ठोस ईंधन दहन की विशेषताएं। ईंधन और दहन सिद्धांत की मूल बातें। फायरबॉक्स डिजाइन

असाइनमेंट ……………………………………………………………………… ..3

परिचय …………………………………………………………………… 4

सैद्धांतिक भाग

1. ठोस ईंधन दहन की विशेषताएं …………………………………………………………………………………………… ६

2. चैम्बर भट्टियों में ईंधन का दहन ………………………… .9

3. रूस के ऊर्जा क्षेत्र में ठोस ईंधन का स्थान और भूमिका …………… ..12

4. रचनात्मक और तकनीकी तरीकों से बॉयलर भट्टियों से राख कणों के उत्सर्जन में कमी …………………… 14

5. राख संग्रह और राख संग्राहकों के प्रकार …………………… .15

6. चक्रवाती (जड़त्वीय) राख संग्राहक… .. ……………………… ..16

परिकलित भाग

1. प्रारंभिक डेटा ………………………………………………… .18

2. कार्यशील ईंधन की प्राथमिक संरचना की गणना ………………… ..19
3. बॉयलर रूम में दहन के दौरान ईंधन के दहन उत्पादों के द्रव्यमान और मात्रा की गणना ………………………………………………………… ..19

4. पाइप एच की ऊंचाई का निर्धारण ……………………………… …… 20

5. वातावरण में हानिकारक पदार्थों के अधिकतम अनुमेय उत्सर्जन के फैलाव और मानकों की गणना ………………………………… 20

6. सफाई की आवश्यक डिग्री का निर्धारण ………………………… 21

चक्रवात के चुनाव का औचित्य …………………………………………… ..22

एप्लाइड डिवाइस ……………………………………। …… 23

निष्कर्ष ……………………………………………………………… .24

प्रयुक्त साहित्य की सूची ……………………………………… 26

व्यायाम

1. ठोस ईंधन की निर्दिष्ट डिजाइन विशेषताओं के आधार पर कार्यशील ईंधन की प्राथमिक संरचना का निर्धारण करें।

2. खंड 1 और प्रारंभिक डेटा के परिणामों का उपयोग करते हुए, कण पदार्थ ए, सल्फर ऑक्साइड एसओ एक्स, कार्बन मोनोऑक्साइड सीओ, नाइट्रोजन ऑक्साइड एनओ एक्स के दहन उत्पादों के उत्सर्जन और मात्रा की गणना करें, परिचालन स्थितियों के तहत चिमनी में प्रवेश करने वाली गैसों की खपत बॉयलर प्लांट।

3. खंड 2 के परिणामों और प्रारंभिक आंकड़ों के अनुसार, चिमनी के मुंह का व्यास निर्धारित करें। पाइप एच की ऊंचाई निर्धारित करें।

4. हानिकारक पदार्थों की सबसे अपेक्षित सांद्रता C m (mg / m 3) निर्धारित करें: कार्बन मोनोऑक्साइड CO, सल्फर डाइऑक्साइड SO 2, नाइट्रोजन ऑक्साइड NO x, धूल, (राख) प्रतिकूल फैलाव परिस्थितियों में वातावरण की सतह परत में।

5. हानिकारक पदार्थों की वास्तविक सामग्री की तुलना करें वायुमंडलीय हवास्वच्छता और स्वच्छ मानकों (एमपीसी) के साथ पृष्ठभूमि एकाग्रता (सी एम + सी एफ) को ध्यान में रखते हुए, अगर एमपीसी सीओ = 5 मिलीग्राम / एम 3, एमपीसी संख्या 2 = 0.085, एमपीसी एसओ 2 = 0.5 मिलीग्राम / एम 3, एमपीसी धूल = 0.5 मिलीग्राम / मी 3।

7. शुद्धिकरण की आवश्यक डिग्री निर्धारित करें और उत्सर्जन को कम करने के लिए सिफारिशें दें यदि किसी पदार्थ का वास्तविक एम उत्सर्जन डिजाइन मानक (एमपीई) से अधिक है।

8. अपशिष्ट खतरनाक पदार्थों के उपचार के लिए उपयोग की जाने वाली विधियों और उपकरणों को विकसित और उचित ठहराना।

सैद्धांतिक भाग

परिचय

औद्योगिक उत्पादन और अन्य प्रकार आर्थिक गतिविधिमनुष्य पर्यावरण में प्रदूषकों की रिहाई के साथ हैं।

हीटिंग सिस्टम के लिए पानी गर्म करने के लिए ठोस, तरल और गैसीय ईंधन के दहन का उपयोग करने वाले बॉयलर इंस्टॉलेशन पर्यावरण को महत्वपूर्ण नुकसान पहुंचाते हैं।

मुख्य स्रोत नकारात्मक प्रभावऊर्जा उत्पाद जीवाश्म ईंधन के दहन से उत्पन्न उत्पाद हैं।

जीवाश्म ईंधन के कार्यशील द्रव्यमान में कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, सल्फर, नमी और राख होते हैं। ईंधन के पूर्ण दहन के परिणामस्वरूप, कार्बन डाइआक्साइड, जल वाष्प, सल्फर ऑक्साइड (सल्फर डाइऑक्साइड, सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड और राख)। सल्फर ऑक्साइड और राख विषाक्त पदार्थों में से हैं। उच्च-शक्ति दहन कक्ष बॉयलरों की मशाल के मूल में, ईंधन हवा में नाइट्रोजन का आंशिक ऑक्सीकरण नाइट्रोजन ऑक्साइड (नाइट्रोजन ऑक्साइड और डाइऑक्साइड) के गठन के साथ होता है।

भट्टियों में ईंधन के अपूर्ण दहन से कार्बन मोनोऑक्साइड सीओ 2, हाइड्रोकार्बन सीएच 4, सी 2 एच 6, साथ ही कार्सिनोजेनिक पदार्थ भी बन सकते हैं। अधूरे दहन के उत्पाद बहुत हानिकारक होते हैं, हालांकि, जब आधुनिक तकनीकभस्मीकरण, उनके गठन को समाप्त या कम किया जा सकता है।

उच्चतम राख सामग्री तेल शेल और भूरे रंग के कोयले के साथ-साथ कुछ प्रकार के कोयले में पाई जाती है। तरल ईंधन में राख की मात्रा कम होती है; प्राकृतिक गैस एक राख रहित ईंधन है।

बिजली संयंत्रों की चिमनियों से वातावरण में उत्सर्जित होने वाले जहरीले पदार्थों में होता है a हानिकारक प्रभाववन्य जीवन और जीवमंडल के पूरे परिसर के लिए।

बॉयलर इकाइयों में ईंधन के दहन के दौरान हानिकारक उत्सर्जन के प्रभाव से पर्यावरण की रक्षा करने की समस्या के व्यापक समाधान में शामिल हैं:

· तकनीकी प्रक्रियाओं का विकास और कार्यान्वयन जो ईंधन के दहन की पूर्णता के कारण हानिकारक पदार्थों के उत्सर्जन को कम करता है, आदि;

· कार्यान्वयन प्रभावी तरीकेऔर अपशिष्ट गैसों को साफ करने के तरीके।

सबसे कारगर उपाय पर्यावरण के मुद्देंवर्तमान चरण में - ऐसी प्रौद्योगिकियों का निर्माण जो अपशिष्ट मुक्त के करीब हैं। उसी समय, समस्या का समाधान उसी समय होता है तर्कसंगत उपयोग प्राकृतिक संसाधनसामग्री और ऊर्जा दोनों।

ठोस ईंधन दहन की विशेषताएं

ठोस ईंधन के दहन में दो अवधि शामिल हैं: गर्मी की तैयारी और वास्तविक दहन। थर्मल तैयारी की प्रक्रिया में, ईंधन को गर्म किया जाता है, सुखाया जाता है, और लगभग 110 के तापमान पर, इसके घटक घटकों का पाइरोजेनेटिक अपघटन गैसीय वाष्पशील पदार्थों की रिहाई के साथ शुरू होता है। इस अवधि की अवधि मुख्य रूप से ईंधन की नमी सामग्री, उसके कणों के आकार और आसपास के दहन माध्यम और ईंधन कणों के बीच गर्मी विनिमय की स्थितियों पर निर्भर करती है। थर्मल तैयारी की अवधि के दौरान प्रक्रियाओं का कोर्स मुख्य रूप से हीटिंग, ईंधन के सुखाने और जटिल आणविक यौगिकों के थर्मल अपघटन के लिए गर्मी के अवशोषण से जुड़ा होता है।

दहन स्वयं 400-600 के तापमान पर वाष्पशील पदार्थों के प्रज्वलन से शुरू होता है, और दहन प्रक्रिया के दौरान निकलने वाली गर्मी कोक अवशेषों के त्वरित ताप और प्रज्वलन प्रदान करती है।

कोक का दहन लगभग 1000 के तापमान पर शुरू होता है और यह सबसे लंबी प्रक्रिया है।

यह इस तथ्य से निर्धारित होता है कि कण सतह के पास के क्षेत्र में ऑक्सीजन का हिस्सा ज्वलनशील वाष्पशील के दहन पर खर्च किया जाता है और इसकी शेष एकाग्रता में कमी आई है; इसके अलावा, सजातीय पदार्थों के लिए सजातीय प्रतिक्रियाओं की गति में विषम प्रतिक्रियाएं हमेशा हीन होती हैं। रासायनिक गतिविधि।

अंततः कुल अवधिएक ठोस कण का दहन मुख्य रूप से कोक अवशेषों के दहन (कुल जलने के समय का लगभग 2/3) द्वारा निर्धारित किया जाता है। वाष्पशील पदार्थों की उच्च उपज वाले युवा ईंधन में, कोक अवशेष प्रारंभिक कण द्रव्यमान के आधे से भी कम होता है, इसलिए, उनका दहन (समान प्रारंभिक आकारों के साथ) जल्दी होता है और अंडरबर्निंग की संभावना कम हो जाती है। पुराने प्रकार के ठोस ईंधन में प्रारंभिक कण आकार के करीब एक बड़ा कोक अवशेष होता है, जिसके दहन में दहन कक्ष में कण का पूरा निवास समय लगता है। प्रारंभिक ईंधन के प्रकार के आधार पर 1 मिमी के प्रारंभिक आकार वाले कण का दहन समय 1 से 2.5 सेकेंड तक होता है।

अधिकांश ठोस ईंधन का कोक अवशेष मुख्य रूप से होता है, और कई ठोस ईंधनों के लिए, लगभग पूरी तरह से कार्बन (ईंधन के कार्बनिक द्रव्यमान का 60 से 97% तक) होता है। इस बात को ध्यान में रखते हुए कि ईंधन के दहन के दौरान कार्बन मुख्य ऊष्मा विमोचन प्रदान करता है, आइए हम सतह से कार्बन कण के दहन की गतिशीलता पर विचार करें। अशांत प्रसार (अशांत द्रव्यमान स्थानांतरण) के कारण पर्यावरण से कार्बन कण को ​​ऑक्सीजन की आपूर्ति की जाती है, जिसमें पर्याप्त उच्च तीव्रता होती है, हालांकि, एक पतली गैस परत (सीमा परत) सीधे कण सतह पर संरक्षित होती है, ऑक्सीडाइज़र का स्थानांतरण जिसके माध्यम से आणविक प्रसार के नियमों के अनुसार किया जाता है।

यह परत सतह पर ऑक्सीजन की आपूर्ति को महत्वपूर्ण रूप से रोकती है। यह कार्बन की सतह से निकलने वाले दहनशील गैस घटकों को जला देता है रासायनिक प्रतिक्रिया.

प्रसार, गतिज और मध्यवर्ती दहन क्षेत्र प्रतिष्ठित हैं। मध्यवर्ती और विशेष रूप से प्रसार क्षेत्र में, ऑक्सीजन की आपूर्ति में वृद्धि करके, ऑक्सीडाइज़र के प्रवाह को जलने वाले ईंधन कणों को सक्रिय करके दहन की तीव्रता संभव है। उच्च प्रवाह दर पर, सतह पर लामिना परत की मोटाई और प्रतिरोध कम हो जाता है और ऑक्सीजन की आपूर्ति बढ़ जाती है। यह गति जितनी अधिक होगी, ऑक्सीजन के साथ ईंधन का मिश्रण उतना ही अधिक होगा और तापमान जितना अधिक होगा, गतिज से मध्यवर्ती क्षेत्र में संक्रमण और मध्यवर्ती से प्रसार दहन क्षेत्र में संक्रमण होगा।

गहन दहन के संदर्भ में एक समान प्रभाव चूर्णित ईंधन के कण आकार को कम करके प्राप्त किया जाता है। छोटे कणों में अधिक विकसित ऊष्मा और द्रव्यमान स्थानांतरण होता है वातावरण... इस प्रकार, जैसे-जैसे चूर्णित ईंधन का कण आकार घटता जाता है, गतिज दहन क्षेत्र का विस्तार होता है। तापमान में वृद्धि विसरण दहन के क्षेत्र की ओर एक बदलाव की ओर ले जाती है।

चूर्णित ईंधन के विशुद्ध रूप से विसरित दहन का क्षेत्र मुख्य रूप से मशाल कोर द्वारा सीमित होता है, जो सबसे भिन्न होता है उच्च तापमानदहन, और बाद में जलने वाला क्षेत्र, जहां अभिकारकों की सांद्रता पहले से ही कम है और उनकी बातचीत प्रसार के नियमों द्वारा निर्धारित की जाती है। किसी भी ईंधन का प्रज्वलन अपेक्षाकृत से शुरू होता है कम तामपान, पर्याप्त ऑक्सीजन की स्थिति में, अर्थात। गतिज क्षेत्र में।

दहन के गतिज क्षेत्र में, रासायनिक प्रतिक्रिया की दर निर्णायक भूमिका निभाती है, जो ईंधन की प्रतिक्रियाशीलता और तापमान स्तर जैसे कारकों पर निर्भर करती है। इस दहन क्षेत्र में वायुगतिकीय कारकों का प्रभाव नगण्य है।

सदियों से, मानव जाति ने हीटिंग स्टोव के डिजाइन में सुधार किया है, जिसमें मूल रूप से हर जगह उपलब्ध ठोस ईंधन को जलाने की कल्पना की गई थी। इस संबंध में, थोड़ा बदल गया है, और आज, 21 वीं सदी में, गैस और तरल ईंधन की उपस्थिति में, हम अक्सर पारंपरिक हीटिंग प्रौद्योगिकियों की ओर रुख करते हैं। यह किसी तरह दिल पर आसान हो जाता है अगर एक आधुनिक घर में, केंद्रीय हीटिंग के अलावा, रिजर्व में एक अच्छा स्टोव भी है। खैर, पारंपरिक स्नान लकड़ी से जलने वाले चूल्हे की गर्मी के बिना नहीं चल सकते।

लकड़ी से जलने वाले स्टोव को कुशलतापूर्वक और सुरक्षित रूप से संचालित करने के लिए, एक स्टोकर को ठोस ईंधन जलाने की पेचीदगियों के बारे में जानना आवश्यक है। बहुत से लोग अब याद नहीं रखते कि स्टोव को ठीक से कैसे गर्म किया जाए, हालांकि, इस मामले में प्रयोग बेहद अवांछनीय हैं। वी पदार्थहम यथासंभव ठोस ईंधन दहन के विषय को उजागर करने का प्रयास करेंगे।

ठोस ईंधन का अर्थ है जलाऊ लकड़ी, कोयला, एन्थ्रेसाइट, कोक, पीट आदि। पारंपरिक भट्टियों में, यह सब ग्रेट्स पर या उनके बिना एक परत विधि में जला दिया जाता है। ईंधन को समय-समय पर भट्ठी में लोड किया जाता है, और परिणामस्वरूप स्लैग को हटा दिया जाता है। परत दहन चक्रीय है। बंद लूप में कई चरण होते हैं:

परत को गर्म करना और सुखाना;

ज्वलनशील वाष्पशील पदार्थों की रिहाई और उनका दहन;

ठोस ईंधन का दहन;

अवशेषों को जलाने और स्लैग (राख) को ठंडा करने के बाद;

लावा से भट्ठी की सफाई।

इनमें से प्रत्येक चरण का अपना थर्मल शासन होता है, जबकि ईंधन के दहन के दौरान संकेतक लगातार बदल रहे हैं। ओवन के इष्टतम थर्मल शासन को सुनिश्चित करने के लिए, इसे समय-समय पर रखना आवश्यक है नया भागईंधन (परत)। एक नई परत को लोड करने का क्षण व्यक्तिगत आधार पर निर्धारित किया जाता है और कई कारकों पर निर्भर करता है। आइए हम ठोस ईंधन के परत-दर-परत दहन के चरणों पर अधिक विस्तार से विचार करें।

गर्म करना और सुखानापरत गर्मी अवशोषण के साथ होती है, अर्थात। एंडोथर्मिक है। गर्मी आपूर्तिकर्ता पतली सूखी लकड़ी या पहले से प्रज्वलित ईंधन के साथ-साथ फायरबॉक्स की गर्म दीवारों से बने शुरुआती बुकमार्क की लौ है।

प्रज्वलन और सुलगने का चरणबढ़ती गर्मी रिलीज के साथ होता है। इस अवधि के दौरान भट्ठी में हवा का अत्यधिक सेवन अवांछनीय है, क्योंकि यह ठंडा हो जाएगा फ्लू गैस, और इसलिए, चिमनी अधिक समय तक गर्म रहेगी। प्रज्वलन और सुलगने के चरण में एयर डैम्पर्स केवल थोड़ा खुला होना चाहिए, जबकि यह वांछनीय है कि ठंडी हवाकेवल इग्निशन जोन में आपूर्ति की गई थी।

दहन चरणकी आवश्यकता है बड़ी मात्रा मेंहवा में ऑक्सीजन, क्योंकि यह प्रक्रिया हाइड्रोकार्बन के ऑक्सीकरण से ज्यादा कुछ नहीं है। लौ का ताप बढ़ रहा है, और वास्तव में, केवल ऑक्सीजन की आपूर्ति की मात्रा से ही सीमित है। यदि चिमनी का क्रॉस-सेक्शन अपर्याप्त है, तो लौ को वायु आपूर्ति छेद से बाहर खटखटाया जा सकता है। ऐसी स्थिति में, केवल एक ही रास्ता है - तुरंत चिमनी डैम्पर को पूरी तरह से खोलें और हवा की आपूर्ति बंद कर दें। जब हवा की आपूर्ति कम हो जाती है, तो आग की लपटें लंबी हो जाती हैं और चिमनी में भी घुस सकती हैं, जो कि अंडरबर्निंग का संकेत है। जाहिर है, लौ दहन मोड में आपूर्ति की गई हवा को दो नियंत्रित धाराओं में विभाजित किया जाना चाहिए। प्राथमिक धारा को सीधे लकड़ी में डाला जाएगा, जो कि मात्रा के आधार पर, वाष्पशील की रिहाई की दर को बढ़ाने या घटाने पर निर्भर करता है; और द्वितीयक - ज्वाला के लिए, वाष्पशील पदार्थों के दहन की पूर्णता को समायोजित करने के लिए, अर्थात। आग की लपटों की लंबाई। माध्यमिक प्रवाह की तीव्रता में वृद्धि से बाद की लंबाई में कमी आती है जब तक कि यह गायब न हो जाए, लेकिन जलाऊ लकड़ी के जलने की दर धीमी नहीं होती है। हालांकि, लकड़ी की आग की मारक क्षमता वास्तव में उतनी महान नहीं है जितनी लगती है। यह धातु के स्टोव के फायरबॉक्स की दीवारों को 300-400 ° से अधिक नहीं गर्म करने में सक्षम है।

जलते हुए कोयलेधातु के फायरबॉक्स को लाल-गर्म हीटिंग प्रदान करता है - यह सबसे एक्ज़ोथिर्मिक चरण है। प्राथमिक वायु आपूर्ति (बिस्तर से गुजरने) में वृद्धि के साथ गर्मी रिलीज का प्रभाव बढ़ता है। इस स्तर पर द्वितीयक वायु की आवश्यकता नहीं होती है। यदि कच्चे चॉक को भट्टी में डाला जाता है तो कोयले तेजी से जलेंगे: जल वाष्प के साथ कोयले के गैसीकरण की प्रतिक्रिया होगी। यदि लकड़ी नम है, तो जलने और सुलगने की अवस्था लगभग एक साथ होती है।

ईंधन कक्षों के प्रकार और लकड़ी जलाने की प्रक्रिया

एक बहरे चूल्हे के साथ सबसे सरल चिमनी डालने में, दहन प्रक्रिया अतिरिक्त हवा के साथ होती है, क्योंकि क्षेत्र खुला पोर्टलआमतौर पर 8-15 बार चिमनी पार के अनुभागीय क्षेत्र। इस तथ्य के कारण कि बड़ी मात्रा में चूसा हुआ हवा चिमनी को 60-80 डिग्री सेल्सियस से ऊपर गर्म करने की अनुमति नहीं देता है, उनमें मसौदा एक दरवाजे (250-400 डिग्री सेल्सियस) के साथ ओवन की तुलना में बहुत कम है।

यदि फायरप्लेस इंसर्ट एक दरवाजे और एक स्पंज के साथ एक धौंकनी से सुसज्जित है, तो इसकी दक्षता काफी ऊपर की ओर बदल जाएगी। हालांकि, इस डिजाइन में एक गंभीर खामी है - कक्ष से अत्यधिक धुआं, जब खोला जाता है, तो धुआं फट जाता है। जहां तक ​​संभव हो पाइप को आगे बढ़ाकर धुएं को कम किया जा सकता है, लेकिन फिर यह पानी या पत्थरों को गर्म करने के लिए उपयोग किए जाने वाले स्टोव के शीर्ष को अवरुद्ध कर देगा। में एक समझौता समाधान यह मामलापाइप के पीछे की ओर होने पर ढलान वाला शेल्फ हो सकता है। शेल्फ दरवाजे पर ही अधिकतम कर्षण पैदा करेगा, खोले जाने पर, ऊपर की ओर प्रवाह धुएं को सोख लेगा, जिससे वह बच नहीं पाएगा। यह डिज़ाइन के लिए अच्छा है लंबे समय तक जलनाजबसे हवा चूल्हा के साथ जाती है, जलाऊ लकड़ी के नीचे हो रही है, और धुएं के संचलन के क्षेत्र में यह वाष्पशील पदार्थों के साथ अच्छी तरह से मिश्रित होती है, जिससे उनके दहन की पूर्णता सुनिश्चित होती है।

उग्र दहन पर जोर देने के लिए, वाष्पशील के प्रवाह में द्वितीयक वायु प्रवेश का उपयोग किया जाता है। कार्यान्वयन यह व्यवस्थाजलाऊ लकड़ी के दहन में भी ग्रेट संरचनाओं द्वारा मदद की जाती है। वे अच्छे हैं, सबसे पहले, इसमें वे परत के किसी भी क्षेत्र में ऑक्सीजन की आपूर्ति प्रदान करते हैं। हालांकि, आने वाली हवा की एक बड़ी मात्रा ग्रिप चैनल की दीवारों के तापमान को कम करती है, और, परिणामस्वरूप, मसौदा और संवहनी गर्मी हस्तांतरण। यह घटनाभट्ठी की परिधि को चूल्हा से ढककर कम से कम किया जा सकता है, केवल शुद्ध क्षेत्र को केंद्र में छोड़कर।

जलाऊ लकड़ी जलाने के लिए कोई भी जाली उपयुक्त है। यदि आवश्यक हो, तो आप उन्हें फिटिंग या रॉड से स्वयं बना सकते हैं। लेकिन कोयले को जलाने के लिए आपको कच्चा लोहा ग्रेट्स की आवश्यकता होगी, जिसका क्रॉस-सेक्शनल आकार त्रिकोणीय के करीब है। यह आकार स्लैग को ग्रेट्स के बीच अंतराल को बंद करने की अनुमति नहीं देता है। ग्रेट्स को फायरबॉक्स के साथ रखा जाना चाहिए ताकि आप पोकर के साथ कोयले को हटा सकें। कोयले और जलाऊ लकड़ी दोनों के लिए कास्ट आयरन ग्रेट्स उपलब्ध हैं। उत्तरार्द्ध में, ग्रेट्स पतले होते हैं, और उनके बीच की खाई संकरी होती है।

ग्रिजली भट्टियां उच्च शक्ति विकसित करने में सक्षम हैं, हालांकि, उन्हें इससे बचाती हैं overclockingआसान नहीं है। जब वायु आपूर्ति अनुपात एकता के बराबर होता है, तो भट्टी की दीवारों को लाल रंग में गर्म किया जाता है, और जलाऊ लकड़ी बढ़ती हुई गैस बनना शुरू हो जाती है। लौ इतनी अधिक हो जाती है कि वह पाइप में प्रवेश कर जाती है और इस मामले में हवा की आपूर्ति बढ़ाने की आवश्यकता होती है, जो बदले में और भी अधिक गैसीकरण और हीटिंग का कारण बनती है। लकड़ी के काम से वाष्पशील होने के बाद ही चूल्हा अपने आप शांत हो जाएगा। उसके बाद कोयले का दहन पहले से ही विनियमन के लिए अच्छी तरह से उधार देता है।

यह समझना जरूरी है कि मुख्य कारण ओवन त्वरणओवरक्लॉकिंग धातु की दीवारें हैं जिन्हें उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है, जो अब जलाऊ लकड़ी की गर्मी को दूर नहीं करती हैं, जबकि बाद वाली खुद को गर्म करना शुरू कर देती हैं। स्टोव को तेज करने से रोकना संभव है, अगर फायरिंग करते समय, चिमनी के स्पंज को केवल आधा ही खुला रखें, और जब फायरबॉक्स से विशिष्ट गैस पॉप सुनाई दे, तो फायरबॉक्स का दरवाजा खोलें और साथ ही चिमनी को पूरी तरह से खोलें। अतिरिक्त हवा के अचानक प्रकट होने से, स्टोव की दीवारें ठंडी होने लगेंगी, और जब वे चमकना बंद कर देंगी, तो फायरबॉक्स का दरवाजा और हवा का सेवन बंद करना संभव होगा। चिमनी फिर से आधी ढकी हुई है। इससे भट्टी आसानी से सुलगने की अवस्था में चली जाएगी।

स्टोव के त्वरण को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण बिंदु जलाऊ लकड़ी का एक हिस्सा है। ओवरक्लॉकिंग की स्थिति की संभावना को कम करने के लिए, जलाऊ लकड़ी को एक बार में 1 से 3 किलो के छोटे हिस्से में लोड किया जाना चाहिए। इसके अलावा, लॉग का व्यास जितना बड़ा होगा, बुकमार्क का वजन उतना ही अधिक हो सकता है। हवा की आपूर्ति को समायोजित करके, आपको दीवारों की अधिकता को रोकने की कोशिश करनी चाहिए। भट्ठी का त्वरण खतरनाक है, सबसे पहले, क्योंकि इससे भट्ठी के धातु के हिस्सों में जंग या जलन हो सकती है।

सबसे पहले, यह ओवरक्लॉकिंग से ग्रस्त है नीचे के भागफायरबॉक्स की दीवारें। यदि धातु की भट्टी समय-समय पर तेज हो जाती है, तो दीवारों को अंदर से बचाया जा सकता है आग रोक ईंटें 20-30 सेमी की ऊंचाई तक दीवारों को बाहर से ढंकना एक गलती होगी। इससे धातु का और भी मजबूत तापन होगा। वॉटर जैकेट - बॉयलर द्वारा ओवरक्लॉकिंग की समस्या पूरी तरह से समाप्त हो जाती है। हालांकि, अगर हम सौना स्टोव के बारे में बात करते हैं, तो यह समाधान सौना के लिए उपयुक्त नहीं है, बल्कि हम्माम के लिए उपयुक्त है।

धातु के चूल्हे के स्वतःस्फूर्त त्वरण के दौरान फायरबॉक्स बर्नआउट या छिपी हुई दरारें वास्तव में खतरनाक होती हैं। यदि सामान्य दहन के दौरान वे हवा के सेवन के छेद के रूप में काम करते हैं, तो त्वरण मोड में वे "नोजल" ​​बन जाएंगे, जिसके माध्यम से जलते हुए वाष्पशील बाहर निकलने लगेंगे।

श्रेणी के लिए: ओवन

ईंधन दहन प्रक्रियाओं की मुख्य विशेषताएं

हीटिंग भट्टियां ठोस, तरल और गैसीय ईंधन का उपयोग कर सकती हैं। इनमें से प्रत्येक ईंधन की अपनी विशेषताएं हैं जो भट्ठी की दक्षता को प्रभावित करती हैं।

हीटिंग भट्टियों के डिजाइन लंबे समय से बनाए गए हैं और उनमें ठोस ईंधन जलाने का इरादा था। केवल अधिक में देर से अवधितरल के उपयोग के लिए डिज़ाइन की गई संरचनाएँ बनाना शुरू किया और गैसीय ईंधन... मौजूदा भट्टियों में इन मूल्यवान प्रजातियों का सबसे प्रभावी ढंग से उपयोग करने के लिए, यह जानना आवश्यक है कि इन ईंधनों की दहन प्रक्रिया ठोस ईंधन के दहन से कैसे भिन्न होती है।

सभी चूल्हों में ठोस ईंधन (जलाऊ लकड़ी, विभिन्न प्रकारकोयला, एन्थ्रेसाइट, कोक, आदि) को समय-समय पर ईंधन की लोडिंग और स्लैग से ग्रेट्स की सफाई के साथ, एक स्तरित विधि में ग्रेट्स पर जलाया जाता है। स्तरित दहन प्रक्रिया स्पष्ट रूप से चक्रीय है। प्रत्येक चक्र में निम्नलिखित चरण शामिल होते हैं: ईंधन लोड करना, बिस्तर को सुखाना और गर्म करना, वाष्पशील पदार्थों की रिहाई और उनका दहन, बिस्तर में ईंधन का दहन, अवशेषों को जलाना और अंत में, स्लैग को हटाना।

इनमें से प्रत्येक चरण में, एक निश्चित थर्मल शासन बनाया जाता है और भट्ठी में दहन प्रक्रिया लगातार बदलते संकेतकों के साथ होती है।
परत को सुखाने और गर्म करने का प्राथमिक चरण तथाकथित एंडोथर्मिक प्रकृति का होता है, अर्थात यह रिलीज के साथ नहीं होता है, बल्कि फायरबॉक्स की गर्म दीवारों से और असिंचित अवशेषों से प्राप्त गर्मी के अवशोषण के साथ होता है। इसके अलावा, जैसे ही परत गर्म होती है, गैसीय दहनशील घटकों की रिहाई शुरू हो जाती है और गैस की मात्रा में उनका जलना शुरू हो जाता है। इस स्तर पर, भट्ठी में गर्मी उत्पन्न होती है, जो धीरे-धीरे बढ़ती है। हीटिंग के प्रभाव में, परत के ठोस कोक बेस का दहन शुरू होता है, जो आमतौर पर सबसे बड़ा थर्मल प्रभाव देता है। जैसे-जैसे परत जलती है, गर्मी की रिहाई धीरे-धीरे कम हो जाती है, और अंतिम चरण में दहनशील पदार्थों के जलने के बाद कम तीव्रता होती है। यह ज्ञात है कि स्तरित दहन चक्र के व्यक्तिगत चरणों की भूमिका और प्रभाव ठोस ईंधन की गुणवत्ता के निम्नलिखित संकेतकों पर निर्भर करता है: नमी सामग्री, राख सामग्री, वाष्पशील दहनशील पदार्थों की सामग्री और दहनशील में कार्बन।
द्रव्यमान।

आइए विचार करें कि ये घटक परत में दहन प्रक्रिया की प्रकृति को कैसे प्रभावित करते हैं।

ईंधन के आर्द्रीकरण का दहन पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है, क्योंकि ईंधन के दहन की विशिष्ट गर्मी का एक हिस्सा नमी के वाष्पीकरण पर खर्च किया जाना चाहिए। नतीजतन, फायरबॉक्स में तापमान कम हो जाता है, दहन की स्थिति बिगड़ जाती है, और दहन चक्र में ही देरी हो जाती है।

ईंधन की राख सामग्री की नकारात्मक भूमिका इस तथ्य में प्रकट होती है कि राख द्रव्यमान ईंधन के दहनशील घटकों को कवर करता है और उन्हें वायु ऑक्सीजन की पहुंच को रोकता है। नतीजतन, ईंधन का दहनशील द्रव्यमान नहीं जलता है, एक तथाकथित यांत्रिक अंडरबर्निंग बनता है।

वैज्ञानिकों के शोध ने स्थापित किया है कि ठोस ईंधन में वाष्पशील गैसीय पदार्थों और ठोस कार्बन की सामग्री के अनुपात का दहन प्रक्रियाओं के विकास की प्रकृति पर बहुत प्रभाव पड़ता है। वाष्पशील ज्वलनशील पदार्थ ठोस ईंधन से अपेक्षाकृत कम तापमान पर 150-200 डिग्री सेल्सियस और ऊपर से शुरू होने लगते हैं। वाष्पशील संरचना में विविध होते हैं और अलग-अलग आउटलेट तापमान में भिन्न होते हैं; इसलिए, उनकी रिहाई की प्रक्रिया समय में बढ़ा दी जाती है और इसके अंतिम चरण को आमतौर पर परत के ठोस ईंधन भाग के दहन के साथ जोड़ा जाता है।

वाष्पशील पदार्थों में अपेक्षाकृत कम प्रज्वलन तापमान होता है, क्योंकि उनमें कई हाइड्रोजन युक्त घटक होते हैं, उनका दहन फ़ायरबॉक्स के ऊपर-परत गैस की मात्रा में होता है। वाष्पशील पदार्थों के निकलने के बाद बचे हुए ईंधन के ठोस भाग में मुख्य रूप से कार्बन होता है, जिसका ज्वलन तापमान उच्चतम (650-700 ° C) होता है। कार्बन अवशेषों का दहन आखिरी बार शुरू होता है। यह सीधे घृत की एक पतली परत में प्रवाहित होती है और तीव्र ऊष्मा निकलने के कारण इसमें उच्च तापमान विकसित हो जाता है।

ठोस ईंधन दहन चक्र के दौरान भट्ठी और गैस नलिकाओं में तापमान परिवर्तन की एक विशिष्ट तस्वीर अंजीर में दिखाई गई है। 1. जैसा कि आप देख सकते हैं, फायरबॉक्स की शुरुआत में फायरबॉक्स और चिमनी में तापमान में तेजी से वृद्धि होती है। तेज गिरावटस्टोव के अंदर तापमान, विशेष रूप से फ़ायरबॉक्स में। प्रत्येक चरण में भट्ठी को एक निश्चित मात्रा में दहन हवा की आपूर्ति की आवश्यकता होती है। हालांकि, इस तथ्य के कारण कि निरंतर मात्रा में हवा भट्ठी में प्रवेश करती है, गहन दहन के चरण में अतिरिक्त वायु अनुपात = 1.5-2 पर होता है, और बाद के चरण में, जिसकी अवधि 25-30% तक पहुंच जाती है। भट्ठी का समय, अतिरिक्त वायु अनुपात = 8-10 पर पहुंच जाता है। अंजीर में। 2 दिखाता है कि तीन प्रकार के ठोस ईंधन की भट्ठी पर एक दहन चक्र के दौरान अतिरिक्त वायु अनुपात कैसे बदलता है: एक ठेठ बैच हीटिंग फर्नेस में लकड़ी, पीट और कोयला।

चावल। 1. ठोस ईंधन फायरिंग के साथ हीटिंग स्टोव के विभिन्न वर्गों में ग्रिप गैसों के तापमान में परिवर्तन - फायरबॉक्स में तापमान (ग्रेट से 0.23 मीटर की दूरी पर); 1 - पहली क्षैतिज चिमनी में तापमान; '3 - तीसरी क्षैतिज चिमनी में तापमान; 4 - छठी क्षैतिज चिमनी में तापमान (स्टोव स्पंज के सामने)

अंजीर। 2 से पता चलता है कि ठोस ईंधन की आवधिक लोडिंग के साथ चलने वाली भट्टियों में अतिरिक्त वायु अनुपात लगातार बदल रहा है।

इसी समय, वाष्पशील पदार्थों की गहन रिहाई के चरण में, भट्ठी में प्रवेश करने वाली हवा की मात्रा आमतौर पर उनके पूर्ण दहन के लिए अपर्याप्त होती है, और प्रारंभिक ताप और दहनशील पदार्थों के बाद के चरणों में, हवा की मात्रा कई गुना होती है। सैद्धांतिक रूप से आवश्यक एक से अधिक।

नतीजतन, वाष्पशील पदार्थों की गहन रिहाई के चरण में, जारी दहनशील गैसों का रासायनिक अंडरबर्निंग होता है, और अवशेषों के जलने के दौरान, दहन उत्पादों की मात्रा में वृद्धि के कारण निकास गैसों के साथ गर्मी के नुकसान में वृद्धि होती है। रासायनिक अंडरबर्निंग के साथ गर्मी का नुकसान 3-5% है, और निकास गैसों के साथ - 20-30%। हालांकि, रासायनिक अंडरबर्निंग का नकारात्मक प्रभाव न केवल अतिरिक्त गर्मी के नुकसान और दक्षता में कमी में प्रकट होता है। ऑपरेटिंग अनुभव एक लंबी संख्याहीटिंग स्टोव दिखाता है; कि अत्यधिक उत्सर्जित वाष्पशील पदार्थों के रासायनिक अंडरबर्निंग के परिणामस्वरूप, अनाकार कार्बन भट्ठी और चिमनियों की भीतरी दीवारों पर कालिख के रूप में जमा हो जाता है।

चावल। 2. ठोस ईंधन के दहन चक्र के दौरान अतिरिक्त वायु अनुपात में परिवर्तन

चूंकि कालिख में कम तापीय चालकता होती है, इसलिए इसकी जमा भट्ठी की दीवारों के थर्मल प्रतिरोध को बढ़ाती है और इस तरह भट्टियों से उपयोगी गर्मी हस्तांतरण को कम करती है। चिमनियों में जमा कालिख गैसों के पारित होने के लिए क्रॉस-सेक्शन को संकीर्ण कर देती है, ड्राफ्ट को ख़राब कर देती है और अंत में, आग का खतरा बढ़ जाता है, क्योंकि कालिख ज्वलनशील होती है।

जो कहा गया है उससे यह स्पष्ट है कि परत प्रक्रिया का असंतोषजनक प्रदर्शन काफी हद तक समय के साथ अस्थिरता के असमान विकास के कारण है।

उच्च कार्बन ईंधन के स्तरित दहन के मामले में, दहन प्रक्रिया एक पतली ईंधन परत के भीतर केंद्रित होती है, जिसमें उच्च तापमान विकसित होता है। बिस्तर में शुद्ध कार्बन का दहन स्व-विनियमन है। इसका मतलब है कि प्रतिक्रिया (जला) कार्बन की मात्रा आपूर्ति की गई ऑक्सीडाइज़र (वायु) की मात्रा के अनुरूप होगी। इसलिए, अत लगातार प्रवाहहवा स्थिर रहेगी और जले हुए ईंधन की मात्रा। वायु आपूर्ति वीबी को विनियमित करके गर्मी भार में परिवर्तन किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, वीबी में वृद्धि के साथ, जलने वाले ईंधन की मात्रा बढ़ जाती है, और यूबी में कमी से परत के थर्मल प्रदर्शन में कमी आएगी, और अतिरिक्त वायु अनुपात का मूल्य स्थिर रहेगा।

हालांकि, एन्थ्रेसाइट और कोक का दहन निम्नलिखित कठिनाइयों से जुड़ा है। उच्च तापमान बनाने की संभावना के लिए, एन्थ्रेसाइट और कोक के दहन के दौरान परत की मोटाई पर्याप्त रूप से बड़ी बनी रहती है। इस मामले में, परत का कार्य क्षेत्र इसका अपेक्षाकृत पतला निचला हिस्सा होता है, जिसमें वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ कार्बन ऑक्सीकरण की एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाएं होती हैं, यानी वास्तविक दहन होता है। पूरी ऊपरी परत परत के जलने वाले हिस्से के थर्मल इंसुलेटर के रूप में कार्य करती है, जो दहन क्षेत्र को फ़ायरबॉक्स की दीवारों पर गर्मी के विकिरण के कारण ठंडा होने से बचाती है।

दहन क्षेत्र में ऑक्सीडेटिव प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, प्रतिक्रिया के अनुसार उपयोगी गर्मी निकलती है
सी + ओ 2-> सह।

हालांकि, इसके ऊपरी क्षेत्र में परत के उच्च तापमान पर, रिवर्स रिडक्टिव एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाएं होती हैं, जो समीकरण के अनुसार गर्मी के अवशोषण के साथ आगे बढ़ती हैं।
C02 + C2CO।

इन प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, कार्बन मोनोऑक्साइड सीओ बनता है, जो दहन की एक उच्च विशिष्ट गर्मी के साथ एक दहनशील गैस है; इसलिए, ग्रिप गैसों में इसकी उपस्थिति ईंधन के अपूर्ण दहन और भट्ठी की दक्षता में कमी का संकेत देती है। . इस प्रकार, दहन क्षेत्र में उच्च तापमान सुनिश्चित करने के लिए, ईंधन परत में पर्याप्त मोटाई होनी चाहिए, लेकिन इससे परत के ऊपरी हिस्से में हानिकारक कमी प्रतिक्रियाएं होती हैं, जिससे ठोस ईंधन का रासायनिक अंडरबर्निंग होता है।

ऊपर से यह स्पष्ट है कि ठोस ईंधन पर चलने वाली किसी भी बैच भट्टी में, एक अस्थिर दहन प्रक्रिया होती है, जो अनिवार्य रूप से संचालन में भट्टियों की दक्षता को कम कर देती है।

बडा महत्वकिफायती, भट्ठी संचालन के लिए, यह ठोस ईंधन गुणवत्ता का है।

घरेलू जरूरतों के मानकों के अनुसार, मुख्य रूप से बिटुमिनस कोयले (ग्रेड डी, जी, जेडएच, के, टी, आदि), साथ ही भूरे रंग के कोयले और एन्थ्रेसाइट अलग-थलग हैं। टुकड़ों के आकार के अनुसार, कोयले की आपूर्ति निम्न वर्गों में की जानी चाहिए: 6-13, 13-25, 25-50 और 50-100 मिमी। सूखे आधार पर कोयले की राख सामग्री बिटुमिनस कोयले के लिए 14-35% और एन्थ्रेसाइट के लिए 20% तक होती है, बिटुमिनस कोयले के लिए नमी सामग्री 6-15% और भूरे कोयले के लिए 20-45% होती है।

घरेलू चूल्हों के फर्नेस उपकरणों में दहन प्रक्रिया (विस्फोट हवा की आपूर्ति को विनियमित करने, परत को शूअरिंग आदि) को मशीनीकृत करने के साधन नहीं होते हैं, इसलिए, भट्टियों में कुशल दहन के लिए, कोयले की गुणवत्ता पर पर्याप्त रूप से उच्च आवश्यकताओं को लगाया जाना चाहिए। कोयले का एक महत्वपूर्ण हिस्सा आपूर्ति की जाती है, हालांकि, गुणवत्ता विशेषताओं (नमी, राख सामग्री, जुर्माना सामग्री) के साथ बिना छांटे, कच्चे, मानकों द्वारा निर्धारित की तुलना में काफी कम है।

घटिया ईंधन का दहन अपूर्ण है, जिसमें रासायनिक और यांत्रिक अंडरबर्निंग से होने वाले नुकसान में वृद्धि हुई है। सार्वजनिक उपयोगिता अकादमी। केडी पामफिलोव ने निम्न गुणवत्ता वाले कोयले की आपूर्ति के कारण होने वाली वार्षिक सामग्री क्षति का निर्धारण किया। गणना से पता चला है कि ईंधन के अधूरे उपयोग से होने वाली सामग्री की क्षति कोयला खनन की लागत का लगभग 60% है। अपने उत्पादन के स्थानों में ईंधन को सशर्त स्थिति में समृद्ध करना आर्थिक और तकनीकी रूप से व्यवहार्य है, क्योंकि अतिरिक्त व्ययसंवर्धन के लिए सामग्री क्षति की निर्दिष्ट राशि का लगभग आधा हिस्सा होगा।

कोयले की एक महत्वपूर्ण गुणवत्ता विशेषता जो इसके दहन की दक्षता को प्रभावित करती है, इसकी भिन्नात्मक संरचना है।

पर बढ़ी हुई सामग्रीजुर्माना ईंधन में, यह सघन हो जाता है और जलती हुई ईंधन परत में अंतराल को बंद कर देता है, जिससे गड्ढा दहन होता है, जिसमें परत के क्षेत्र में असमान चरित्र होता है। इसी कारण से, भूरे रंग के कोयले अन्य प्रकार के ईंधन से भी बदतर रूप से जलते हैं, जो गर्म होने पर फट जाते हैं सार्थक राशिछोटी चीजें।

दूसरी ओर, अति प्रयोग बड़े टुकड़ेकोयले (100 मिमी से अधिक) से भी गड्ढा दहन होता है।

कोयले की नमी, आम तौर पर बोलती है, दहन प्रक्रिया को खराब नहीं करती है; हालांकि, यह कम कर देता है विशिष्ट ऊष्मादहन, दहन तापमान, और कोयले के भंडारण को भी जटिल बनाता है, क्योंकि उप-शून्य तापमान पर इसकी ठंड होती है। ठंड को रोकने के लिए कोयले की नमी की मात्रा 8% से अधिक नहीं होनी चाहिए।

हानिकारक घटकठोस ईंधन में, सल्फर होता है, क्योंकि इसके दहन के उत्पाद सल्फर डाइऑक्साइड S02 और सल्फर डाइऑक्साइड S03 हैं, जिनमें मजबूत संक्षारक गुण होते हैं, और ये बहुत जहरीले भी होते हैं।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि बैच भट्टियों में, हालांकि कम कुशल, कच्चे कोयले को अभी भी संतोषजनक ढंग से जलाया जा सकता है; लंबे समय तक जलने वाली भट्टियों के लिए, इन आवश्यकताओं को पूरी तरह से पूरा किया जाना चाहिए।

ओवन में निरंतर कार्रवाईजिसमें तरल या गैसीय ईंधन जलाया जाता है, दहन प्रक्रिया चक्रीय नहीं, बल्कि निरंतर होती है। भट्ठी में ईंधन का प्रवाह समान रूप से होता है, जिसके कारण एक स्थिर दहन मोड मनाया जाता है। यदि, ठोस ईंधन जलाते समय, चूल्हे के फायरबॉक्स में तापमान व्यापक सीमा के भीतर उतार-चढ़ाव करता है, जो दहन प्रक्रिया पर प्रतिकूल प्रभाव डालता है, तो जलते समय प्राकृतिक गैसबर्नर चालू करने के तुरंत बाद, दहन कक्ष में तापमान 650-700 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है। इसके अलावा, यह लगातार समय के साथ बढ़ता है और भट्ठी के अंत में 850-1100 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है। इस मामले में तापमान वृद्धि की दर भट्ठी के स्थान के थर्मल तनाव और भट्ठी की फायरिंग के समय (छवि 25) द्वारा निर्धारित की जाती है। लगातार अतिरिक्त वायु अनुपात पर गैस का दहन बनाए रखना अपेक्षाकृत आसान है, जो एक एयर डैम्पर के माध्यम से पूरा किया जाता है। इसके कारण, जब भट्ठी में गैस जलाई जाती है, तो एक स्थिर दहन मोड बनाया जाता है, जिससे निकास गैसों के साथ गर्मी के नुकसान को कम करना और भट्ठी के संचालन को उच्च दक्षता के साथ 80-90% तक पहुंचाना संभव हो जाता है। गैस भट्टी की दक्षता समय के साथ स्थिर होती है और ठोस ईंधन भट्टी की तुलना में काफी अधिक होती है।

ईंधन दहन मोड का प्रभाव और भट्ठी की दक्षता पर धुएं के संचलन की गर्मी-अवशोषित सतह के क्षेत्र का आकार। सैद्धांतिक गणना से पता चलता है कि हीटिंग फर्नेस की तापीय क्षमता, यानी मूल्य ऊष्मीय दक्षता, तथाकथित बाहरी और आंतरिक कारकों पर निर्भर करता है। बाहरी कारकों में फ़ायरबॉक्स के क्षेत्र में स्टोव की गर्मी-स्थानांतरण बाहरी सतह एस के क्षेत्र का मूल्य और ग्रिप गैस परिसंचरण, दीवार की मोटाई 6, स्टोव की दीवारों की सामग्री के थर्मल चालकता गुणांक के और शामिल हैं। गर्मी क्षमता सी। मूल्य जितना बड़ा होगा। एस, एक्स और 6 से कम, भट्ठी की दीवारों से परिवेशी वायु में गर्मी हस्तांतरण जितना बेहतर होगा, गैसों को पूरी तरह से ठंडा किया जाएगा और भट्ठी की दक्षता उतनी ही अधिक होगी।

चावल। 3. भट्ठी की जगह की तीव्रता और भट्ठी के समय के आधार पर, गैस हीटिंग स्टोव के फायरबॉक्स में दहन उत्पादों के तापमान में परिवर्तन

आंतरिक कारकों में शामिल हैं, सबसे पहले, फायरबॉक्स की दक्षता, जो मुख्य रूप से ईंधन दहन की पूर्णता पर निर्भर करती है। आवधिक क्रिया की हीटिंग भट्टियों में, दहन की रासायनिक अपूर्णता और यांत्रिक अपूर्णता से लगभग हमेशा गर्मी का नुकसान होता है। ये नुकसान भट्ठी की मात्रा क्यू / वी के विशिष्ट थर्मल तनाव द्वारा निर्धारित दहन प्रक्रिया के संगठन की पूर्णता पर निर्भर करते हैं। किसी दिए गए डिज़ाइन के फायरबॉक्स के लिए QIV मान ईंधन की खपत पर निर्भर करता है।

अनुसंधान और संचालन अनुभव ने स्थापित किया है कि प्रत्येक प्रकार के ईंधन और फायरबॉक्स डिजाइन के लिए, एक इष्टतम क्यू / वी मान है। कम क्यू / वी पर, फायरबॉक्स की आंतरिक दीवारें कमजोर रूप से गर्म होती हैं, दहन क्षेत्र में तापमान कुशल ईंधन दहन के लिए अपर्याप्त होता है। क्यू / वी में वृद्धि के साथ, भट्ठी की मात्रा में तापमान में वृद्धि होती है, और जब क्यू / वी का एक निश्चित मूल्य पहुंच जाता है, इष्टतम स्थितियांजलता हुआ। ईंधन की खपत में और वृद्धि के साथ, तापमान का स्तर बढ़ता जा रहा है, लेकिन दहन प्रक्रिया को फायरबॉक्स के भीतर पूरा करने का समय नहीं है। गैसीय दहनशील घटक गैस नलिकाओं में प्रवेश कर जाते हैं, उनके दहन की प्रक्रिया रुक जाती है और ईंधन का रासायनिक अंडरबर्निंग प्रकट होता है। उसी तरह, अत्यधिक ईंधन की खपत के साथ, इसमें से कुछ के पास जलने का समय नहीं होता है और यह भट्ठी पर रहता है, जिससे यांत्रिक अंडरबर्निंग होती है। इस प्रकार, हीटिंग स्टोव की अधिकतम दक्षता के लिए, यह आवश्यक है कि इसका फायरबॉक्स इष्टतम थर्मल वोल्टेज के साथ संचालित हो।

फायरबॉक्स की दीवारों से पर्यावरण को होने वाली गर्मी के नुकसान से स्टोव की दक्षता कम नहीं होती है, क्योंकि गर्मी कमरे के उपयोगी हीटिंग पर खर्च की जाती है।

दूसरा महत्वपूर्ण आंतरिक कारक ग्रिप गैस प्रवाह दर Vr है। यहां तक ​​​​कि अगर स्टोव फायरबॉक्स के गर्मी वोल्टेज के इष्टतम मूल्य पर काम करता है, तो अतिरिक्त वायु गुणांक में परिवर्तन के कारण चिमनी से गुजरने वाली गैसों की मात्रा महत्वपूर्ण रूप से बदल सकती है, जो हवा की वास्तविक प्रवाह दर का अनुपात है। सैद्धांतिक रूप से आवश्यक मात्रा में फायरबॉक्स में प्रवेश करना। QIV के दिए गए मान पर, am का मान बहुत विस्तृत परास में भिन्न हो सकता है। आवधिक क्रिया की पारंपरिक ताप भट्टियों में, अधिकतम दहन की अवधि के दौरान am का मान 1 के करीब हो सकता है, अर्थात, न्यूनतम संभव सैद्धांतिक सीमा के अनुरूप हो सकता है। हालांकि, ईंधन की तैयारी के दौरान और अवशेषों के बाद के चरण में, बैच भट्टियों में एम का मूल्य आमतौर पर तेजी से बढ़ता है, अक्सर अत्यधिक उच्च मूल्यों तक पहुंच जाता है - 8-10 के क्रम में। में वृद्धि के साथ, गैसों की मात्रा बढ़ जाती है, धूम्रपान परिसंचरण प्रणाली में उनके निवास का समय कम हो जाता है, और परिणामस्वरूप, निकास गैसों के साथ गर्मी का नुकसान बढ़ जाता है।

अंजीर में। 4 विभिन्न मापदंडों पर हीटिंग भट्ठी की दक्षता की निर्भरता के रेखांकन को दर्शाता है। अंजीर में। 4, ए> के मूल्यों के आधार पर हीटिंग भट्ठी की दक्षता के मूल्यों को दिखाता है जिससे यह देखा जा सकता है कि 1.5 से 4.5 की वृद्धि के साथ, दक्षता 80 से 48% तक घट जाती है। अंजीर में। 4, बी धूम्रपान परिसंचरण एस की आंतरिक सतह के क्षेत्र के आकार पर हीटिंग भट्ठी की दक्षता की निर्भरता को दर्शाता है, जिससे यह देखा जा सकता है कि एस में 1 से 4 एम 2 की वृद्धि के साथ, दक्षता 65 से 90% तक बढ़ जाती है।

इन कारकों के अलावा, दक्षता का मूल्य भट्ठी फायरिंग टी (छवि 4, सी) की अवधि पर निर्भर करता है। जैसे-जैसे x बढ़ता है, भट्टी की भीतरी दीवारों को उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है और तदनुसार गैसों को कम ठंडा किया जाता है। इसलिए, भट्ठी की अवधि में वृद्धि के साथ, किसी भी हीटिंग भट्ठी की दक्षता कम हो जाती है, इस डिजाइन की भट्ठी की एक निश्चित न्यूनतम मूल्य विशेषता के करीब पहुंचती है।

चावल। 4. विभिन्न मापदंडों पर गैस हीटिंग भट्ठी की दक्षता की निर्भरता - धूम्रपान परिसंचरण की आंतरिक सतह के क्षेत्र के साथ अतिरिक्त वायु कारक पर, एम 2; बी - विभिन्न हवा के अतिरिक्त अनुपात में धुएं के कारोबार की आंतरिक सतह के क्षेत्र से; सी - धुएं के प्रवाह की आंतरिक सतह के विभिन्न क्षेत्रों के लिए भट्ठी की अवधि पर, एम 2

ताप भट्टियों का ऊष्मा अंतरण और उनकी भंडारण क्षमता। हीटिंग स्टोव में, गर्मी जिसे ग्रिप गैसों द्वारा गर्म कमरे में स्थानांतरित किया जाना चाहिए, स्टोव की दीवारों की मोटाई से गुजरना चाहिए। फायरबॉक्स और चिमनी की दीवारों की मोटाई में बदलाव के साथ, थर्मल प्रतिरोध और चिनाई की व्यापकता (इसकी संचय क्षमता) तदनुसार बदल जाती है। उदाहरण के लिए, दीवारों की मोटाई में कमी के साथ, उनका थर्मल प्रतिरोध कम हो जाता है, गर्मी का प्रवाह बढ़ जाता है, और साथ ही भट्ठी के आयाम कम हो जाते हैं। हालांकि, ठोस ईंधन पर चलने वाली आंतरायिक भट्टियों की दीवारों की मोटाई में कमी निम्नलिखित कारणों से अस्वीकार्य है: आंतरायिक अल्पकालिक हीटिंग के साथ, फायरबॉक्स और चिमनी की आंतरिक सतहों को उच्च तापमान और बाहरी के तापमान तक गर्म किया जाता है। अधिकतम दहन की अवधि के दौरान भट्ठी की सतह अनुमेय सीमा से अधिक होगी; बाहरी दीवारों के पर्यावरण में तीव्र गर्मी हस्तांतरण के कारण दहन की समाप्ति के बाद, भट्ठी जल्दी से शांत हो जाएगी।

एम के बड़े मूल्यों पर, कमरे का तापमान समय के साथ एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होगा और अनुमेय मानकों से आगे निकल जाएगा। दूसरी ओर, यदि आप स्टोव को बहुत मोटी दीवार वाली बिछाते हैं, तो भट्टी की एक छोटी अवधि में इसके बड़े द्रव्यमान को गर्म होने का समय नहीं मिलेगा और इसके अलावा, दीवारों के मोटा होने के साथ, अंतर के बीच का अंतर चिमनी की भीतरी सतह का क्षेत्र, जो गैसों से गर्मी प्राप्त करता है, और स्टोव की बाहरी सतह का क्षेत्र, जो गर्मी को स्थानांतरित करता है, बढ़ जाता है परिवेशी वायु, जिसके परिणामस्वरूप बाहरी सतह का तापमान कमरे को प्रभावी ढंग से गर्म करने के लिए ओवन बहुत कम होगा। इसलिए, ऐसी इष्टतम दीवार मोटाई (1 / 2-1 ईंट) है, जिस पर भट्ठी के दौरान बैच भट्ठी का द्रव्यमान पर्याप्त मात्रा में गर्मी जमा करता है और साथ ही बाहरी सतहों का पर्याप्त उच्च तापमान होता है कमरे को सामान्य रूप से गर्म करने के लिए भट्टी का उपयोग किया जाता है।

हीटिंग भट्टियों में तरल या गैसीय ईंधन का उपयोग करते समय, यह काफी प्राप्त करने योग्य है निरंतर मोडदहन, इसलिए, निरंतर आग के साथ, चिनाई द्रव्यमान में वृद्धि के कारण गर्मी संचय की कोई आवश्यकता नहीं है। गैसों से गर्म कमरे में गर्मी हस्तांतरण की प्रक्रिया समय पर स्थिर होती है। इन शर्तों के तहत, भट्ठी की दीवार की मोटाई और द्रव्यमान का चयन एक निश्चित संचय मूल्य प्रदान करने के आधार पर नहीं किया जा सकता है, बल्कि चिनाई की ताकत और उचित स्थायित्व सुनिश्चित करने के आधार पर किया जा सकता है।

भट्ठी को एक बैच से एक सतत भट्टी में बदलने का प्रभाव अंजीर से स्पष्ट रूप से देखा जाता है। 5, जो आवधिक और निरंतर भट्टी के मामले में फायरबॉक्स दीवार की आंतरिक सतह के तापमान में परिवर्तन को दर्शाता है। आवधिक फ़ायरबॉक्स के साथ, 0.5-1 घंटे के बाद फ़ायरबॉक्स दीवार की आंतरिक सतह 800-900 डिग्री सेल्सियस तक गर्म हो जाती है।

भट्ठी के संचालन के 1-2 साल बाद पहले से ही इतना तेज हीटिंग अक्सर ईंटों के टूटने और उनके विनाश का कारण बनता है। हालांकि, इस तरह के एक मोड को मजबूर किया जाता है, क्योंकि गर्मी के भार में कमी से भट्ठी की अवधि में अत्यधिक वृद्धि होती है।

निरंतर दहन के साथ, ईंधन की खपत तेजी से कम हो जाती है और फायरबॉक्स की दीवारों का ताप तापमान कम हो जाता है। जैसे कि चित्र से देखा जा सकता है। 27, बिटुमिनस कोयले के अधिकांश ब्रांडों के लिए निरंतर फायरिंग के साथ, दीवार का तापमान 200 से केवल 450-500 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ जाता है, जबकि आवधिक फायरिंग के साथ यह बहुत अधिक होता है - 800-900 डिग्री सेल्सियस। इसलिए, आंतरायिक भट्टियों के फायरबॉक्स आमतौर पर आग रोक ईंटों के साथ पंक्तिबद्ध होते हैं, जबकि निरंतर भट्टियों के फायरबॉक्स को अस्तर की आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि उनकी सतह पर तापमान सामान्य लाल ईंटों (700-750 डिग्री सेल्सियस) की आग रोक सीमा तक नहीं पहुंचता है।

नतीजतन, निरंतर फायरिंग के साथ, ईंटवर्क का अधिक कुशलता से उपयोग किया जाता है, भट्टियों का सेवा जीवन बहुत बढ़ जाता है और कोयले के अधिकांश ब्रांडों (एंथ्रेसाइट और लीन कोयल्स को छोड़कर) के लिए भट्ठी के सभी हिस्सों को लाल ईंट से बाहर रखना संभव है।

भट्ठी का मसौदा। चूल्हे की चिमनियों के माध्यम से चिमनी से चिमनी तक जाने के लिए ग्रिप गैसों को मजबूर करने के लिए, उनके रास्ते में आने वाले सभी स्थानीय प्रतिरोधों पर काबू पाने के लिए, एक निश्चित प्रयास खर्च करना आवश्यक है, जो इन प्रतिरोधों से अधिक होना चाहिए, अन्यथा स्टोव होगा धूम्रपान. इस प्रयास को आमतौर पर भट्ठी के जोर बल के रूप में जाना जाता है।

कर्षण बल की उपस्थिति आरेख (चित्र 6) में सचित्र है। फायरबॉक्स में बनने वाली ग्रिप गैसें आसपास की हवा की तुलना में हल्की होने के कारण ऊपर की ओर उठती हैं और चिमनी को भर देती हैं। बाहर की हवा का स्तंभ चिमनी में गैसों के स्तंभ का विरोध करता है, लेकिन ठंडा होने के कारण यह गैसों के स्तंभ से बहुत भारी होता है। यदि हम दहन द्वार के माध्यम से एक सशर्त ऊर्ध्वाधर विमान खींचते हैं, तो दाईं ओर भट्ठी के दरवाजे के बीच से चिमनी के शीर्ष तक और बाईं ओर गर्म गैसों के एक स्तंभ द्वारा इसे (दबाया) जाएगा - समान ऊँचाई की बाहरी ठंडी हवा का एक स्तंभ। बाएँ स्तंभ का द्रव्यमान दाएँ स्तंभ के द्रव्यमान से अधिक है, क्योंकि ठंडी हवा का घनत्व गर्म हवा की तुलना में अधिक है, इसलिए बायाँ स्तंभ चिमनी को भरने वाली ग्रिप गैसों को विस्थापित करेगा, और सिस्टम में गैसें चलेंगी से दिशा अधिक दबावछोटे वाले को, यानी चिमनी की ओर।

चावल। 5. फायरबॉक्स दीवार की आंतरिक सतह पर तापमान में परिवर्तन - थर्मोस्टेट निचली सीमा पर सेट है; बी - थर्मोस्टेट ऊपरी सीमा पर सेट है

चावल। 6. चिमनी संचालन की योजना 1-भट्ठी दरवाजा; 2- फायरबॉक्स; 3 - बाहरी हवा का एक स्तंभ; 4 - चिमनी

इस प्रकार, कर्षण बल की क्रिया इस तथ्य में निहित है कि, एक ओर, यह गर्म गैसों को ऊपर की ओर उठाती है, और दूसरी ओर, यह बल देती है। बाहरी हवाजलाने के लिए फ़ायरबॉक्स में जाओ।

चिमनी में गैसों का औसत तापमान चिमनी के इनलेट और आउटलेट पर गैसों के तापमान के बीच अंकगणितीय माध्य के बराबर लिया जा सकता है।

- ईंधन दहन प्रक्रियाओं की मुख्य विशेषताएं

पृष्ठ 1

ठोस ईंधन की दहन प्रक्रिया में भी कई क्रमिक चरण होते हैं। सबसे पहले, मिश्रण का निर्माण और ईंधन की थर्मल तैयारी होती है, जिसमें वाष्पशील को सुखाना और छोड़ना शामिल है। एक ऑक्सीकरण एजेंट की उपस्थिति में परिणामी दहनशील गैसों और कोक अवशेषों को ग्रिप गैसों और एक ठोस गैर-दहनशील अवशेष - राख के निर्माण के साथ आगे जला दिया जाता है। कोक-कार्बन के दहन का सबसे लंबा चरण है, जो किसी भी ठोस ईंधन का मुख्य दहनशील घटक है। इसलिए, ठोस ईंधन का दहन तंत्र काफी हद तक कार्बन के दहन से निर्धारित होता है।

ठोस ईंधन की दहन प्रक्रिया को सशर्त रूप से निम्नलिखित चरणों में विभाजित किया जा सकता है: नमी का ताप और वाष्पीकरण, वाष्पशील का उच्चीकरण और कोक का निर्माण, वाष्पशील और कोक का दहन और स्लैग का निर्माण। जब तरल ईंधन जलता है, तो कोक और स्लैग नहीं बनते हैं; गैसीय ईंधन को जलाने पर केवल दो चरण होते हैं - ताप और दहन।

ठोस ईंधन की दहन प्रक्रिया को दो अवधियों में विभाजित किया जा सकता है: दहन के लिए ईंधन की तैयारी की अवधि और दहन की अवधि।

ठोस ईंधन की दहन प्रक्रिया को सशर्त रूप से कई चरणों में विभाजित किया जा सकता है: नमी का ताप और वाष्पीकरण, वाष्पशील का उच्चीकरण और कोक का निर्माण, वाष्पशील का दहन और कोक का दहन।

ऊंचे दबाव पर एक धारा में ठोस ईंधन के दहन से दहन कक्षों के आयामों में कमी आती है और गर्मी के तनाव में उल्लेखनीय वृद्धि होती है। के साथ काम करने वाली भट्टियां उच्च रक्त चाप, व्यापक वितरण प्राप्त नहीं किया।

ठोस ईंधन की दहन प्रक्रिया का सैद्धांतिक रूप से पर्याप्त अध्ययन नहीं किया गया है। दहन प्रक्रिया का पहला चरण, जो एक मध्यवर्ती यौगिक के निर्माण की ओर ले जाता है, अधिशोषित अवस्था में ऑक्सीडेंट के पृथक्करण की प्रक्रिया द्वारा निर्धारित किया जाता है। इसके बाद कार्बन-ऑक्सीजन कॉम्प्लेक्स का निर्माण और आणविक ऑक्सीजन का परमाणु अवस्था में पृथक्करण आता है। कार्बन युक्त पदार्थों की ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं पर लागू होने वाले विषम उत्प्रेरण के तंत्र भी ऑक्सीडेंट के पृथक्करण पर आधारित होते हैं।

ठोस ईंधन की दहन प्रक्रिया को सशर्त रूप से तीन चरणों में विभाजित किया जा सकता है, जो क्रमिक रूप से एक दूसरे पर आरोपित होते हैं।

ठोस ईंधन की दहन प्रक्रिया को दो चरणों के बीच शिथिल परिभाषित सीमाओं के साथ दो चरणों की प्रक्रिया के रूप में माना जा सकता है: एक विषम प्रक्रिया में प्राथमिक अपूर्ण गैसीकरण, जिसकी दर मुख्य रूप से हवा की आपूर्ति की गति और शर्तों पर निर्भर करती है, और माध्यमिक - दहन एक सजातीय प्रक्रिया में विकसित गैस की, जिसकी दर मुख्य रूप से रासायनिक प्रतिक्रियाओं के गतिज पर निर्भर करती है। ईंधन में जितने अधिक वाष्पशील होते हैं, उतनी ही अधिक इसकी दहन दर चल रही रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर पर निर्भर करती है।

ठोस ईंधन दहन प्रक्रिया की तीव्रता और राख संग्रह की डिग्री में उल्लेखनीय वृद्धि चक्रवात भट्टियों में प्राप्त की जाती है। सी, जिसमें राख पिघल जाती है और तरल स्लैग को दहन उपकरण के निचले हिस्से में नल के छेद के माध्यम से हटा दिया जाता है।

ठोस ईंधन की दहन प्रक्रिया का आधार कार्बन का ऑक्सीकरण है, जो इसके दहनशील द्रव्यमान का मुख्य घटक है।

ठोस ईंधन के दहन के लिए कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन के दहन की प्रतिक्रियाएं परम रुचि की हैं। वाष्पशील पदार्थों से भरपूर ठोस ईंधन के लिए, कई प्रक्रियाओं और तकनीकी योजनाओं में हाइड्रोकार्बन गैसों की दहन विशेषताओं को जानना आवश्यक है। सजातीय दहन प्रतिक्रियाओं के तंत्र और कैनेटीक्स को Ch में माना जाता है। उपरोक्त माध्यमिक प्रतिक्रियाओं के अलावा, उनकी सूची को कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प के अपघटन की विषम प्रतिक्रियाओं, जल वाष्प के साथ कार्बन मोनोऑक्साइड के रूपांतरण की प्रतिक्रिया, और मीथेन गठन प्रतिक्रियाओं के एक परिवार के साथ जारी रखा जाना चाहिए, जो ध्यान देने योग्य हैं। उच्च दबाव में गैसीकरण के दौरान दरें।

ठोस ईंधन (कोयले की धूल) के दहन में दो अवधियाँ शामिल हैं: थर्मल तैयारी और स्वयं दहन (चित्र। 4.5)।

थर्मल तैयारी (चित्र। 4.5, ज़ोन I) की प्रक्रिया में, कण गर्म होता है, सूख जाता है, और 110 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर, प्रारंभिक ईंधन पदार्थ का थर्मल अपघटन गैसीय वाष्पशील पदार्थों की रिहाई के साथ शुरू होता है। इस अवधि की अवधि मुख्य रूप से ईंधन की नमी सामग्री, उसके कणों के आकार, गर्मी हस्तांतरण की स्थितियों पर निर्भर करती है और आमतौर पर एक सेकंड का दसवां हिस्सा होता है। थर्मल तैयारी की अवधि के दौरान प्रक्रियाओं का कोर्स गर्मी के अवशोषण से जुड़ा होता है, मुख्य रूप से जटिल आणविक यौगिकों के ईंधन और थर्मल अपघटन को गर्म करने, सुखाने के लिए, इसलिए इस दौरान कण को ​​गर्म करना समय बीत रहा हैधीमा।

दहन स्वयं वाष्पशील पदार्थों (चित्र। 4.5, ज़ोन II) के 400 ... 600 ° C के तापमान पर प्रज्वलित होने के साथ शुरू होता है, और उनके दहन के दौरान निकलने वाली गर्मी ठोस कोक अवशेषों का त्वरित ताप और प्रज्वलन प्रदान करती है। वाष्पशील पदार्थों के दहन में 0.2 ... 0.5 s लगते हैं। वाष्पशील (भूरा और युवा कोयला, शेल, पीट) की एक बड़ी उपज के साथ, उनके दहन की जारी गर्मी कोक कण को ​​प्रज्वलित करने के लिए पर्याप्त है, और वाष्पशील की कम उपज के साथ, कोक कण को ​​अतिरिक्त रूप से गर्म करना आवश्यक हो जाता है आसपास की गरमागरम गैसें (जोन III)।

कोक का दहन (चित्र 4.5, जोन IV) लगभग 1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर शुरू होता है और यह सबसे लंबी प्रक्रिया है। यह इस तथ्य से निर्धारित होता है कि कण सतह के पास के क्षेत्र में ऑक्सीजन का हिस्सा ज्वलनशील वाष्पशील के दहन पर खर्च किया जाता है और इसकी शेष एकाग्रता में कमी आई है; इसके अलावा, सजातीय पदार्थों के लिए सजातीय प्रतिक्रियाओं की गति में विषम प्रतिक्रियाएं हमेशा हीन होती हैं। रासायनिक गतिविधि।

नतीजतन, एक ठोस कण (1.0 ... 2.5 एस) के जलने की कुल अवधि मुख्य रूप से कोक अवशेषों के दहन (कुल जलने के समय का लगभग 2/3) से निर्धारित होती है। वाष्पशील पदार्थों की उच्च उपज वाले ईंधन के लिए, कोक अवशेष प्रारंभिक कण द्रव्यमान के आधे से भी कम है, इसलिए, विभिन्न प्रारंभिक आकारों में उनका दहन जल्दी होता है और अंडरबर्निंग की संभावना कम हो जाती है। पुराने ईंधन में घने कोक कण होते हैं, जिसके दहन में दहन कक्ष में लगभग पूरा समय लगता है।

अधिकांश ठोस ईंधन के कोक अवशेष मुख्य रूप से, और पूरी तरह से कई ठोस ईंधन के लिए, कार्बन (एक कण के द्रव्यमान का 60 से 97% तक) होता है। इस बात को ध्यान में रखते हुए कि ईंधन के दहन के दौरान कार्बन मुख्य ऊष्मा विमोचन प्रदान करता है, आइए हम सतह से कार्बन कण के दहन की गतिशीलता पर विचार करें। अशांत प्रसार के कारण कार्बन कण को ​​ऑक्सीजन की आपूर्ति की जाती है - अशांत द्रव्यमान स्थानांतरण, जिसमें पर्याप्त उच्च तीव्रता होती है, हालांकि, एक पतली गैस परत (सीमा परत) सीधे कण सतह पर रहती है, जिसके माध्यम से ऑक्सीडाइज़र का स्थानांतरण होता है। आणविक प्रसार के नियमों के अनुसार किया जाता है (चित्र। 4.6)। यह परत सतह पर ऑक्सीजन की आपूर्ति को महत्वपूर्ण रूप से रोकती है। यह थर्मल अपघटन के दौरान कण से निकलने वाले दहनशील गैस घटकों को जला देता है। अशांत प्रसार के माध्यम से एक कण के एक इकाई सतह क्षेत्र में प्रति इकाई समय में आपूर्ति की जाने वाली ऑक्सीजन की मात्रा सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है

(४.१६) और (४.१७) सी पोट कण के आसपास के प्रवाह में ऑक्सीजन की सांद्रता है; सी एसएल - सीमा परत की बाहरी सीमा पर समान; पीओवी के साथ - ईंधन की सतह पर समान; δ सीमा परत की मोटाई है; डी सीमा परत के माध्यम से आणविक प्रसार का गुणांक है; ए अशांत द्रव्यमान हस्तांतरण का गुणांक है।

समीकरणों (४.१६) और (४.१७) के संयुक्त हल से व्यंजक प्राप्त होता है

4.18ए

4.18बी

जिसमें

4.19

सामान्यीकृत प्रसार दर स्थिर।

सूत्र (4.18) से यह इस प्रकार है कि ठोस ईंधन की प्रतिक्रियाशील सतह पर ऑक्सीजन की आपूर्ति प्रसार दर की निरंतरता और प्रवाह में ऑक्सीजन सांद्रता के बीच अंतर और प्रतिक्रियाशील सतह पर निर्धारित होती है।

एक स्थिर दहन प्रक्रिया में, प्रतिक्रिया सतह पर प्रसार द्वारा आपूर्ति की गई ऑक्सीजन की मात्रा रासायनिक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप सतह पर प्रतिक्रिया की मात्रा के बराबर होती है। इसलिए, सतह K s से कार्बन के दहन की प्रतिक्रिया की दर दो प्रक्रियाओं की द्रव्यमान दरों की समानता से पाई जाती है - रासायनिक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप सतह पर ऑक्सीजन की प्रसार आपूर्ति और खपत

अरहेनियस कानून के अनुसार, प्रक्रिया तापमान रासायनिक प्रतिक्रिया की दर का निर्धारण पैरामीटर है। बढ़ते तापमान के साथ प्रसार दर स्थिर k D थोड़ा बदल जाता है (चित्र 4.1, a देखें), जबकि प्रतिक्रिया दर स्थिर k p तापमान पर एक घातीय निर्भरता है।

अपेक्षाकृत कम तापमान (८०० ... १००० डिग्री सेल्सियस) पर, रासायनिक प्रतिक्रिया धीरे-धीरे आगे बढ़ती है, ठोस सतह के पास ऑक्सीजन की अधिकता के बावजूद, के डी >> के पी के बाद से। इस मामले में, दहन कैनेटीक्स द्वारा बाधित होता है रासायनिक प्रतिक्रिया, इसलिए इस तापमान क्षेत्र को गतिज दहन का क्षेत्र कहा जाता है ...

इसके विपरीत, उच्च दहन तापमान (1500 डिग्री सेल्सियस से ऊपर) और कोयले की धूल के दहन पर, के पी >> के डी का मान और दहन प्रक्रिया कण सतह पर ऑक्सीजन की आपूर्ति (प्रसार) की शर्तों से बाधित होती है। प्रसार दहन का क्षेत्र इन स्थितियों से मेल खाता है। जलने वाले मिश्रण (के डी के मूल्य में वृद्धि) के मिश्रण के लिए अतिरिक्त परिस्थितियों के मशाल तापमान के इस क्षेत्र में निर्माण ईंधन बर्नआउट के त्वरण और गहराई को बढ़ावा देता है।

गहन दहन के संदर्भ में एक समान प्रभाव चूर्णित ईंधन के कण आकार को कम करके प्राप्त किया जाता है। छोटे आकार के कणों में पर्यावरण के साथ अधिक विकसित ऊष्मा विनिमय होता है और इस प्रकार, k D का उच्च मान होता है। तापमान में वृद्धि से ऑक्सीकरण प्रक्रिया में प्रसार दहन के क्षेत्र में बदलाव होता है।

चूर्णित ईंधन के विशुद्ध रूप से विसरित दहन का क्षेत्र मशाल कोर की विशेषता है, जिसमें सबसे अधिक दहन तापमान होता है, और आफ्टरबर्निंग क्षेत्र, जहां अभिकारकों की सांद्रता पहले से ही छोटी होती है और उनकी बातचीत प्रसार के नियमों द्वारा निर्धारित होती है। किसी भी ईंधन का प्रज्वलन अपेक्षाकृत कम तापमान पर, पर्याप्त ऑक्सीजन की स्थिति में शुरू होता है, अर्थात। गतिज क्षेत्र में। दहन के इस क्षेत्र में, रासायनिक प्रतिक्रिया की दर द्वारा निर्णायक भूमिका निभाई जाती है, जो ईंधन की प्रतिक्रियाशीलता और तापमान के स्तर जैसे कारकों पर निर्भर करती है। इस दहन क्षेत्र में वायुगतिकीय कारकों का प्रभाव नगण्य है।