При полном взаимном проникновении встречно-смещенных струй, отсутствии утечки гізов при ударе струй в стены и удовлетворении эжекционных свойств струй за счет газов вихря согласно закону сохра­нения массы количество газа, направляющегося на выход Из системы, должно равняться его расходу через сопла. Газы же, эжектируемые струями, на протяжении зоны их раздельного движения должны вовле­каться в замкнутое циркуляционное движение. Поэтому потоки газов, поступающие эжекцией в струи как присоединенные массы, в зоне' их смешения образуют противоположные ветви вихря 4 и 5. После выхода основной массы газа из системы струй эти ветви вихря направляются по осям струй, формируя их конечные участки 6 и 7. Последние в виде встречного потока становятся окружающей средой в зоне раздельного движения встречных струй, эжектируются встречными струями и вместе с ними в качестве присоединенной массы направляются обратно, про­должая дальнейший круговорот. Следовательно, в каждой паре смеж­ных встречно-смещенных струй одна ветвь вихря принадлежит одной из струй, а другая—встречной струе. Находясь в зоне смешения встреч­ных струй на пути движения от одной стены к противоположной, в процессе турбулентного- обмена каждая ветвь приобретает свойства газов своей струи. У противоположной стены газ, содержащийся в вих­ре, перетекает во встречную струю и передает ей приобретенные каче­ства (температура, концентрация составляющих, примеси и т. д.). Име­ет место также непосредственный турбулентный обмен между двумя ветвями вихря как находящимися в зоне смешения, общей для этой пары смежных встречно-смещенных струй. Следовательно вихрями, развивающимися в системе встречно-смещенных струй, осуществляется перенос из струй сопл одной стены камеры в струи сопл противополож­ной стены и в обратном направлении всех субстанций этих струй. Вих­рями может быть осуществлен перенос газовых компонентов, твердых примесей, тепла и количества движения. На рис. 20-12 аэродинамическая картина течения по высоте топки с #/L = 0,18; /0Д>о=3,5 при горизонтальном расположении горелок представлена 'полями скоростей в различ­ных поперечных сечениях и линиями то- ка, изображенными пунктирными линия- ми в плоскости, проходящей через боль- шую ось симметрии фронтовой горелки параллельно продольной оси топки, а сплошными — через большую ось зад- ней горелки. Профили скоростей в верти- кальных плоскостях, проходящих через оси фронтовой и задней горелок, не сим­метричны и смещены к противоположным стенам. В полосе шириной Во между указанными двумя вертикальными плоскостями течение проте­кает при повышенных поперечных градиентах скорости. Вследствие по­вышенного трения происходит быстрое выравнивание скоростных полей. Восходящий поток интенсивно расширяется и в сечении /// практически равномерно заполняет все сечение топки. Сравнивая область течения в топке над горелками с областью в топке с встречно-лобовым располо­жением горелок (рис. 20-6 и 20-7), видим, что заполнение, топки лучше и более равномерно, а средняя скорость значительно меньше. Соответ­ственно нисходящий поток и вихри в холодной воронке слабее, менее опущены вниз, скорости в них меньше, и они более плавно омывают ска­ты холодной воронки. В соответствии с описанной аэродинамикой топки с встречно-сме-щенными струями, которая была изучена на воздушной модели, процесс горения в ней можно представить протекающим следующим образом. При стационарном горении в топочной камере между факелами двух смежных встречно-смещенных пылевоздушных струй щелевых горелок А и В образуется продолговатый вихрь продуктов горения, изображен­ный замкнутыми линиями тока 4—5. Пылевоздушные потоки* вытекая из горелок, расположенных на противоположных стенах топки, на длине зоны их- раздельного движе­ния эжектируюТ продукты сгорания из встречной ветви вихря, что обеспечивает их устойчивое зажигание ограниченным количеством га­зов. Газы, поступающие эжекцией в струи как рециркуляционные, могут совершать движение по замкнутому контуру. В двумерном потоке в плоскости, проходящей через малые оси начального сечения горелок, это движение совершается в межструйном вихре. Поэтому расход-газов, в вихре равен количеств газов, поступивших эжекцией в струю в еди­ницу времени. В зоне совместного движения струй вихрь входит в состав замыка­ющих его факелов горелок Л и В ветвями 4 и 5. В этой зоне между встречно-емещенными факелами и вихрем происходит интенсивный, массо- и теплообмен. Теплообмен совершается между ветвью вихря и примыкающим факелом, в состав которого она входит, а также межДу обеими ветвями, входящими в общую зону смешения факелов, замы­кающих вихрь. При описанной организации процесса посредством переноса такими вихрями компонентов горючей смеси и продуктов ее сгорания в топке с встречно-емещенными струями происходит интенсивный тепло-и массообмен, выравнивается распределение компонентов горючей сме­си, а поток турбулизируется. Это интенсифицирует горение и позволяет вести процесс при меньших избытках воздуха. Выгорание угольной пыли продолжается в потоке, восходящем из системы встречно-смещен­ных струй в топочное пространство. В топке со встречно-емещенными струями создаются благоприят­ные условия Для интенсификации процесса сжигания и обеспечения бесшлаковочной работы.» Обеспечивается устойчивое зажигание прину­дительной подачей горячих продуктов сгорания факелов горелок одной стены в межструйное пространство встречных факелов. Зажиганию способствуют умеренные вихри, образующиеся в холодной воронке и над факелом. При этом способе зажигания горячие газы на пути своего течения изолированы от экранных поверхностей и поступают в корень пылевоздушных струй с более высокой температурой, а факел не балла­стируется избыточным количеством инертных газов. При зажигании встречным Потоком скорость на границе горящей пылевоздушной струи падает до нуля и устанавливается расширенная зона с малыми скоростями и малыми поперечными градиентами про­дольной скорости. Это способствует уменьшению теплоотвода из зоны интенсивного реагирования, а следовательно интенсификации воспла­менения. ~ Периферийной подачей угольной пыли с ограниченным количест­вом первичного воздуха обеспечивается непосредственный контакт за­пыленной струи с горячими топочными газами, что способствует высо* кому нагреву горючей смеси и повышению концентрации угольной пыли в ней, т. е. созданию благоприятных условий для протекания химиче^ ских реакций в реагирующей смеси. Уменьшение количества рециркулируемых продуктов сгорания, рас-: ход уем ых для обеспечения зажигания факела, ограничение количества первичного воздуха и уменьшение теплоотвода из реакционной зоны создают благоприятные условия для прогрессирующего роста темпера* туры за счет тепла, выделяющегося при химическом реагировании, т.е. для воспламенения. Таким образом, при организации сжигания в системе встречно-сме­щенных струй зажигание обеспечивается комплексом мероприятий, на­правленных, с одной стороны, на обеспечение высокого нагрева горю­чей смеси и создание в ней благоприятных концентрационных условий, а с другой—«а создание условий для прогрессирующего развития хи­мического реагирования, приводящего к воспламенению. Увеличение нагрева за счет тепла химического реагирования, кото­рое достигается благодаря уменьшению массы реагирующей среды, от­ казя от редвркуляции продуктов сгорания для целей зажигания, умень­шению теплоотвода, сжигание в системе струй и своевременный ввод «вторичного воздуха в процесс горения обеспечивают значительное пре­вышение интенсивности тепловыделения над интенсивностью теплоотво­да. В результате этого равновесие между тепловыделением и теплоотво-дом наступает при более высоких температурах, устанавливающихся в .факеле. В этих условиях процесс горения протекает весьма интенсивно и в ядре факела выгорает основная масса топлива при повышенных температурах. Глубокое взаимное проникновение встречных струй и наличие по-шеречных градиентов скорости турбулизирует поток. Значительная тур-. <булизация потока имеет место при хорошем заполнении топочного Пространства, а следовательно, при увеличенном времени пребывания .горючей смеси в камере. Вследствие интенсификации радиационной теплопередачи в нижней части топочной камеры и снижения тепловыделения в зоне догорания существенно уменьшается температура газов на выходе из топки. Вме­сте с этим сжигание в системе взаимодействующих струй с окислитель­ной средой при отсутствии прямых ударов факела в экраны способст­вует бесшлаковочной работе топки и устранению прочных отложений на ^конвективных поверхностях. Топка с встречно-смещенными струями получила значительное рас­пространение для сжигания бурых и каменных углей на парогенерато­рах 'производительностью до 66 кг/с. Парогенераторы с топками ВСС фаботают с высокой интенсивностью, экономичностью и надежностью. Для топок с встречно-смещенными струями (ВСС) можно пользоваться •расчетными характеристиками для пылеугольных топок с твердым шлакоудалением, а с жидким шлакоудалением

Рис. 20-12. Аэродинамика топки с встречно-смещенными струями.