Форум программистов «Весельчак У»
  *
Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.
Вам не пришло письмо с кодом активации?

  • Рекомендуем проверить настройки временной зоны в вашем профиле (страница "Внешний вид форума", пункт "Часовой пояс:").
  • У нас больше нет рассылок. Если вам приходят письма от наших бывших рассылок mail.ru и subscribe.ru, то знайте, что это не мы рассылаем.
   Начало  
Наши сайты
Помощь Поиск Календарь Почта Войти Регистрация  
 
Страниц: [1]   Вниз
  Печать  
Автор Тема: О горении и сжигании.  (Прочитано 503 раз)
0 Пользователей и 1 Гость смотрят эту тему.
Aether
Молодой специалист

ru
Offline Offline
Пол: Мужской

« : 17-08-2017 16:51 » 

Доброго всем вечера.

Интересует Ваше мнение по вот какому вопросу: есть топливная кузнечная печь, питающаяся от газовой магистрали (метан). Хочется её немного автоматизировать вот в каком плане: иногда от перепада давления, иногда от неравномерности наддува, затухает пламя. Если оператор уходит и не следит, то через открытую форсунку начинает течь газ, понятное дело к чему это может привести. Есть ли соображения: чем можно поджечь факел, и как можно быстро детектировать затухание пламени? Температура внутри в рабочем режиме 1100-1300 С. Передняя дверь приоткрыта.
Записан
Sla
Модератор

ua
Offline Offline
Пол: Мужской

WWW
« Ответ #1 : 17-08-2017 18:00 » 

посмотреть в сторону детекторов огня
Это давно решено на бытовом уровне в газовых плитах, а также газовых котлах
Записан

Мы все учились понемногу... Чему-нибудь и как-нибудь.
Aether
Молодой специалист

ru
Offline Offline
Пол: Мужской

« Ответ #2 : 17-08-2017 19:35 » 

посмотреть в сторону детекторов огня
Это давно решено на бытовом уровне в газовых плитах, а также газовых котлах
Слишком разные температуры у котла и плиты в сравнении с печью.

Пока думаю, что можно термопарой (Pt/Pt-Rh) измерять температуру у струи горелки, естественно на расстоянии. Так как есть поток газа и воздуха, то он должен резко начать её охлаждать при отсутствии реакции окисления. Но, может быть есть более толковое решение?

Ещё постараюсь у химиков спросить на эту тему.
Записан
Dale
Блюзмен
Команда клуба

ru
Offline Offline
Пол: Мужской

WWW
« Ответ #3 : 17-08-2017 20:49 » 

чем можно поджечь факел

Я бы попробовал искровой разряд, как в газовых плитах на розжиге. Возможно, подойдут детали автомобильной системы зажигания.

и как можно быстро детектировать затухание пламени?

Оптическим детектором, сфокусированным на язычке пламени. Остывание наверняка будет длиться дольше, чем детектор обнаружит пропажу свечения.

Как чисто умозрительный вариант, не проверенный лично на практике: пламя - это плазма, а плазма должна обладать электропроводностью. Поместить в язычок пламени пару электродов, не склонных к обгоранию, и оценить проводимость. Конечно, есть опасность, что со временем этот датчик покроется копотью, так что вариант "сделал навсегда и забыл" может не пройти.

Ну и еще для подстраховки датчик метана в помещении, конечно.
Записан

Всего лишь неделя кодирования с последующей неделей отладки могут сэкономить целый час, потраченный на планирование программы. - Дж. Коплин.

Ходить по воде и разрабатывать программное обеспечение по спецификациям очень просто, когда и то, и другое заморожено. - Edward V. Berard

Любые проблемы в информатике решаются добавлением еще одного уровня косвенности – кроме, разумеется, проблемы переизбытка уровней косвенности. — Дэвид Уилер.
RXL
Технический
Администратор

ru
Offline Offline
Пол: Мужской

WWW
« Ответ #4 : 17-08-2017 23:08 » 

Как обычно, все уже придумано.
http://burners.ovk-kom.ru/flame_detect.html
Записан

... мы преодолеваем эту трудность без синтеза распределенных прототипов. (с) Жуков М.С.

Хз, я не очень просто не очень во всё это верю, во всякие там сатурны и прочую поебень.
Sla
Модератор

ua
Offline Offline
Пол: Мужской

WWW
« Ответ #5 : 17-08-2017 23:35 » 

Как обычно, все уже придумано.
http://burners.ovk-kom.ru/flame_detect.html
Не смотрел, но там есть высокотемпературные? Хотя было написано для горелок большой мощности.

У меня в голове крутится какая-то простейшая схема(не электрическая) датчика огня, но вот в упор не могу вспомнить, слишком давно это было - 35 лет назад
Записан

Мы все учились понемногу... Чему-нибудь и как-нибудь.
RXL
Технический
Администратор

ru
Offline Offline
Пол: Мужской

WWW
« Ответ #6 : 18-08-2017 00:15 » 

По даташитам, там датчики излучения: УФ и желтого спектра. Для газа подходят УФ. Нагретые стенки печи на датчик не влияют. Внутре у нее обычный фотоэлемент.
Записан

... мы преодолеваем эту трудность без синтеза распределенных прототипов. (с) Жуков М.С.

Хз, я не очень просто не очень во всё это верю, во всякие там сатурны и прочую поебень.
Aether
Молодой специалист

ru
Offline Offline
Пол: Мужской

« Ответ #7 : 18-08-2017 07:27 » 

Я бы попробовал искровой разряд, как в газовых плитах на розжиге. Возможно, подойдут детали автомобильной системы зажигания.
Я тоже об этом думаю, но есть нюанс: механический прерыватель мне не нравится, а электронные мозги типа Bosch 1.5.4 ставить - варварство. Изучаю схемы для коммутации, собственно, из готовых компонентов можно взять свечу и катушку зажигания.

Также есть сложность с тем, что нужно дополнительное устройство, которое будет содержать металлическую пластину со смонтированной свечой и должно при поджиге подъезжать с горелке, а затем сразу прятаться в карман футеровки. Пластина нужна для того, чтобы сделать зазор между мундштуком и ею в 10-15 мм в момент розжига , чтобы при подаче окислителя не сдуло пламя.

Оптическим детектором, сфокусированным на язычке пламени. Остывание наверняка будет длиться дольше, чем детектор обнаружит пропажу свечения.
В физике теплопереноса есть граничная температура в 600 С, до неё передача тепла в газовой атмосфере происходит преимущественно путём конвекции. Свыше этой температуры всё большее значение приобретает перенос тепла излучением. Пламя, конечно горячее атмосферы печи и излучающих стенок, но на малом режиме его размер тоже мал, разница в температуре в 400 С конечно значащее число, но нужно фильтровать длины волн. Плюс, придётся делать водяное охлаждение, возможно даже - "водную линзу", чтобы отсечь тепло от инфракрасного потока.

Как чисто умозрительный вариант, не проверенный лично на практике: пламя - это плазма, а плазма должна обладать электропроводностью. Поместить в язычок пламени пару электродов, не склонных к обгоранию, и оценить проводимость. Конечно, есть опасность, что со временем этот датчик покроется копотью, так что вариант "сделал навсегда и забыл" может не пройти.
Тоже посещала такая мысль. Нужно поэкспериментировать, пока вопрос не ясен. А по поводу нагара беспокоиться не стоит - пламя окислительное, то есть с избытком воздуха - это делается в большинстве стационарных установок, чтобы исключить отравление работников угарным газом, который образуется при неполном сгорании при дефиците окислителя. Стало быть в нём сажа и копоть обычно не образуются, ну конечно, если кто-то не догадается сжигать отработку из трансформаторного масла.

Как обычно, все уже придумано.
Спасибо, изучу внимательнее. Хотя охлаждение, опять таки, вопрос открытый.

Не смотрел, но там есть высокотемпературные? Хотя было написано для горелок большой мощности.
Большая мощность и большая температура напрямую не связаны. Если котёл водогрейный, то там не будет больше 400 С, ну максимум 600 С в атмосфере. Да и вообще, сейчас некоторые пытаются повысить КПД используя высшую теплоту сгорания, то есть снижая температуру атмосферы печи так, чтобы на выходе из трубы температура падала ниже 100 С, и выпадал конденсат, отдающий теплоту парообразования воды - одного из продуктов при сгорании углеводородов.

По даташитам, там датчики излучения: УФ и желтого спектра. Для газа подходят УФ. Нагретые стенки печи на датчик не влияют. Внутре у нее обычный фотоэлемент.
Ну, вообще влияние есть, закон смещения Вина, если не ошибаюсь - любое горячее тело излучает. Другое дело, отделить один максимум от другого: 1300 С от 1700 С. Число на глаз, всё, что имеет температуру более 1300 С - белое.

Вот, посмотрел:
Lmax = b/T
b = 0,002898 м*К
Lmax(1300 C = 1573 К) = 1842 нм
Lmax(1700 C = 1973 К) = 1469 нм
Lmax(2200 C = 2473 К) = 1172 нм

В общем, если ничего не напутал, то там получается всё в ИК диапазоне по максимумам, хотя по распределению, у больших температур будет, хоть и не максимальный, но заход в УФ область.
Записан
RXL
Технический
Администратор

ru
Offline Offline
Пол: Мужской

WWW
« Ответ #8 : 18-08-2017 08:08 » 

В пламени всегда есть неоднородность. Области с более оптимальным сгоранием будут горячее и доля УФ будет выше. Средняя температура по пламени может оставаться небольшой. В общем, не дураки это делали. По ссылки датчики Сименса.
Насчет поджигания: вспомогательная горелка для поджига основной горелки. Свеча поджигает вспомогательную, после поджига и стабилизации вспомогательная горелка выключается и свеча не перегревается.
Кстати, если ты утверждаешь, что в печи после затухания пламени температура падает медленно, то при восстановлении подачи газа смесь должна была самовоспламениться. Т.ч. сомневаюсь на счет температуры самой печи, ее поверхность остывает быстрее. Для метана это 537.8 °С.
Записан

... мы преодолеваем эту трудность без синтеза распределенных прототипов. (с) Жуков М.С.

Хз, я не очень просто не очень во всё это верю, во всякие там сатурны и прочую поебень.
Dale
Блюзмен
Команда клуба

ru
Offline Offline
Пол: Мужской

WWW
« Ответ #9 : 18-08-2017 09:27 » 

есть нюанс: механический прерыватель мне не нравится

Он мало кому понравится. Вполне подойдет транзистор в режиме ключа.

электронные мозги типа Bosch 1.5.4 ставить - варварство.

Еще и не факт, что интерфейс с этим девайсом достаточно прост. Не исключено, что ему для работы подавай пакеты по сети CAN.

из готовых компонентов можно взять свечу и катушку зажигания.

Катушка однозначно пригодится. Свеча, возможно, конструктивно не вполне подойдет, заменить ее просто парой электродов.

придётся делать водяное охлаждение, возможно даже - "водную линзу", чтобы отсечь тепло от инфракрасного потока.

Не обязательно детектор совать прямо в пламя, он может "смотреть" издалека, даже сквозь окошко в корпусе. Главное, чтобы в его поле зрения не было других источников засветки, кроме самого пламени. Погасло пламя - мгновенно наступила темнота.

В общем, если ничего не напутал, то там получается всё в ИК диапазоне по максимумам, хотя по распределению, у больших температур будет, хоть и не максимальный, но заход в УФ область.

В видимом диапазоне пламя обычно тоже светит достаточно ярко, так что не обязательно отслеживать хвосты в областях ИК/УФ. От темноты отличить достаточно просто.
Записан

Всего лишь неделя кодирования с последующей неделей отладки могут сэкономить целый час, потраченный на планирование программы. - Дж. Коплин.

Ходить по воде и разрабатывать программное обеспечение по спецификациям очень просто, когда и то, и другое заморожено. - Edward V. Berard

Любые проблемы в информатике решаются добавлением еще одного уровня косвенности – кроме, разумеется, проблемы переизбытка уровней косвенности. — Дэвид Уилер.
Aether
Молодой специалист

ru
Offline Offline
Пол: Мужской

« Ответ #10 : 18-08-2017 09:34 » 

Кстати, если ты утверждаешь, что в печи после затухания пламени температура падает медленно, то при восстановлении подачи газа смесь должна была самовоспламениться. Т.ч. сомневаюсь на счет температуры самой печи, ее поверхность остывает быстрее. Для метана это 537.8 °С.
Не всё так просто, во-первых, при запуске идёт нестационарный тепловой режим, но ладно, когда температура печи уже на пределе, то происходит следующее: поток воздуха сам по себе холодный, он не даёт метану сразу нагреться до температуры самовоспламенения, плюс сжатый метан, выходя из форсунки, расширяется и его температура падает, в итоге, без факела он может загореться в произвольном месте, а не там где надо. Тут речь в жёстком контроле, а не надежде на случай. Например, откажет компрессор воздуха, и тогда пламя пропадёт, а вся печь заполнится метаном - он же не сможет гореть без окислителя даже при температуре самовоспламенения.

Я посмотрю на готовые решения, вопрос требует изучения. Просто, мало ли кто-то уже с этим встречался, и есть более простой и недорогой способ.
Записан
Aether
Молодой специалист

ru
Offline Offline
Пол: Мужской

« Ответ #11 : 18-08-2017 09:50 » 

Он мало кому понравится. Вполне подойдет транзистор в режиме ключа.
Когда мы размыкаем первичную обмотку, то ЭДС самоиндукции присутствует в обоих обмотках, как я понимаю, но их абсолютные значения связаны через число витков. Таким образом, конечное значение напряжения ограничено рабочим зазором во вторичной обмотке, через который идёт пробой. При расстоянии около 1 мм оно составит, по разным данным, от 2 до 5 кВ. Значит в первичной катушке будет порядка 100-200 В. Первый вопрос: как защитить транзистор, если напряжение окажется больше его рабочего. И тут дело не в подборе транзистора на 1 кВ, так как кто-нибудь может сделать искровой зазор больше, и напряжение возрастёт ещё.

Не обязательно детектор совать прямо в пламя, он может "смотреть" издалека, даже сквозь окошко в корпусе. Главное, чтобы в его поле зрения не было других источников засветки, кроме самого пламени. Погасло пламя - мгновенно наступила темнота.
Я и говорю: стенки печи светятся, как Солнце, даже когда факел затух, нет ну, конечно яркость падает, но в целом датчик даже на расстоянии 500 мм будет, как фонарём греться ИК излучением. Я когда-то занимался ионным азотированием в вакууме, так вот там смотровые окошки закрывались поворотными экранами из нержавейки, чтобы не перегреть кварцевое стекло.
Записан
Dale
Блюзмен
Команда клуба

ru
Offline Offline
Пол: Мужской

WWW
« Ответ #12 : 18-08-2017 10:57 » new

Первый вопрос: как защитить транзистор, если напряжение окажется больше его рабочего. И тут дело не в подборе транзистора на 1 кВ, так как кто-нибудь может сделать искровой зазор больше, и напряжение возрастёт ещё.

Примерно так же, как защищают обычные контакты от электрической дуги при размыкании, принципиальной разницы здесь нет. Выбор есть: демпфирующая RC-цепочка, стабилитрон, варистор...

в целом датчик даже на расстоянии 500 мм будет, как фонарём греться ИК излучением.

Нужно посмотреть спектральную чувствительность разных датчиков, тут эффект Столетова будет нам на руку. Конечно, если взять в качестве датчика фототранзистор от ИК дистанционного управления, печка для него долго будет светиться в ИК лучах.
Записан

Всего лишь неделя кодирования с последующей неделей отладки могут сэкономить целый час, потраченный на планирование программы. - Дж. Коплин.

Ходить по воде и разрабатывать программное обеспечение по спецификациям очень просто, когда и то, и другое заморожено. - Edward V. Berard

Любые проблемы в информатике решаются добавлением еще одного уровня косвенности – кроме, разумеется, проблемы переизбытка уровней косвенности. — Дэвид Уилер.
Страниц: [1]   Вверх
  Печать  
 

Powered by SMF 1.1.21 | SMF © 2015, Simple Machines