М2.В. ДВ.1.1 Теория горения и методы управления горением
Целью освоения дисциплины "Теория горения и методы управления горением" является создание представлений о теории горения, экспериментальных работах с горением топлива и о методах управления горением.
Задачи дисциплины:
познакомить с основами теории горения;
познакомить с экспериментальными работами по горению топлива;
познакомить с методами управления горением.
Содержание
1. Статика горения
Материальный баланс процесса горения. Определение коэффициента избытка воздуха по составу продуктов сгорания. Тепловой баланс процесса горения.
2. Основы химического равновесия
Принцип Ле Шателье – Брауна. Закон действующих масс. Специфические процессы
3. Динамика горения
Основные положения динамики химических реакций. Цепные реакции горения. Изотермическое цепное воспламенение. Адиабатное тепловое самовоспламенение. Воспламенение при наличии теплоотвода. Распространение пламени в газовых смесях.
4. Диффузия и массобмен. Горение углерода
Диффузия и массобмен. Механизм выгорания углерода. Теория «приведенной пленки». Не горящий пограничный слой. Двойной горящий пограничный слой. Условия выгорания коксовой частицы.
5. Сжигание жидкого топлива
Подготовка жидкого топлива к сжиганию. Горение единичной капли. Горение жидкого топлива в факеле. Форсунки для сжигания жидкого топлива.
6. Сжигание газообразного топлива
Подготовка газообразного топлива в факеле. Горение газов. Горение газообразного топлива в факеле. Горелки для сжигания газа.
7. Топочные устройства для сжигания твердого топлива
Слоевая топка с качающимися колосниками. Цепная топочная решетка прямого хода. Цепная топочная решетка обратного хода. Камерная топка с центробежной мельницей.
8. Аэродинамика процесса горения
Движение газовых струй в топочной камере. Основные закономерности развития прямоточных турбулентных струй. Струя в поперечном потоке жидкости. Кольцевые одиночные и соосные струи. Закрученные турбулентные струи. Движение частиц топлива в потоке. Аэродинамика слоя топлива. Аэродинамика кипящего слоя.
9. Тепловое самовоспламенение
Условия теплового воспламенения. Предвзрывный разогрев и границы самовоспламенения. Элементарная теория теплового самовоспламенения. Период индукции при тепловом самовоспламенении. Экспериментальные исследования самовоспламенения. Стационарная реакция в потоке.
10. Распространение пламени в ламинарных условиях
Уравнения теории нормального распространения пламени. Влияние различных факторов на характеристики горения в ламинарных условиях. Измерения скорости распространения пламени методом горелки. Измерения скорости распространения пламени методом трубок. Измерения скорости распространения пламени в замкнутом объеме. Результаты экспериментальных исследований нормальной скорости распространения пламени.
11. Вынужденное воспламенение (зажигание)
Особенности процесса зажигания. Теория зажигания нагретым телом. Концентрационные границы зажигания. Искровое зажигание. Воспламенение струями.
12. Горение в турбулентном потоке
Введение. Модель явления. Распространение пламени при слабой турбулентности. Время горения. Распространение пламени при сильной турбулентности. Роль автотурбулизации в процессе распространения пламени. Протяженность зоны горения. Ход выгорания смеси в турбулентном пламени. Критерий механизма горения в турбулентном потоке однородной смеси.
13. Экспериментальные исследования горения в турбулентном потоке
Методы экспериментальных исследований турбулентного горения. Зависимость основных характеристик горения от размеров системы и масштабов турбулентности. Влияние температуры на основные характеристики горения в турбулентном потоке однородной смеси. Влияния давления на основные характеристики горения в турбулентном потоке однородной смеси. Основные характеристики горения при двухстадийном процессе. Анализ механизма горения в турбулентном потоке однородной смеси по основным характеристикам.
14. Стабилизация пламени
Способы стабилизации пламени. Теория стабилизации пламени плохообтекаемыми телами. Влияние различных факторов на стабилизацию пламени.
15. Разработка научных основ и эффективных химических методов управления горением горючих газов
Два типа факторов, определяющих воспламенение и горение газов. Развитие представлений о факторах, определяющих горение. Химическое управление горением, взрывом и детонацией газов.
16. Расчетно-графическая работа
Расчет параметров горения и взрыва.
