ГОРЕНИЕ СМЕСИ ГАЗОВ С НЕДОСТАТОЧНЫМ КОЛИЧЕСТВОМ ВОЗДУХА
Рассмотрим горение смеси, содержащей воздух в количестве, недостаточном для полного сгорания. В этом случае через горелку подается газ в смеси с воздухом, количество которого меньше, чем требуется для полного горения.
По выходе из горелки часть газа сгорает, соединяясь с кислородом, содержащимся в смеси, образуя у устья горелки конусообразный фронт
пламени,положение которого определяется по законам образо- вания и горения однородной газо- воздушной смеси. Остаток несго- ревшего газа вместе с продуктами """сгоранияпересекает зону горе-
ния и сгорает после смешения с воздухом из окружающего про-Зона горения однородной смшГ^^странства, образуя вторую зону
горения, положение которой под-™етсязакону диффузиостранство, занимаемое факелом,
который схематически представ-лен делится двумя зонами горения на три области. В области факела, расположенной между горелкой и первым фронтом пламени, движется еще не начавшая гореть смесь газа и воздуха. В области между двумя зонами горения находится несгоревший в первой фронте пламени газ в смеси с продуктами сгорания. И, наконец, вне диффузионной зоны горения находится смесь продуктов горения с воздухом.
Длина зоны горения однородной газовоздушной смесц и зоны диффузионного горения зависит от содержания воздуха в первоначальной смеси, поступающей в горелку. С уменьшением содержания воздуха длина зоны горения однородной смеси уменьшается, а длина зоны диф^ фузионного горения увеличивается до предельного значения, соответствующего чисто диффузионному горению, когда первый фронт пламени исчезает. Напротив, с увеличением содержания воздуха в смеси зона 162 1
диффузионного горения уменьшается и при подаче стехдометрйческой
смеси исчезает и остается только зона горения однородной газовоздушной смеси.
Газ до вступления в первую зону горения подвергается нагреву за счет излучения из зоны горения и диффузии продуктов сгорания. В случае сжигания газов, содержащих углеводородные соединения, этот нагрев сопровождается двумя основными процессами: процессом окисления, который начинается при сравнительно низких температурах и процессом термического расщепления. Процесс окисления благоприятствует успешному ходу горения. Процесс же расщепления при высоких температурах обусловливает образование тяжелых углеводородов, осложняет процесс горения и вызывает неполноту горения. В процессе окисления образуются альдегиды- которые или окисляются в формальдегиды при наличии кислорода, или расщепляются в его отсутствии. При наличии достаточного количества воздуха формальдегиды сгорают в СОг и Н20. В случае же отсутствия воздуха формальдегид разлагается на СО и Н2. Последние в дальнейшем при наличии воздуха сгорают по характерным для них цепным реакциям, процесс завершается без образования продуктов неполного горения. В случае недостаточного количества кислорода или при неравномерном его распределении в газовоздушной смеси имеет место расщепление альдегидов или даже исходного газа с образованием тяжелых углеводородов, обусловливающих образование сажи и появление химической неполноты сгорания.
Таким образом, для протекания полного горения решающее значение имеет смесеобразование. В случае раздельной подачи в топочное пространство газа и воздуха, необходимого для горения, т. е. в случае диффузионного горения, имеет место максимальная химическая неполнота горения. При подаче совместно с газом некоторого количества воздуха неполнота горения, которая в этом случае образуется в зоне диффузионного горения, будет уменьшена. Хорошо перемешанная газовоздушная смесь, в которой содержится достаточное для полного сгорания количество воздуха, может быть сожжена без образования продуктов неполного горения.
