Высокотемпературные процессы и установки: Практическое пособие к лабораторным занятиям, страница 12

Предварительный подогрев материала до его поступления в зону окончательного нагрева высокотемпературных огнетехнических установок существенно изменяет основные показатели работы печи по сравнению с ее работой на холодном материале.

Запишем уравнение теплового баланса печи

;                       (3.1)

или через коэффициент использования топлива

.                                         (3.2)

Тогда полный и удельный расходы топлива

  и  .                          (3.3, 3.4)

 

Эффективность использования теплоты топлива в огнетехническом агрегате определяется величиной коэффициента использования топлива

,                                     (3.5)

где  - начальная энтальпия продуктов сгорания, соответствующая  ^оС и равная отношению теплоты сгорания топлива к объему продуктов сгорания

, кДж/м³,                                 (3.6)

 

 и  - соответственно энтальпия топлива и воздуха на входе в огнетехнический агрегат, отнесенная к удельному объему продуктов сгорания

, кДж/м³ ; , кДж/м³ ,  (3.7, 3.8)

где   ;

 -  доля i-го компонента топлива;

, м³/ч;

 - энтальпия продуктов сгорания, покидающих установку

, кДж/м³ ,                              (3.9)

где   - доля i-го компонента дымовых газов;

          .

 - энтальпия химического недожога топлива, отнесенная к удельному объему продуктов сгорания

.                                      (3.10)

  Теплота, затраченная на нагрев материала

, кВт,                                       (3.11)

где    - производительность печи, кг/ч;

 и  - энтальпия материала в начале и в конце нагрева соответственно, кДж/кг.  определяется по  металла.

, кДж/кг.                                   (3.12)

  Для методической печи со средним состоянием изоляции водоохлаждаемых глиссажных труб

, кДж/кг,                           (3.13)

где   - напряженность активной площади печи (кг/м²·ч);

 - средняя температура продуктов сгорания, К.

,                                     (3.14)

 - площадь активного пода, м²;

 - плотность материала, кг/м³;

 - толщина сляба (заготовки) , м;

 - время нагрева материала, ч.

,                                  (3.15)

 - теоретическая температура горения топлива, К;

 - температура отходящих из установки продуктов сгорания, К;

 - коэффициент смесеобразования, зависит от вида топлива и топливосжигаемых устройств,  = 0,68…0,96.

                                  ,  К;                            (3.16)

         Обозначим величины, относящиеся  к методической печи с подогревательной зоной, одним штрихом и двумя штрихами величины, относящиеся к печи, не имеющей подогревательной зоны. Тогда отношение удельных расходов топлива

.                                           (3.17)

  На основании расчетов построить графики зависимости

.                                                     (3.18)

  Укрупненный алгоритм определения основных  характеристик работы методической печи в виде блок-схемы представлен на рис. 6.     

Рис. 6. Алгоритм расчета основных характеристик работы

многозонной методической печи.

Лабораторная    работа  № 4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОПЛИВА В СМЕСИ С ВОЗДУХОМ, ОБОГАЩЕННЫМ RИСЛОРОДОМ

Цель работы:  освоение студентами методики расчета процесса горения топлива при обогащении кислородом и сравнения энергоэкономической эффективности сжигания топлива с кислородом или подогретым воздухом.

Порядок выполнения работы

1. Изучить основные теоретические положения.

2. Получить задание от преподавателя.

3. Выполнить численное решение задачи (дать математическое описание, составить алгоритмы решения и программу расчета, выполнить расчет на ЭВМ).

4. Произвести анализ полученных результатов с графическим их представлением.

5. Оформить отчет по лабораторной работе.