Радиационная горелка

Устройство относится к теплоэнергетике, в частности к способам эффективного и экологичного сжигания газообразных углеводородов в устройствах на основе пористых инертных сред. Основной задачей предложенного технического решения является создание цилиндрической радиационной горелки с повышенными эксплуатационными и экологическими характеристиками. Это достигается за счет: - применения газопроницаемого жаростойкого и жаропрочного распределителя потока свежей смеси с заданными структурными характеристиками, который размещается в объеме внутренней полости цилиндрического излучателя; - режима горения, при котором зона реакции стабилизируется на поверхности распределителя потока, либо в цилиндрическом объеме, сформированном между внешней поверхностью распределителя потока и внутренней поверхностью внешнего излучателя. Техническим результатом является равномерное распределение потока свежей смеси, снижение шума, а также увеличение радиационного КПД при улучшении экологических характеристик в режимах низкой удельной мощности горения. Экспериментально установлено, что диапазон регулирования удельной мощности радиационной горелки составляет от 100 до 500 кВт/м2. Рассчитыватся как мощность горения, отнесенная к площади поверхности излучателя горелки. При этом для обеспечения низкой эмиссии монооксида углерода необходимо использовать коэффициент избытка воздуха не менее 1.1. Максимальные длина и диаметр распределителя потока ограничены размером внутренней полости излучателя. Ограничение на минимальные значения длины и диаметра распределителя потока в 0.4 длины и 0.2 диаметра полости излучателя связано с необходимостью обеспечить достаточно однородное распределение потока свежей смеси по объему внутренней полости, при котором температура отдельных участков излучателя отличается не более чем 50 градусов. В зависимости от условий, поток инфракрасного излучения от внутренней поверхности излучателя на внешнюю поверхность распределителя потока приводит к нагреву последнего до температуры 50-500 градусов Цельсия, что приводит к подогреву свежей смеси до того, как она попадет в зону горения. Экспериментально установлено, что при низкой удельной мощности данный эффект внутренней рециркуляции тепла приводит к двукратному снижению эмиссии монооксида углерода. Экспериментально зафиксирован эффект снижения шума. Без использования распределителя потока горелка характеризуется звуковым давлением на уровне 70-80 дБ, тогда как с установленным распределителем потока зафиксировано снижение шума на 20-30 дБ. Размер газопроницаемых каналов излучателя в диапазоне 400-650 мкм позволяет обеспечить близкий к идеальному теплообмен продуктов сгорания с пористой стенкой излучателя. Измеренные значения радиационного КПД близки к максимально достижимым уровням радиационного КПД, при которых температуры излучающей поверхности и продуктов сгорания на выходе из данной поверхности равны. В случае использования интерметаллидных сплавов для создания излучателя с размером газопроницаемых каналов в диапазоне 400-650 мкм, оптимальная прочность излучателя достигается при соотношении толщины стенки излучателя к его диаметру 1:16. В случае использования для создания излучателя крупнопористых сплавов с размером газопроницаемых каналов более 650 мкм, для достижения высокой интенсивности конвективного теплообмена продуктов сгорания со стенкой излучателя его толщина должна составлять не менее десяти размеров газопроницаемых каналов. URL: https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&DocNumber=0002753319&TypeFile=html (дата обращения: 09.10.2023)