Az égés fajtái és módjai
Az égés az alábbi paraméterek szerint osztályozható:
1. Éghető komponensek keverékének állapota:
a) előkevert gáz vagy gőz - levegő keverékek kinetikus égése. Mivel a tüzelőanyag és az oxidálószer keveréke készen áll a gyulladásig történő égetésre, az égés teljes aránya csak az égés kémiai reakciójának sebességétől függ. Ha az ilyen égetés zárt vagy korlátozott térfogatban történik, akkor robbanás következhet be. Mivel a keverék elégetése során felszabadított energia nem rendelkezik idővel az adott térfogat határain kívülre történő átirányítással, a nyomásnövelés miatt a szerkezetek megsemmisülése lehetséges;
b) a diffúzió, a diffúziós égetés égéshez kapcsolódik, amikor az éghető közeg (az üzemanyag és az oxidálószer elegyítése) az égési zónában vagy az égési zónában előfordul.
2. Az éghető komponensek kémiai reakciózónába való bejutásának intenzitása:
a) lamináris, míg az éghető keverék alkotóelemei viszonylag csendesen belépnek az égési zónába. Ebben az esetben a Reynolds-teszt numerikus értéke, amely a termodinamikus rendszert jellemzi, sokkal kisebb lesz, mint a kritikus (Re<2300).
b) turbulens, míg az éghető keverék alkotóelemei nagy mértékben lépnek be az égési zónába. Ebben az esetben a Reynolds-szám több mint 2300.
3. Az üzemanyag-keverék összetevőinek összesített állapotában:
a) Homogén # 61485; Az üzemanyag és az oxidálószer ugyanabban az aggregált állapotban van (gáznemű);
b) heterogén (többfázisú) - üzemanyag és oxidálószer különböző aggregált állapotban van.
4. A kémiai égési reakció zónájának terjedési sebessége:
a) a kémiai reakciózónának (lassú) terjedése (sebesség 0,5 és 50 m / s között);
b) robbanásveszélyes robbanás, amikor a kémiai égési reakció zónája a lökéshullám sebességével terjed (másodpercenként több száz méterről több kilométerre).
A füst vagy gáz égési helyét lángnak hívják.
Az előkevert keverék lamináris lángjai. Az előkevert keverék lamináris lángjaiban az üzemanyagot és az oxidálószert összekeverik az égetés megkezdése előtt, és az áramlás laminaren.
Az előkevert keverék lángját sztöchiometrikusnak nevezik. ha az üzemanyag (szénhidrogén) és az oxidálószer (oxigén-O2) teljesen elfogyasztja egymást, szén-dioxidot (CO2) és vizet (H2O) képezve. Ha van tüzelőanyag-felesleg, akkor azt mondják, hogy a keverék gazdag, és az oxidálószer feleslegében azt mondják, hogy a keverék rossz [3].
Tekintsük a legegyszerűbb példákat:
1) 2H2 + O2 → 2H2O egy sztöchiometrikus keverék,
Minden kémiai reakcióegyenlet ilyen szimbóluma megfelel egy mól anyagnak. Így az első egyenlet azt jelenti, hogy két mól H2 reagál egy mól O2-val, hogy két mól H2O
Ha a kémiai reakcióegyenletet úgy írják le, hogy csak egy mól tüzelőanyag reakcióját írja le, akkor a sztöchiometrikus keverékben lévő üzemanyag mólfrakciója könnyen meghatározható
Itt v jelöli az O2 móljainak számát a reakcióegyenletben a CO2 és a H2O képződésével, egy példa erre a reakció
Ha az oxidálószer levegő, akkor figyelembe kell venni, hogy a száraz levegő csak 21% oxigént, valamint 78% nitrogént és 1% nemesgázt tartalmaz. Így levegő esetén XN2 = 3,762 XO2. Ezért a sztöchiometrikus keverék mólfrakciói levegővel megegyeznek
hgor, stex = 1 / ((1 + v # 8729, 4 762),
ahol v, mint korábban a mólszáma O2 egyenletben teljes átalakulást reakciót egy mól üzemanyag CO2-H2 O. Néhány példa értékek v és móltörtje üzemanyag sztöchiometrikus elegyei tüzelőanyag levegővel van az 1. táblázatban megadott.
Az üzemanyag és a levegő előkevert keverékeit (ebben az esetben a megfelelő mennyiségű N2-t kell hozzáadni a reakcióegyenlethez, lásd az 1. táblázatot) a levegő ekvivalens arányának értéke:
vagy fordított érték - egyenérték arány az üzemanyaghoz Ф (Ф = 1 / # 955;). Ezt a képletet úgy alakíthatjuk át, hogy a keverék mólfrakcióinak értékeit határozzuk meg Ф:
= xvoz / 4,762, = # 8729; 3 762
Példák a tüzelőanyag-halmazállapotú v és mólfrakciók értékeire, pl. A tüzelőanyag levegővel sztöchiometrikus keverékeire