где — содержание отдельных компонентов, % об., в составе сложного газообразного топлива, причем ; — соответственно верхний или нижний предел воспламенения отдельных компонентов, % об., в газовоздушной или газокислородной смеси, в соответствии с данными табл. 4.7 и 4.8.
Для газообразных топлив, содержащих небольшое количество негорючих примесей, значения пределов воспламеняемости , % об., можно ориентировочно определить по выражению
, (4.10)
где — нижний или верхний предел воспламенения, % об., определенный по формуле (4.9) для горючей части топлива, принимаемой за 100 %; — содержание негорючих примесей CO2 и N2 в составе газообразного топлива, % об.
Другой часто встречаемой задачей в практике сжигания топлива является определение коэффициента избытка воздуха, соответствующего концентрационным пределам воспламеняемости, а также давления, возникающего при взрыве газовоздушной смеси.
Значения коэффициента избытка воздуха a, соответствующие пределам воспламенения чистых горючих газов, приведены в табл. 4.7. Граничные значения aдля газообразных топлив произвольного состава, соответствующие как нижнему, так и верхнему пределу воспламенения (взрываемости), можно определить по выражению
, (4.11)
где — теоретический объем воздуха для горения, м3/м3 газа, определенный по формулам (3.4) или (3.5).
Величина давления, возникающего при взрыве газовоздушной смеси, определяется опытным путем на специальных установках. Результаты исследований свидетельствуют, что максимальное давление соответствует не теоретическому (стехиометрическому), а несколько большему содержанию газа в смеси. Значения максимальных давлений взрыва и соответствующие им концентрации газов в смеси с воздухом приведены в табл. 4.7.
При отсутствии экспериментальных данных значение давления взрыва , МПа, возникающего в сосуде, топке, печи и т.п. можно определить по следующим приближенным выражениям:
при стехиометрическом соотношении простого газа с сухим воздухом:
, (4.12)
при любом соотношении сложного газообразного топлива с влажным воздухом:
, (4.13)
где p — давление в сосуде (топке, печи и т.п.) перед взрывом, МПа; — коэффициент объемного расширения газов, принимаемый равным 1/273; tk — калориметрическая температура горения, ºC; m — число молекул продуктов взрыва, определяемое по реакции сгорания газа в воздухе; n — число молекул исходных продуктов перед взрывом; — объем влажных продуктов сгорания, м3/м3 газа, определяемый по формулам (3.8)—(3.12); — действительный объем влажного воздуха для горения, м3/м3 газа, при фактическом значении коэффициента избытка воздуха, в соответствии с выражениями (3.4), (3.5) и (3.7).
**********************************************************
Пример 4.1
Определить нижний и верхний пределы воспламенения в воздухе для природного газа следующего объемного состава, %: CH4 = 93; C2H6 = 3,1; C3H8 = 0,7; C4H10 = 0,6; CO2+N2 = 2,6.
Решение
1. Предварительно определяем состав горючей части газа, % об.:
; ;
; .
2. Нижний предел воспламенения для горючей части газа определяем по формуле (4.9), используя данные табл. 4.7:
3. Аналогично определяем верхний предел воспламенения горючей части газа:
4. Теперь можно определить нижний предел воспламенения с учетом балластных примесей, используя выражение (4.10):
5. Верхний предел с учетом забалластированности газа по тому же выражению составит
**********************************************************
Пример 4.2
Определить коэффициент избытка воздуха, соответствующий нижнему и верхнему пределам воспламенения в сухом воздухе для природного газа того же состава.
Решение
1. Теоретический объем сухого воздуха для горения определяется по выражению (3.4):
(293 + 3,53,1 + 50,7 + 6,50,6) =9,7 м3/м3 газа.
2. Коэффициент избытка воздуха, соответствующий нижнему пределу воспламенения, определяем по формуле (4.11), используя результаты предыдущего примера:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.