) = 0,204, откуда угол раскрытия горящего факела φн
приблизительно равен 23°.
         Поскольку минимальная по величине длина факела наблюдается в том случае,
когда стенки туннеля не препятствуют свободному : развитию горящего факела, то
более благоприятные условия для массо- и теплообмена создаются в свободно разви-
вающемся факеле, что связано с интенсивным газодинамическим процессом в сво-
бодном газовом потоке или, так называемой, затопленной турбулентной газовой
струе. При прочих одинаковых условиях скорость горения связана прямой пропор-
циональной зависимостью со скоростью подвода окислителя к горючему газу и отво-
да продуктов реакции. Поэтому все то, что способствует турбулизации потока, уско-
ряет процесс горения газа. Но в случае, если стенки туннеля не позволяют развивать-
ся вихрям в потоке газов, процесс горения замедляется. Этим можно объяснить вы-
явленное удлинение факела при уменьшении Dт и увеличении Lт.
         Огнеупорный туннель оказывает эффективное стабилизирующее влияние в
пределах длины "холодного" ядра факела, препятствуя вовлечению в зону воспламе-
нения избытка "охлажденных" продуктов сгорания из окружающего пространства.
         Длина факела стабильно минимальна при Lт = lв и Dт = dф, где lв - длина зоны
воспламенения («холодного» ядра) факела;
         dф - условный диаметр факела в поперечном сечении у вершины "холодного"
ядра, если φн = 23°.
         Для случая беспрепятственного развития закрытого теплоизолированного фа-
                                                                                           =
кела максимальная относительная длина зоны воспламенения не превышала lв/ Dт
4,65. Принимая Lт = 4,654d0, можно найти оптимальный относительный диаметр тун-
неля Dт / d0 из следующего соотношения: (4,65 d0)/( Dт - d0) = 2,46 или Dт/d0 = 2,89.
         При проведении других экспериментов выдерживались оптимальные относи-
тельные размеры горелочных туннелей, т. е.
                                   (Dт / d0) = 2,89; Lт/ d0 = 4,65.
         Более общее выражение зависимости Lт/d0 = f(Dт / d0) получено следующим:
Lт/ d0 = 2,46(Dт / d0 - 1).

                                             31

Страницы