Grzegorz GRZELKA Damian KWIATKOWSKI Przemysław WIŚNIEWSKI Gr.6 wydz. M-E rok : III	NR ĆWICZENIA: 2	DATA WYKONANIA ĆW.: 09-10-2001
	TEMAT: STRUKTURA PŁOMIENIA OLEJOWEGO	OCENA:
UWAGI:

. 1.CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z budową palnika olejowego oraz zbadanie zawartości CO , NOx i stopnia zaczernienia spalin w zależności od ilości doprowadzonego tlenu.

2.WPROWADZENIE TEORETYCZNE.

Spalanie paliw ciek łych jest procesem dwufazowym tzn. 1 odparowanie paliwa 2 spalanie par w kontakcie z tlenem (utleniaczem). Na szybkość spalania wpływają takie czynniki jak :

• parowanie cieczy,

• mieszanie par z utleniaczem,

• kinematyka chemiczna reagowania paliwa z tlenem.

Głównym czynnikiem wpływającym na szybkość parowania cieczy jest oczywiście doprowadzona temperatura. Pozostałe dwa czynniki mają również istotny wpływ na szybkość spalania paliwa ciekłego.

W spalaniu paliw ciekłych możemy wyróżnić trzy rodzaje rozpylania:

KROPLE DROBNE (l<10^-5m) - krople te szybko parują tworząc z utleniaczem palną mieszaninę homogeniczną. Szybkość spalania jest uzależniona od prędkości propagacji płomienia.

KROPLE WIĘKSZE (10^-5m<l<10^-3m) - krople spalają się indywidualnie. Wokół nich tworzy się płomień do którego tlen dyfunduje z otoczenia oraz pary dopływają z powierzchni kropli. Prędkość spalania jest uzależniona od prędkości parowania cieczy.

KROPLE O ZNACZNEJ POWIERZCHNI (l>10^-2m) - nad powierzchnią tworzy się płomień , od którego zostaje przekazany strumień ciepła do powierzchni cieczy głównie przez promieniowanie. Biorąc po uwagę dużą powierzchnię cieczy można stwierdzić , że dostęp tlenu do płomienia jest utrudniony i to właśnie wpływa na kontrolę szybkości spalania cieczy.

Jednak w warunkach rzeczywistych spalanie kropli przebiega w sposób nieustalony , a samo spalanie poprzedzane jest czasem jaki potrzebny jest do nagrzania kropli do temperatury wrzenia. Czas ten stanowi 20% czasu spalania kropli.

Spalanie paliw ciekłych odbywa się w formie rozpylonej , tzn. struga rozpylonego paliwa tworzy się w utleniającym ośrodku gazowym (za palnikiem). Struktura płomienia zależy od lotności paliwa. Krople rozpylonego oleju w odróżnieniu od benzyny , która jest bardziej lotna spalają się parując w płomieniu. Rozpylone w powietrzu krople oleju zbliżają się do płomienia i parują : w pierwszej fazie ciekłe paliwo spala się w postaci par (spalanie homogeniczne) , a następnie spalają się indywidualne krople (spalanie heterogeniczne). Za płomieniem występuje strefa dopalania większych kropel i półproduktów spalania.

1 2 3 4

krople oleju kierunek przepływu spaliny

+

powietrze

STRUKTURA JEDNOWYMIAROWEGO PŁOMIENIA ROZPYLONEGO OLEJU

1. Strefa parowania,

2. Strefa homogenicznego spalania,

3. Strefa heterogenicznego spalania,

4. Strefa dopalania.

W płomieniu za palnikiem obraz ten się komplikuje ponieważ paliwo zostaje rozpylone z dyszy o małej średnicy w koncentrycznej strudze powietrza. Przy wylocie z dyszy tworzy się strefa dużej koncentracji kropel paliwa , które bardzo intensywnie parują. Dostęp tlenu do tej strefy jest niemożliwy dlatego płomień tworzy się na granicy tej strefy . W drugiej strefie dochodzi do rozrzedzenia kropel przygotowanych w ten sposób do spalania indywidualnego. Kolejno następuje dopalanie.

1 2 3 4 5

STRUKTURA PŁOMIENIA ROZPYLONEGO OLEJU - SPALANIE W ŻAGWI

1.Sruga rozpylonej cieczy,

2.Strefa parowania,

3.Strefa zapłonu,

4.Strefa indywidualnego zapłonu kropel,

5.Granice płomienia.

W palnikach wykorzystywanych w praktyce mieszanie paliwa z powietrzem jest dość intensywne dzięki czemu pierwsza strefa jest bardzo mała , parowanie i spalanie zachodzi niemal jednocześnie.

Do rozpylania oleju najczęściej stosuje się rozpylacze :

1.STRUMIENIOWE ,

2.WIROWE :

• JEDNOSTOPNIOWE ,

• DWUSTOPNIOWE ,

• UPUSTOWE ,

• Z REGULACJĄ POWIERZCHNI OTWORÓW WYLOTOWYCH.

3.PNEUMATYCZNE.

3.SCHEMAT UKŁADU POMIAROWEGO.

4.TABELA POMIARÓW I WYNIKÓW.

tspalin ^oC	tpłomienia ^oC	V dm^3/s	CO^3% %	NO^3% %	λ	O2 %	Stop zacz	CO^x	NO^x
323	714	4,7	0,00166	0,009783	1,15	2,60	3	17	100
327	726	4,4	0,00428	0,009112	1,08	1,64	3	46	98
321	737	4,2	0,07663	0,007752	1,04	0,80	4	860	87
320	746	3,9	0,24706	0,006176	1,01	0,60	6	2800	70

Wzory wykorzystane do obliczeń:

CO^3%=CO^x x ((21-3%)/(21-X))

NO^3%=NO^x x ((21-3%)/(21-X))

gdzie:

CO^x, NO^x -wartości zmierzone

X -wartość O₂ zmierzona w %

5.WNIOSKI:

Po przeanalizowaniu wyników pomiarów i obliczeń możemy stwierdzić że istotny wpływ na parametry mierzone miała regulacja strumienia powietrza.

Wraz ze wzrostem strumienia powietrza stopień zaczernienia maleje ponieważ przy niższej temperaturze płomienia następuje dokładniejsze spalenie rozpylonego paliwa i w spalinach powstają w ograniczonej ilości zanieczyszczenia stałe tj. popiół, koksik, sadza.

Przy małej ilości dostarczonego powietrza ilość tlenku węgla wzrasta gdyż węgiel zawarty w paliwie nie jest całkowicie spalony. Częściowo zamienia się w tlenek, a pozostała reszta występuje pod postacią zanieczyszczeń stałych: sadzy, koksiku i popiołu.

Możemy zauważyć że przy zwiększaniu ilości dostarczonego powietrza ilość tlenków azotu rośnie, ponieważ dostarczając paliwo następuje praktycznie jego całkowite spalenie, a pozostałość powietrza użytego przy tym procesie zamieniana jest na tlenki azotu gdyż azot stanowi ponad 75% powietrza.

---