место, величина т- должна быть близка к нулю. Следе вагельно, допущение , = 0, принимаемое при расчет! скорости горения углерода на основе теории массообмена не MOHier ирнзесги к сущэсгвенным ошибкам.

Таким образом, существует верхний предел скорости поверхностного горения углерода, причем дальнейшее увеличение скорости реакнпИ путем иитенспфикацнн массообмена невозможно, так как пр.и этом происходит срыв пламени. Аналогнчлое явление уже oTiMeчaлocь в ра.э,леле, поСвящея-пом горению гомогепных смесей.

В связи с этим можно ожидать срыва пламени такогс втша при уменьшении диаметра горящих частиц твердога топлива. Величину миштмального диаметра можно определить по уравнению (3-46), ©ели константы реакции известны. Вмбсте с тем опыт показывает, что в топках могут пол. ностью сгореть даже самые ме.лкпе частицы. Используем приведенную теорию для объясиення этого явления. Количество избыточ1юго воздуха в тошох обычтю очень мало. Поэтому по MiBpe выгорания углерода повышается температур} окружающего газа и соответственно уменьшается ко це1Й трация кислорода т, так что горизонталь на рис. 5-3( соответствующая температуре окружающей среды, npoxq днт выше и пересечение ее с той же лтнтией теплового баланса определяет меньший интервал изменения т.

Скорости массообмена и реакции зависят от концентрации кислорода приблизительно линейно, поэтому изменение условий в окружающей среде приводит к уменьшению абсцисс точек кривых материального баланса, ироиорцир- нальному уменьшению т. На рис. 5-32 приведено семей* ство по.тобных кривых при уменьшенном сравнительно первоначальным з[1ачении т.

Необ.ходимо отметить существенную особенность крИ вых на рнс. 5-32 сравнительно с рис. 5-30. На рис. 5-33 .линии теплового и материального балансов нересекаютс} лишь в одной точке, которая соответствует устойчивому! горению. Это об-ьясняется тем, что при высокой температур! газа скорость реакции велика. В данном случае увеличений скорости двнжeFия газа уже не может привести к срыву, нламени: происходит лишь постепенное уменьшение . В пыле\-гольных топках прт-т умеиьшеппи размера частиц уменьшается также т, поэ тому температура Г, в реальны? условиях может п не понижаттся. 268

Частицы твердого топ.кша воопламеияются в атмосфере продуктов сгораиия ранее сгоревших частиц, так как в тоике ювозможны условия, соответствуюш;ие процессу медтенного ,-,кислеиия, и равновесное состояние реализуется лишь ирн 10сгиженш1 температуры устойчивого горения. Конечно, для этого необходимо, чтобы продукты сгорания нмеди достаточно высокую температуру.

Влияние р а д и а н и и. На рнс. 5-30 проведена лишь ,г1на линия таплового бпланса, так как при отсутствии

Рнс, -5-32, Влияние отрамнчем-иого ко,т1111е,;тва избыточного воздуха.

Рнс, 5-33. Блинппс р,тдн!Яокч-ных тепловых потерь.

радиации и тепловых потерь, обусловленных теплопроводностью топлива, тепло- и массообмеи одинаково определяются процессом конвекции. При наличии радпациовных и кои-луктивных тепловых потерь вместо одной линии теплового баланса появляется се.мейство линий (рис. 5-33), которые )асполагаются несколько ниже, чем лиштя на рис. 5-30, так каК вследсгвтге зтн.х потерь температура покерхносгц понижается. Нижняя кривая соответствует ма,чой скорости потока, когда раднацношц>1е тепловые потерн превышают конвективные.

При анализе процесса на рис. 5-33 необходимо рассматривать пересечения кривых теплового и материального баланса, построенных для одной и той же скорости потока. Соответствуюшие пары кривых могут быть выбраны, если известны условия, при которых происходит ..тучистый теплообмен, т, е, излучательная способность, пространственный угол, под которым видна холодная поверхность, и т. д.

KaiK ВИДНО на рис. 5-33, каждая пара кривык может иметь также три точки пересечения. Однако точка иересе? чения при высокой температуре может отсутствовать, во п-ервых, потому, что кривая материального баланса, ка-к Ц прн отсутствии радиации, может проходить выше кривое тепловото балстнса и, во-вторых, в данном случае-.кривая теп-, лового баланса может проходить ниже кривой материаль: иого баланса, На рис. 5-33 эти ,тва случая, соответству]0, щие различным скоростям потока при одной и той же фор ме поверхности, представлены дву.\гя парами кривых, которые обозначены соответственно в и а.

Пусть условия устойч]гвого горСИия реализуются иа кривых б. Предположим, далее, что скорость движения воздуха медленно увеличивается. Тогда обе кривые будут сдвигаться вверх, причем кривая материального баланса будет сдвигаться отиосительно быстрее. Поэтому гпри некоторой скорости точка пересечения превратится в точку .касания, кото- рая соответствует пределу устойчивого горения (кривые в на р.ис. 5-33). При дальнейшем увеличении скорости воздуха горение на поверхности невозможно. Тнп срыва пламени в этом случае тот же, что и при отсутствии радиации, одна-ко кривая теплового баланса тгроходит ниже, и поэтому срыв пла.меии происходит гораздо раньше.

Наоборот, -при уту!&ньшении ckoii:)octh движения воздуха сравнительно с условиями, еоответствующими кривым б, пары характеристических крьгвых располагаются ниже и1 есгсственно, пересекаются при более низкой температуре. Однако радиационные тепловые потери а меньшей мере зависят от температуры, чем скорость реакции. Поэтому кривая теплового баланса опускается относительно быстрее. В результате при уменьшении скорости достигаются условия, характеризуемые кривыми а, когда устойчивое ropeime невозможно. Погасание п.яамени такого типа часто <наблю-даетсй в домовых печах в результате недостаточной тяги.

На рис. 5-33 геометрическое место точек устойчивого горения показано пунктиром. Максимум этой кривой соответствует срыву пламени вследствие чрезмерно сильного дутья, минимум - срыву пламени при слишком слабом дутье. Взаимное расположение кривых тепло- и массообмена зависит от величины критерия, который шляется функцией реакционной опособпостп углерода И устовий теплообмена его поверхности с холодной окружающей средой. Если для данных условий сжигания топлива этот критерии мал (мала реакционная способность, большие теплопоглощаюивде ПО-