Твердотопливные котлы с топками типа "ракета". Принципы горения, построение узлов и элементов - 1

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

@alarin, сорри но вы сильно заблуждаетесь, тепло в бункере (в топке) вам нужно только для поддержания пиролиза и не более!, и по вашей задумке пирогазы горят вне топки (основное горение) в некоем послетопочном пространстве. Как вы потом будете их сжигать и снимать при этом тепло ?

 

Уголь газифицируется и только потом идет процесс горения полученных газов.

Горение твердого топлива.

Процесс горения твердого топлива состоит из ряда последовательных стадий (иногда накладывающихся частично одна на другую): 1) подсушка топлива и нагревание до температуры начала выхода летучих веществ; 2) воспламенение летучих веществ и их выгорание; 3) нагревание кокса до воспламенения; 4) выгорание горючих веществ из кокса Для большинства ископаемых топлив горение углерода коксового остатка — наиболее длительный процесс. Однако он сопровождается горением летучих веществ, которые выделяются в результате термического разложения органической массы топлива при его нагревании. Выход летучих веществ у различных топлив начинается при различных температурах: например, у торфа при 550—660 К, у бурых углей при 690—710 К, у. тощих углей и антрациталтри 1050—1070 К.

Следует отметить, что на процесс горения летучие вещества оказывают двоякое влияние. С одной стороны, от горящего факела летучих быстрее прогревается кокс, а с другой — летучие, образуя вокруг топливной частицы горящую оболочку, перехватывают весь кислород, и вследствие этого горение кокса сильно затормаживается или вообще не наблюдается до их выгорания. По мере уменьшения выхода летучих количество кислорода, достигающего поверхности топливной частицы, увеличивается и кокс начинает выгорать "быстрее.

При горении топлив с низким выходом летучих (тощие угли, полуантрациты, антрациты) выход летучих заканчивается очень быстро п время горения топливной частицы определяется в основном временем горения кокса. Для топлив, богатых летучими (торф, сланцы), время выхода и горения летучих становится соизмеримым со временем горения коксового остатка.

Скорость горения топливной частицы определяется количеством веществ, сгорающих на единице площади ее поверхности в единицу времении имеет единицу измерения кг/ (м2 • с). Эта скорость возрастает с увеличением реакционной способности твердого топлива, температуры, концентрации окислителя и скорости обдувания частицы потоком воздуха. Уменьшение размера частицы также приводит к увеличению скорости горения.

Скорость горения частицы зависит от интенсивности химической реакции горючего с окислителем и от скорости подвода (диффузии) окислителя к топливу. Результирующая скорость горения будет определяться скоростью наиболее медленного процесса. При этом различают три области горения: кинетическую, промежуточную, диффузионную.

В кинетической области скорость горения зависит только от температуры процесса, т. е. определяется скоростью химической реакции. С ростом температуры скорость реакции возрастает. Скорость реакции будет увеличиваться до тех пор, пока она не станет равной скорости подвода окислителя.

В промежуточной области скорость химической реакции н скорость диффузии имеют соизмеримые значения. Подведенный к топливу окислитель целиком расходуется на горение.

В диффузионной области скорость диффузии становится лимитирующей, так как скорость химической реакции при достаточном количестве окислителя достигает несоизмеримо более высоких значений.

Подвод окислителя к топливу (диффузия) — медленный процесс. Для увеличения скорости диффузии и снижения диффузионного сопротивления подводу окислителя необходимо увеличить скорость обдувания частицы потоком окислителя. Такой способ интенсификации процесса часто используется в теплотехнической практике.

 

@Stann, При приведенных расчетах горение ПГ даст прирост температуры в райзере почти в два раза, при входе 400 прирост 395 итого 795 на выходе или + 400 кДж на массу ПГ. Остаются еще Джоули которые пока некуда приспособить, если в футеровку загнать, то будет градусов 600, а значит изменится состав ПГ, если мимо футеровки (это мысленно), то надо воздух избыток, поскольку ДГ получаются с температурой 1500 градусов, моя то керамика устоит, а у других?

 

Расскажите по порядку, что и где как происходит по вашему мнению.

 

Поймёте, что происходит в топке, будет легче с бункером разбираться. Семядольки трещат. Только для эксперимента.

 

alarin
Андрей. У нас же двустадийная система. Почему тогда расчёт только для угля? Понятно, что на выходе сойдётся, закон сохранения. По температурам тоже неувязки. Инициировать горение чем? Предлагаю рассмотреть работу газогенератора. Там имеются все нужные нам процессы и температуры. Инфы множество. На выходе ракетное топливо и температура инициации. Допиленый напильником газген ЛУЧШИЙ бункер для ракеты. Более соответствует ракетным принципам. Как и пеллетная горелка.

 

@Сергей247, Сергей, у нас с Кингом процесс замыслен, что старт идет с угля, дабы не гадить в ТО, а вот последние расчеты касаются 2 кг. дров, мы сейчас с Кингом переписку ведем, смотри ее не потеряется ниточка в логике.
ТЗ было 3 кВт мин, 6 кВт режим и какой будет максимум, вторая часть это 2 кг дров.
Данные: температура топливника 400 градусов максимум 500. ДГ-100 градусов
Вопрос, сколько надо ПВ, ВВ сколько воздуха, чтобы удерживать такую мощность и температуру и как следствие сколько получится ПГ и какая температура в райзере. Сколько топлива, сколько накопить угля для старта или сколько времени будет стоп с возможностью автоматического старта.

 

Сорри, но вижу что остался не понят...ну что же, если охота вместо тапочек ходить в валенках, воля ваша.

 

Тремя руками за газген, НО! Из тех что знаю по конструкции, вопрос корявчик вылезает: конструктив для естественной тяги.(считаем ,что ракета в данном случае ЕТ).И если за основу взять классику 30 х. годов, то сильно придётся поработать с напильником.

 

А в чём проблема с ЕТ? Ракета тянет плохо или слишком? Зачем 30-е годы? Были же 70-е с кризисом тогдашним и сейчас народ опять на дровишках ездит. А печи газогенераторные всегда были. Может разобрать какую известную конструкцию и ракетную систему к ней приладить?

 

Переписку Каутского с Керенским читал. "Не согласен. С обоими!" (с) Тут люди погоду посчитать не могут, а там всё навиду, спутников понатыкано. Проще эксперимент (ы). Природа сама подскажет куда двигаться. Идти против природы неправильно. Потому я за отпущенную вторичку. И энергонезависимость. В переписке кубики не красивые и не складываются у меня в голове. Может с головой чего? Или с кубиками...

 

Что то тема у нас не в теме, согласно изначальной задумки. Расчёты на бумаге длительные, какие то конструктивы далеко не ракетные (горизонтальная труба).Пора кого нить со стороны подтянуть, кто с симуляторами хорошо обращается и он нам тупым валянкам всё в один миг в виде картинок разьяснит. Если память не подводит, то у Руслана много чего из этого есть.

 

@Сергей247, Вот у меня сейчас получаются лишние 18 мДж с 1 кг угля в бункере, если их направить на образование паровоздушной смеси, то ваш вариант может получится. Единственно, что КПД по теплу будет меньше, чем просто уголь спалить, но можно будет делать бензин . Про КПД просто примите, что так будет, поскольку проверять "наличие бензина в баке подсвечивая спичкой можно... результат его наличия всегда будет положительным или вблизи или издалека"
@Stann, А вы понимаете, что я пишу ? Если зима, то валенки самое то. Ну все же написано, Кинг даже все в кучу собрал, уже всем кроме вас все понятно.

 

В европейских институтах разрабатываются симуляторы, в которых даже поленья закладываются в программу. Теплонапряжённость каждого участка конструкции учитывается, пиролиз. У нас пока таких прог не видел.

 

@arsenty, Да горизонтальная труба это просто мозги потренировать, все равно движение газа в трубе считать, расчеты действительно длительные. Вот, что бы помогло
FactSage ©, один из крупнейших полностью интегрированных вычислительных систем баз данных в химической термодинамики в мире, была введена в 2001 году и является слияние FACT-Win / F * A * C * T и ChemSage / SOLGASMIX термохимические пакеты.
Только денег за нее просят
тогда и эмуляторы могли бы пригодится, а так это будут "веселые картинки".
Вот ссылка: https://www.factsage.com/, Когда-то F * A * C * T, денег не просили я в ней начинал работать.