Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии

Стартовая страница

О системе

Технические требования

Синтез

Обучающий модуль

Справка по системе

Контакты
Искать:
  Расширенный   Формализованый   По связи разделов
 А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я 
Общий каталог эффектов

Газовая горелка
Устройство для получения тепла путем сжигания смеси газообразного топлива с окислителем

Анимация

Описание

 
 
Газовая горелка является устройством для получения тепла путем сжигания смеси газообразного топлива с окислителем. В качестве окислителя чаще всего используется кислород, взятый из атмосферного воздуха или баллона.
Основные части газовой горелки: смеситель и насадка со стабилизирующим устройством. Внутри корпуса устройства или около выходного отверстия окислитель и топливо вступают в химическую реакцию с выделением большого количества тепла. Основные отличия между различными газовыми горелками – в исполнении основных узлов (разбиение струи топлива на несколько более мелких с последующим их “закручиванием”, насадки различной формы на выходное отверстие и т.д.) (смотрите рисунок 1) Поскольку для возникновения реакции требуется достаточно высокая температура, воздух в смеситель может втекать уже достаточно нагретым, другой вариант – использование внешнего запала. Некоторая часть тепла реакции может передаваться дальше как излучение в видимом диапазоне или вне его (т.н. инфракрасные горелки), формируя факел горелки. По типу сжигания горючей смеси горелки делятся на бесфакельные (полное предварительное смешение компонент горючей смеси) и факельными (частичное смешение газа и воздуха), также существует разделение по способу подачи воздуха в смеситель (инжекционные, газотурбинные, дутьевые(двухпроводные) и диффузионные) и давлению газовой струи.
Различные виды смешения горючей смеси. Обозначения: 1 – газовое сопло; 2 – регулирующая воздушная заслонка; 3 – смеситель; 4 – керамическая насадка; 5 – лопаточный завихритель; 6 – газовый коллектор; 7 – обмуровка топки(выходного отверстия); I – воздух; II – газ.

Рис.1.
В инжекционных горелках на первом этапе всасывается 40-60% необходимого воздуха для смешения с горючим. Остальной необходимый воздух (т.н. вторичный) поступает затем уже к факелу горелки из атмосферы.
В дутьевых и газотурбинных горелках воздух накачивается с помощью дополнительного устройства (вентилятора, турбины), но для газотурбинных горелок двигателем турбины является сама струя газообразного топлива.
В диффузионных горелках компоненты горючей смеси подаются отдельно. Горючий газ здесь перемешивается с воздухом, как следует из названия, путем диффузии. Устройства такого типа требуют большего избытка воздуха по сравнению, например, с инжекционными, топливо в них может сгорать не полностью, что приводит к образованию вредных (для человеческого здоровья, для окружающей среды, …) газов.
Существуют и комбинированные типы горелок для нескольких видов топлива, например газо-мазутная, где к топливной смеси до сгорания добавляется еще и некоторое количество мазута.
 
 

 

 

Ключевые слова

 

Области техники и экономики

 

Применение эффекта

Газовые горелки применяются во многих различных областях: обогрев помещений, нагрев воды для подачи в квартиры, приготовление пищи (газовые плиты и переносные горелки небольшого размера), прогрев смерзшегося грунта, проведение химических реакций. Естественно, разным целям служат различные типы устройств. Например, для прогрева больших помещений (спортзал, заводской цех) часто используют инфракрасные горелки, где смесь сгорает тонким слоем у выходного отверстия без образования видимого языка пламени, а преобладающая часть энергии распространяется в виде излучения, а для химических опытов в школах и институтах используются горелки с хорошо видимым ярким факелом.
Таким образом газовые горелки бывают: диффузные, инжекционные, с полым и не полым предварительным смешением, атмосферные, специальные, рекуперативные, регенеративные, автоматические, запальные и турбинные.
Помимо приведенных в реферате типов горелок существует еще множество классов и подклассов газовых горелок, в зависимости от отрасли применения горелки.
Газовые горелки применяют в металлургии, сварке, строительстве, теплоэнергетики и других отраслях.

 

Реализации эффекта

Газовая плита — кухонная техника, представляющая собой несколько (обычно 4) газовых горелок и (возможно) духовой шкаф. Используется для готовки пищи практически всеми возможными способами (варка, жарка, парка, тушение).
Газ в горелки поступает из городской газовой сети или из баллонов с газом. Регулирование огня осуществляется регулированием потока поступающего в горелку газа. Газ проходит через рассекатель горелки, выходит через боковые отверстия, смешивается с воздухом и воспламеняется.
Поджог горелки ручной (любым источником открытого огня, чаще всего спичками, электрическими зажигалками) или пьезоэлектрический. В наиболее совершенных моделях есть контроль за выключением газа (когда огонь гаснет, перекрывается подача газа), термостат для регулировки температуры.
В связи с высокой пожаро- и взрывоопасностью газовые плиты постепенно заменяются электрическими: к новостройкам с конца 80-х гг. XX в. не подводят газ. Проводится газификация лишь сельских районов страны. Взрыв бытового газа - самый страшный несчастный случай в быту.
Газовая горелка
Рис.1.

 

Для изготовления горелки были взяты две медицинских иглы: одна внешним диаметром 1,5 мм, другая 0,8 мм. Более толстая игла обрезается с двух сторон, примерно посередине в стенке иглы делается небольшое отверстие. В это отверстие вставляется более тонкая игла, предварительно затупленная и загнутая. Более тонкая игла должна высовываться из более толстой не более, чем на 0,5 мм. Место сочленения игл обматывается тонкой медной проволокой, освобожденной от изоляции, и лудится.
На толстую иглу надевают тонкую полимерную трубку, другой конец которой подключают к соплу обычной газовой зажигалки. Лучше использовать зажигалку, имеющую клапан для перезарядки, поскольку, как показывает практика, газ расходуется достаточно быстро. К наконечнику тонкой иглы подключается шланг от системы для переливания крови, идущий к аквариумному компрессору.
Регулировка подачи газа делается штатным регулятором зажигалки, регулировка подачи воздуха - зажимом на шланге и регулятором на компрессоре (если таковой есть).
При включенном дутье горелка, несмотря на малые габариты, имеет неплохую тепловую мощность и способна расплавить свинцовую дробинку за несколько секунд.
Миниатюрная газовая горелка

 

Литература

1. Арсеев А. В. и др. Опытные характеристики работы промышленных горелок. // Теория и практика сжигания газа. — Л.: Недра, 1972. - с. 191-211.

2. АрсеевА. В. и др. Влияние на характеристики работы горелок степени стеснения и охлаждения факела и размеров газосжигающих устройств. // Теория и практика сжигания газа. — Л.: Недра, 1972. – с. 211-223.

3. Винтовкин А. А., Ладыгичев М. Г. СОВРЕМЕННЫЕ ГОРЕЛОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА. Справочник. – М: Машиностроение, 2001. – 497 с.

4. Винтовкин А. А., Ладыгичев М. Г., Гусовский В. Л., Калинова Т. В. Горелочные устройства промышленных печей и топок. Справочник. — М.: Интермет Инжиниринг, 1999. — 552 с.

5. Гусовский В. Л., Лифшиц А. Е., Тымчак В. М. Сожигательные устройства нагревательных и термических печей. Справочник. — М: Металлургия, 1981. — 272 с.

Формализованное описание Показать

Стартовая страница  О системе  Технические требования  Синтез  Обучающий модуль  Справка по системе  Контакты 
Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина