La=(1+k) a VO2, где k - доля кислорода в воздухе (k=N2/O2, при N2=79% и O2=21%, k=3,672);
a- коэффициент избытка или расхода воздуха (для газообразного топлива его выбирают в пределах 1,05...1,15, для жидкого - 1,15...1,25, для твердого 1, 2...1,3); VО2 - теоретический расход кислорода на сжигание соответствующего топлива м3/кг, м3/м3.
Массовое количество воздуха, кг/ м3 : Lм=1,293 La
Качественный состав продуктов сгорания (дыма) одинаков при сжигании всех видов топлива состоит из СО2, Н2 О, SO2, N2, O2 . Количество продуктов полного сгорания, для каждой составляющей определяется по следующим формулам:
для твердого и жидкого топлива, м3/кг
VCO2=0,0187 Cp; VSO2=0,007 Sp; VO2=(a-1)VO2 ; VN2=0,008Np+akVO2; VH2O=0,1112Hp+0,0124Wp+0,775 Lad;
для газообразного топлива, м3/м3
VCO2=0,01(CO+CO2+CH4+2C2H4+2C2H6+3C3H8+4C4H10+m CmHn); VSO2=0,01(SO2+H2S); VO2=(a-1)VO2 ; VN2=0,008Np+akVO2; VH2O=0,01(H2O+H2+H2S+2CH4+2C2H4+3C2H6+4C3H6+5C4H10)+ 0,775 Lad;
где d - влагосодержание воздуха, кг/м3. Практически влагосодержание воздуха может быть принято пределах 0,009... 0,016 кг/м3.
Общее количество продуктов сгорания при полном сжигании единицы топлива ( при a>1) определяется выражением, м3/кг или м3/м3
Vд=VCO2+VH2O+VSO2+VN2+VO2+VCO
Состав влажных продуктов сгорания в объемных процентах определяется по выражениям:
СО2=100 VCO2/Vд; H2O=100 VH2O/Vд; SO2=100 VSO2/Vд; N2=100VN2/Vд; O2=100 VО2/Vд ; CO=100 VCO/Vд.
Состав сухих продуктов сгорания в объемных процентах определяется по выражениям:
СО2=100 VCO2 / (Vд-VH2O) ; SO2=100 VSO2/(Vд-VH2O); N2=100VN2/(Vд-VH2O); O2=100 VО2/(Vд-VH2O) ; CO=100 VCO/(Vд-VH2O).
Плотность продуктов сгорания рассчитывается с учетом их состава
rд=(0,44 СО2+0,36СО+0,18Н2О+0,28N2+0,32O2+0,64SO2)/22,4 ,
где rд - плотность продуктов сгорания, кг/м3 ; СО2, СО, Н2О, N2, O2, SO2 - содержание соответствующего газа в продуктах сгорания, % по объему.
Калориметрическую температуру определяют из условия полного сгорания топлива и использования всего выделившегося при горении тепла только на повышение температуры продуктов сгорания при адиабатных условиях (отсутствии теплообмена с внешней средой) и коэффициенте избытка воздуха равном единице.
При подогретом воздухе и топливе калориметрическую температуру определяют по выражению:
tк= (Qрн+ Qф)/(Vд Сv),
где Qф - физическое тепло подогретого воздуха и топлива, кДж/кг; Vд - объем продуктов сгорания, образующихся при сжигании единицы топлива, м3/кг, м3/м3; Сv - удельная теплоемкость продуктов сгорания, кДж/(м3 ОС).
Физическое тепло, вносимое подогретым топливом и воздухом из расчета на единицу топлива:
Qф = Cт tт+Cв tв , где Ст, Св - удельная теплоемкость топлива и воздуха при температуре подогрева кДж/(м3 К); tт tв - температура подогрева топлива и воздуха, ОС.
Определить теплоемкость продуктов сгорания Сv затруднительно, так как удельные теплоемкости отдельных составляющих продуктов сгорания зависят от температуры, которую и необходимо определить. Среднюю удельную теплоемкость продуктов сгорания, состоящих из отдельных компонентов, определяют как сумму удельных теплоемкостей отдельных компонентов, умноженных на долю этих компонентов в продуктах сгорания:
СV=0,01(CСO2 CO2+CCO CO+CH2O H2O+CSO2 SO2+CN2 N2+ +CO2 O2), где CСO2 , CCO , CH2O ... и т.д. - средние удельные теплоемкости компонентов продуктов сгорания кДж/(м3 К); CO2 , CO, H2O, SO2 , N2 ,O2 содержание составляющих в продуктах сгорания, % по объему.
Значения средней удельной теплоемкости компонентов продуктов сгорания приведены в литературе / 1,2,3 / и в приложениях 3,4,5.
Для инженерных расчетов калориметрической температуры используют приближенный метод, сущность которого состоит в том, что для продуктов сгорания конкретного состава каждому значению энтальпии iп соответствует конкретная температура.
При известных значениях Qрн, Qф, Vд определяют значение этой энтальпии продуктов сгорания
iп = (Qрн+ Qф)/ Vд .
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.