В топочных устройствах мазут сжигается в распыленном состоянии — в виде капель в потоке воздуха. Горение распыленного топлива зависит от качества распыления, от среднего диаметра капель, скорости воспламенения, коэффициента избытка воздуха. Механизм горения распыленного топлива осуществляется путем умножения очагов самовоспламенения множества капель, при этом процессу горения каждой капли предшествуют стадии ее нагревания и испарения. В итоге горение каждой отдельной капли, поступившей в топочное устройство, происходит в паровой фазе, которая появляется и увеличивается по мере испарения с поверхности нагретой капли паров горючего. В результате вокруг каждой капли образуется сферическая зона, насыщенная парами горючей жидкости. При наличии окислителя и достижении температуры воспламенения происходит загорание паров жидкости на внешней части сферической поверхности в тонком слое, называемым фронтом горения. Выделяющаяся при этом теплота способствует еще более интенсивному испарению капли. Таким образом, скорость сгорания мазута, определяемая скоростью его ис-парения с поверхности капли, многократно увеличивается при распылении жидкого топлива не мелкие капли. Поэтому важнейшим этапом подготовки жидкого топлива к сжиганию является распыление его на мельчайшие частицы. Например, из капли диаметром 1 мм дроблением может быть получено 106 капель диаметром 10 мкм. Площадь поверхности испарения при этом увеличивается в 100 раз. При распылении мазута получают капли разных размеров — от нескольких десятков до сотен микрометров. Наиболее мелкие капли испаряются и воспламеняются первыми, способствуя испарению и воспламенению более крупных. При сжигании мазута для испарения его наиболее тяжелых фракций требуется прогрев капель до температур порядка 400 °С и даже выше. При этом происходит термическое разложение топлива с образованием газообразной и твердой фаз (сажа, кокс), которые сгорают так же, как и частицы твердого топлива. Раскаленные частицы сажи и кокса в пламени определяют высокую светимость факела. Таким образом, процесс сжигания мазута состоит из следующих последовательных стадий: • распыление топлива и образование горючей смеси; • воспламенение и горение горючей смеси. Эффективность сжигания мазута в значительной степени зависит от первых подготовительных этапов, определяемых работой топливосжигающих устройств — мазутных форсунок.
