Теория горения и топочные устройства

Содержание
Ниже — структура книги с главами и крупными подпунктами, как она приведена на странице «Теплота – всё для теплоэнергетика»:
I. Энергетическое топливо. Материальный баланс процесса горения и тепловой баланс парогенератора
-
Энергетическое топливо и термохимия реакций горения.
-
Материальный баланс процесса горения (воздух, продукты, основное уравнение, неполное горение).
-
Тепловой баланс парогенератора (потери, КПД, расход топлива).
II. Общие вопросы теории горения
4. Химическое равновесие реакций горения (диссоциация H₂O/CO₂, влияние на температуру).
5. Кинетика реакций (температура, давление, состав, цепные реакции, самовоспламенение).
6. Турбулентная диффузия (перенос импульса/тепла/массы).
7. Элементы теории турбулентных струй (изотермические/неизотермические).
8. Распространение пламени в газах (нормальная скорость, пределы, турбулентное распространение).
III. Сжигание газообразного и жидкого топлива
9. Сжигание газов (однородные/диффузионные пламёна, стабилизация, беспламенное горение, типы газовых горелок).
10. Горение жидких топлив (свободная поверхность, капля, факел; распыление).
11. Топочные и горелочные устройства для газов и мазута (форсунки, расчёт газовых горелок, коррозия, NOₓ).
IV. Приготовление твёрдого топлива к сжиганию
12. Физические основы пылеприготовления (свойства пыли, тонкость помола, измельчение, абразивность).
13. Углеразмольные мельницы (типы, расчёт, конструирование).
14. Системы пылеприготовления (схемы, баланс, безопасность, автоматизация).
V. Сжигание твёрдых топлив
15. Физико-химические явления при горении частиц (гетерогенное горение, кинетика углерода).
16. Горение пылевидных топлив (воспламенение/выгорание частиц и факелов, пофракционный расчёт).
17. Методы сжигания твёрдых топлив и показатели камерных топок.
18. Пылеугольные горелки (вихревые, прямоточные, расчёт).
19. Пылеугольные топки с прямым вдуванием (варианты амбразур, мельницы-вентиляторы, топки с пылеконденсатором, вихревые и др.).
20. Пылеугольные топки с промбункером (фронтальные/угловые/встречные компоновки, шлакообразование).
21. Топки с жидким шлакоудалением (однокамерные, с пережимом, пересекающимися струями, двухкамерные, циклонные).
Подробное изложение (по смысловым блокам)
I. Топливо, материальный и тепловой балансы (гл. 1–3)
Авторы «приземляют» теорию к расчётам печника/котельщика: как по составу топлива и коэффициенту избытка воздуха получить состав и энтальпию продуктов сгорания; как из теплового баланса вывести КПД парогенератора и удельный расход топлива. Блок задаёт общий язык дальнейшим главам по пламени, горелкам и топкам. (Перечень тем — по оглавлению раздела I.)
II. Фундамент теории горения (гл. 4–8)
Здесь соединяются химия и механика сплошной среды:
-
Химическое равновесие и диссоциация объясняют разрыв между «теоретической» и фактической температурой горения.
-
Кинетика даёт критерии скоростей реакций, самовоспламенения и влияния давления/состава.
-
Турбулентная диффузия и турбулентные струи — каркас для описания факела в топке.
-
Распространение пламени (нормальная скорость, пределы, роль турбулентности) переводит эти идеи непосредственно в критерии устойчивости горения. Такой набор глав буквально присутствует во второй части книги.
III. Газ и жидкое топливо: от факела к устройствам (гл. 9–11)
Логика: механизм горения → стабилизация/интенсификация → конструкция. Для газов рассмотрены ламинарные и турбулентные диффузионные и предвосстановленные пламёна, приёмы стабилизации (вихревые зоны, рециркуляция, стабилизаторы), режимы беспламенного горения для снижения NOₓ. Для жидких топлив — физика распада струи, распыления и горения капли/факела. Финально — форсунки и горелки, их расчёт и эксплуатационные риски (низко-/высокотемпературная коррозия, образование NOₓ при сернистых мазутах). (Темы и порядок — как в главах 9–11.)
IV. Подготовка твёрдого топлива (гл. 12–14)
Книга даёт «полный маршрут» пылеугольного тракта: свойства пыли, требуемая тонкость, законы измельчения, размолоспособность/абразивность; затем — типы мельниц и их расчёт; далее — системы пылеприготовления (схемы, элементы, тепловой/воздушный баланс, взрывобезопасность, автоматизация). Это не справочное приложение, а «обязательная половина» пылеугольной топки.
V. Сжигание твёрдых топлив и пылеугольные топки (гл. 15–21)
Сначала — микромир: гетерогенное горение частиц, диффузионные и кинетические режимы, внутренняя диффузия и реакция С + О₂ / С + CO₂ / С + H₂O; далее — факел из пыли: воспламенение/выгорание частиц, пофракционный расчёт и условия интенсификации.
Затем — макромир топок:
-
Горелки (вихревые/прямоточные) и их расчёт;
-
Топки с прямым вдуванием — множество компоновок амбразур/горелок, варианты трактов (в т. ч. мельницы-вентиляторы);
-
Топки с промбункером — фронтальные/угловые/встречные и др.;