În viața noastră modernă utilizarea proceselor de ardere pentru a produce mai multă energie, arderea diferitilor combustibili, joacă un rol important în energie, metalurgie și alte industrii. Deci, 70% din toată energia produsă în prezent în lume este obținută ca urmare a arderii combustibililor organici.
De aici rezultă că eforturile actuale de optimizare a procesului de combustie vizează creșterea eficienței. agregate de energie, reducând cantitatea de emisii nocive cu produse de combustie.
Încărcarea electrică este una dintre căile de creștere a entalpiei produselor de combustie ale diferiților combustibili.
Bazat pe studiul efectelor câmpurilor electrice pe combustie pot oferi noi metode de procese de ardere în unitățile de putere și de proces care asigură reducerea consumului de combustibil, reducerea emisiilor nocive, intensificarea procesului de goreniya- pe de o parte, și de a crește eficiența sistemelor de protecție împotriva incendiilor, reducând consumul de agenți de stingere - pe de altă parte.
Esența studiilor teoretice privind efectul efectului catalitic al ozonului asupra arderii combustibililor gazoși este că,
că Coulomb forțează formarea de cheaguri de oxigen și molecule de gaz similare cu amestecare intensă.
Combustia de combustibil (cuptor și gaz natural) poate fi intensificată prin alimentarea aerului ionizat către ardere. Ionizarea aerului poate fi obținută printr-o descărcare de gestiune, scânteie sau arc. Orice descărcare este trecerea curentului prin gaz. Tehnologia combustie intensificare conține un oxidant de preparare pentru ardere, care constă în faptul că, înainte de aplicarea oxidantul pentru ardere este trecut prin câmpul său staționar neomogen electric. Aceasta produce formarea oxigenului atomic, care este cel mai puternic oxidant decât cel molecular. Astfel, atunci când un oxidant trece printr-un câmp electric staționar neomogen, acesta este activat, adică devine mai capabil de reacționare. Aceasta conduce la o reacție mai rapidă a oricărei arderea combustibilului: solid, lichid, gazos, la o ardere mai completă a componentei combustibile a combustibilului, posibilitatea arderii la un raport mai mic decât în mod normal în exces de aer.
Când se studiază efectul câmpurilor electrice asupra caracteristicilor propagării flăcării, se pot distinge două cazuri.
a) aplicarea unui câmp electric în scopul maximizării creșterii entalpiei flăcării;
b) propagarea flăcării în câmpuri electrice caracterizate prin înaltă tensiune. dar rezistența la curent scăzut.
Influența câmpurilor electrice asupra procesului de propagare a flăcării poate fi clar explicată după cum urmează (vezi figura 1):
În opțiunea "a" câmpul este creat între un arzător încărcat negativ și un electrod pozitiv instalat în "coada" flacării. În acest fel, se organizează mișcarea electrozilor pozitivi la arzător și electronii în sus.
În varianta "b", flacăra se propagă de la arzătorul încărcat pozitiv la electrodul negativ. În acest caz, arzătorul se aprinde
Fig.1. Variante de suprapunere a câmpului electric.
fluxul de electroni și ionii pozitivi vor primi o cantitate suplimentară de mișcare de-a lungul fluxului.
Variantele "в" și "г" diferă de absența celui de-al doilea electrod și de impunerea încărcării electrice pe lanternă.
În opțiunea "c", arzătorul are o încărcare negativă. În consecință, ionii pozitivi din volumul flacării vor avea tendința de a arde. dimpotrivă, în varianta "d", fluxul de electroni va curge către arzătorul încărcat pozitiv din flacără.
Astfel, se creează condiții pentru a determina efectul existent în flacăra particulelor încărcate pe cinetica reacțiilor chimice, ca și creșterea temperaturii flăcării datorită conversiei energiei electrice în căldură este posibilă, iar influența vântului ionic poate fi luată în considerare. schimbarea semnului încărcăturii electrice pe un singur arzător cu electrod.
Din punctul de vedere al teoriei termice, efectul vântului ionic se explică prin faptul că ionii pozitivi. îndepărtarea multor gaze fierbinți după aplicarea câmpului în figura 1a. apropiați zona cu o temperatură mai mare la arzător. ca urmare a faptului că sunt create condiții pentru un schimb mai intens de căldură între produsele de ardere cu incandescență și mesa proaspătă combustibilă. Aceasta, la rândul său, determină o accelerare a reacției și deplasarea frontală a flăcării mai aproape de arzător. Când câmpul din figura 1b este suprapus, zona cu o temperatură mai ridicată se va deplasa în sus. deoarece ionii vor purta la catod o masă neutră de gaze fierbinți. Transferul de căldură cu un amestec proaspăt în acest caz se va înrăutăți, dezvoltarea arderii va încetini, iar partea frontală a flăcării va crește suprafața de ardere.
Când se aplică sarcina pe arzător, este posibilă schimbarea suprafeței de ardere Sk și înălțimea conului interior hk. care apar datorită interacțiunii electrice a ionilor pozitivi cu o sarcină pe arzător. pot fi explicate în același mod. precum și influența domeniului. Cu toate acestea, efectul modificării SK este mult mai slab.
Fig.2. Reducerea înălțimii flacării gazelor urbane; câmp electric constant.
Numeroase observații arată că, atunci când un câmp electric longitudinal este aplicat unei flăcări cu aer-gaz, înălțimea flăcării scade. care este evident din grafic (figura 2).
Reducerea înălțimii flacării sub acțiunea câmpului electric are loc indiferent de direcția sa. Cu toate acestea, geometria flăcării depinde de metoda de aplicare a câmpului electric la flacără.
Schimbarea formei flacării și, prin urmare, în zona suprafeței sale, poate schimba viteza generală a procesului de ardere și, prin urmare, viteza de propagare a flăcării. În plus, orice modificare a curburii frontalei flăcării poate schimba viteza normală de flacără. acesta va crește dacă partea frontală a flăcării este întoarsă concavă la gazele neinflamabile. și va scădea dacă se va întoarce la ele prin convexitate. Acest lucru se datorează transferului diferit de căldură și difuziei radicalilor în flăcările cu flacără curbă. "
După un număr de experimente, sa stabilit că maximul de ionizare corespunde frontalei flacării. unde se produc procese chimice, iar concentrația particulelor încărcate scade drastic atunci când intră în zona produselor de combustie. deși în această zonă se observă temperatura maximă de ardere.
Când se aplică un câmp electric, flacăra sub influența vântului ionic va fi mai aproape de suprafața de recepție a căldurii. ca urmare a creșterii ratei de încălzire. Câmpul electric îmbunătățește condițiile de transfer de căldură pentru orice locație a suprafeței de recepție a căldurii.
Câmpul electric afectează stabilizarea flăcării, ceea ce împiedică un fenomen negativ, cum ar fi separarea flăcării.
Acest lucru este evident din grafic (figura 3).
Figura 3. Stabilizarea flacării de către un câmp electric cu debit variabil.
1- potențial negativ asupra arzătorului;
2-potențial pozitiv pe arzător.
Pentru funcționarea în condiții de siguranță, centralele termice care funcționează cu combustibili gazoși sunt echipate cu dispozitive automate speciale. Scopul acestor dispozitive este de a întrerupe rapid fluxul de gaz în cuptor. dacă, din anumite motive, flacăra se stinge și se împiedică o eventuală explozie. Pentru acest tip de problemă au fost dezvoltate multe sisteme automate de control. care diferă în funcție de principiul muncii. și pe implementarea constructivă. Unii răspândesc sistemul. inclusiv senzori sensibili pentru monitorizarea procesului de combustie pentru ionizarea în flacără. Un exemplu de schemă a unui astfel de sistem este prezentat în Fig.
Figura 4. Diagrama electrică a dispozitivului de comandă a arderii. bazată pe măsurarea conductivității flacării.
1-arzător, 2-electrod, 3-insulator, 4-releu de căldură RTP.
Trioul dublu este pornit astfel încât atunci când o jumătate din el funcționează, al doilea este blocat. Când flacăra închide circuitul arzător-electrod. tensiunea curentului direct. îndepărtat de rezistența R2. Stâlpul negativ este alimentat prin flacără în grila din jumătatea stângă a triodului dublu și îl blochează. În acest moment funcționează jumătatea dreaptă a lămpii și releul de oprire a gazului. inclus în circuitul anod al acestei jumătăți. este sub curent. Când flacăra este stinsă, circuitul de polarizare negativă din grilă a triodului stâng se rupe și curentul curge în circuitul său anodic. Tensiunea preluată de la polul pozitiv R3 este alimentată catodului și negativă - la grila triodului drept. Trioul potrivit blochează și dezactivează releul. Ca urmare, gazul nu este permis să intre în instalație.
Astfel, arderea gazului sub forma unui amestec ionizat care poate, atunci când este supus unui câmp electric sau aer ionizat în prealabil, se produce următoarele - instantaneu oriunde în gazele forțe repulsive încep să acționeze.
Datorită creșterii temperaturii arderii flacării, luminozitatea sa este mult îmbunătățită. Și încălzirea suprafeței apare deja datorită radiației nu numai în infraroșu, ci și în spectrul vizibil și ultraviolet. Energie luminoasă cu o viteză de lumină de 300 km / s. răspândirea, este absorbită de suprafața parțial reflectată în mod repetat și din cauza se produce imediat, o încălzire puternică poverhnosti.Pri Aceasta stabilizează arderea procesului, care asigură o funcționare eficientă și destul de sigur de arzătoare.
