stanje i perspektive u rudarstvu i odrţivi razvoj mining present state ...

Rudarstvo 2011 / Mining 20113.3. Mehanizam sagorevanje ĉestica ugljenikaU realnim uslovima pripremljene ĉestice ugljenika imaju napravilan oblik. Radi jasnijeg i jednostavnijegopisa mehanizma procesa sagorevanja razmatrane ĉestice ćemo tretirati kao ĉestice sfernog oblika.Procesnajednostavnijeg sagorevanja ĉestice ugljenika odvija se u uslovima kada se ĉestica nalazi uneograniĉenom vazdušnom (gasnom) prostoru. Vazduh oko ĉestice moţe mirovati ili se kretati. Mirovnjeili strujanje vazduha malom brzinom u nivou laminarnog strujanja u reţimu Re < 100, ĉestica ugljenikasagoreva ravnomerno po celoj površini i zadrţava svo sferni oblik do kraja procesa. Šema procesasagorevanja u ovom reţimu prikazana je na slici br. 2 segment a.Segment aSegment bSlika br. 2. Šematski prikaz sagorevanja sferne ĉestice ugljenikaProces sagorevanja se odvija kao primarni u kome dolazi do reakcije C i O pri ĉemu nastaje CO kaoprodukt nepotpune oksidacije ugljenika. Paralelno sa ovim procesima, a u zavisnosti od temperature ivlaţnosti ( na višim temperaturama ) odvijaju se sekundarni procesi oksidacijeCO + ´ O 2 ← → CO 2C + CO 2 ← →2 COĉiji su procesi ilustrativno predstavljeni slikom 2. Sagorevanje ugljenmonoksida oko ĉestice manifestujese vizuelno plaviĉastim plamenom.Kod velikih brzina opstrujivanja vazduha oko ĉestice ugljenika, u reţimu strujanja koje odgovara Re >100, dolazi do neuporedivo brţeg sagorevanja ĉeonog dela ĉestice, dok zadnji deo gotovo da i nesagoreva. Ugljenmonoksid nastao primarnom reakcijom kiseonika iz vazduha i ugljenika sa ĉestice bivastrujom udaljen od ĉestice tako da se sekundarni procesi oksidacije odvijaju u struji vazduha a posledicaovih reakcija je pojava plaviĉastog plamena iza ĉestice. Procesi ovog reţima sagorevanja ĉestice ugljenikapredstavljeni su na slici br.2. segment b. Recirkulaciona zona obrazovana na zadnjoj strani ĉesticeugljenika ima za posledicu nemogućnost dospevanja kiseonika do ĉestice, tako da pri dovoljnojtemperaturi omogućuje redukciju produkovanog ugljendioksida do ugljenmonoksida, i smanjenjaugljenika sa zadnje strane ĉestice, do koje kiseonik ne dospeva. Pri dovoljno visokim temperaturamadolazi do redukcije ugljendioksida, što ima za posledicu utrošak ugljenika na zadnjoj strani ĉestice.Uprocesu sagorevanja a u zavisnosti od brzine kretanja vazduha uoĉena su dva reţima sagorevanja ĉesticeugljenika, prvi u laminarnom reţimu za Re < 100 i drugi turbulentnom za Re > 100.416