Высокотемпературные процессы и установки: Практическое пособие к лабораторным занятиям, страница 3

  Объем сухих продуктов горения при полном горении

 

, м³/м³                         (1.8)

  Объем водяных паров при полном горении

 

, м³/м³                                     (1.9)

  Максимальное содержание  в продуктах горения определяется по их составу

            , %,                      (1.10)

где    - содержание в сухих продуктах горения   углекислого газа и сернистого ангидрида, %.

  Коэффициент избытка воздуха при полном  горении  подсчитывается по составу продуктов сгорания

,              (1.11)

где       - объемная концентрация компонентов в продуктах

сгорания.

Тепловой баланс печей непрерывного действия. Тепловой баланс печи выражается уравнением, связывающим статьи прихода и расхода теплоты. Составление теплового баланса необходимо при испытаниях печей для определения расхода топлива и установления технико-экономических показателей их работы.

Приходная часть теплового баланса печи непрерывного действия складывается из следующих статей:

химическая теплота топлива - ,   кВт;

теплота, вносимая подогретым воздухом - , кВт;

теплота экзотермических реакций (окисление металла - , кВт.

Расходная часть теплового баланса печи непрерывного действия состоит из следующих статей:

теплота, затрачиваемая на нагрев материала (полезное тепло) - , кВт;

потери теплоты с уходящими газами  - , кВт;

потери теплоты от химической неполноты горения топлива   - , кВт;

потери теплоты на нагрев воздуха, не участвующего в горении                                                                                      - , кВт;

потери теплоты с охлаждаемой водой  - , кВт;

потери теплоты вследствие теплопроводности кладки  - , кВт;

потери теплоты излучением через  открытие окна и щели   -, кВт;

потери теплоты с выбивающимися газами через окна, щели, кладку                                                                          - , кВт;

потери теплоты на нагрев перемещающихся частей печи и тары                                                                               - , кВт;

потери теплоты с окалиной - , кВт;

прочие потери неучтенные  - , кВт.

Таким образом, уравнение теплового баланса

.    (1.12)

Расчет статей теплового баланса.

Химическая теплота топлива

, кВт,                                     (1.13)

где      - расход топлива, м³/ч (кг/ч);

    - теплота сгорания топлива, кДж/м³ (кДж/кг).

  Расход топлива  определяется при испытаниях печи непосредственным измерением.

  Теплота, вносимая подогретым воздухом и топливом

, кВт,                                      (1.14)

где    - расход воздуха, м³/ч;  - энтальпия воздуха, соответствующая его температуре перед горелками, кДж/м³.

При испытаниях замеряется температура подогрева воздуха перед горелками.

Здесь    

, м³/ч,                          (1.15)

где    - действительное количество воздуха, необходимое для горения единицы топлива, подсчитывается при расчете горения топлива, м³/м³ (кг).

Теплота, вносимая подогретым топливом

, кВт,                                                (1.16)

где      - энтальпия подогретого топлива, кДж/м³ (кг).

При испытаниях замеряется температура подогрева топлива перед горелками.

Теплота окисления металла (процесс окисления металла протекает с положительным тепловым эффектом, средняя величина которого составляет 5650 кДж на 1 кг окисленного железа)

 , кВт,                             (1.17)

где  - производительность печи, кг/ч;  - угар металла, % (угар металла при испытаниях по разнице между массой изделия до и после нагрева).

  Теплота, затраченная на нагрев материала

, кВт,                             (1.18)

где    - энтальпия материала в конце нагрева, определяемая по его средней (по массе) температуре,  кДж/кг;

 - тоже в начале нагрева, кДж/кг.

При испытаниях температура нагрева материала определяется оптическим пирометром или с помощью термопары, зачеканенной в нагреваемой заготовке (изделии).

  Потери тепла с уходящими газами

, кВт,                      (1.19)