Источником энергии в большинстве теплотехнических процессов является химическая теплота ископаемых видов углеводородного топлива: угля, нефти с ее производными, природного газа, а также торфа, сланцев и т. п. Высвобождение химической теплоты топлива осуществляется в процессе сжигания его в смеси с окислителем, в большинстве случаев — с кислородом воздуха, реже — с чистым (техническим) кислородом. Для сжигания топлива применяются различные горелки.
Горелка — это устройство, обеспечивающее устойчивое сгорание топлива и возможность регулирования горения. Камера горения — это часть горелки или теплового агрегата, в которой происходит горение.
Для эффективного сжигания топлива горелочное устройство выполняет следующие функции:
подготавливает топливо и воздух для горения, придавая им требуемые направления и скорости движения (в некоторых случаях в горелке происходит предварительный подогрев газа или воздуха);
подготавливает горючую смесь (смешивает газовое топливо и воздух или распыляет жидкое топливо и смешивает его с воздухом);
осуществляет подачу подготовленной горючей смеси в рабочее пространство или топку;
стабилизирует воспламенение.
В зависимости от типа горелочное устройство может предназначаться для выполнения только части перечисленных функций.
Процесс сжигания газообразного топлива можно условно разделить на три основные стадии:
смешение топлива с воздухом для горения;
подогрев топливовоздушной смеси до температуры воспламенения;
собственно процесс горения, т. е. реакция окисления горючих компонентов топлива кислородом воздуха, которая протекает практически мгновенно.
Первые две стадии требуют гораздо больше времени, и по этой причине организация смешения в значительной степени определяет весь процесс сжигания, характеристики факела, а следовательно — распределение температур в рабочем пространстве топочной камеры.
