Газоснабжение. Горение газов: Учебное пособие (Разделы 1-9. Газообразное топливо. Расчеты эффективности использования топлива), страница 52

П р и м е ч а н и е. Выражения (9.8)—(9.11) применимы только для случая сжигания топлива с воздухом, не обогащенным кислородом. Если же поступающий на горение воздух обогащается кислородом (в некоторых металлургических процессах), в этих выражениях достаточно заменить значения 21 и 79 на действительное процентное содержание кислорода и азота в дутьевом воздухе. При этом важной является газоплотность газовоздушного тракта, гарантирующая отсутствие присосов атмосферного, необогащенного кислородом воздуха.

Разработана также упрощенная методика расчета значения  по результатам газового анализа продуктов сгорания, которая не требует определения содержания кислорода в дутьевом воздухе. Если отношение объема кислорода, израсходованного на сжигание топлива с образованием RO₂ и H₂O, к объему RO₂ в составе отходящих газов составляет

,                                 (9.12)

то значение коэффициента избытка воздуха (кислорода, обогащенного кислородом воздуха) можно определить выражением:

.                                         (9.13)

Данные о значениях коэффициента n для некоторых видов топлива приведены в табл. 9.2.

Таблица 9.2

Значения коэффициента n некоторых топлив для выражения (9.13)

При неполном сгорании топлива универсальное выражение (9.13) можно модифицировать, учитывая баланс кислорода следующим образом (для газов, не содержащих серы):

.        (9.14)

9.3. Коэффициент разбавления сухих продуктов сгорания

Профессионалы в текущих расчетах нередко ориентировочно подсчитывают коэффициент избытка воздуха по так называемой «кислородной» формуле

.                                               (9.15)

Для топлив со значением  близким к 21 % (дерево, антрацит, генераторный газ), эта формула действительно дает достаточно точный результат. Однако в действительности эта формула определяет так называемый коэффициент разбавления сухих продуктов сгорания (или коэффициент изменения объема сухих продуктов сгорания), который обозначается символом h. Логика его называния указывает на сравнение действительного объема продуктов сгорания и теоретического (стехиометрического) объема:

.                                               (9.16)

Из баланса углерода в продуктах полного сгорания следует:

.                                            (9.17)

Вместе с «кислородной» формулой это наиболее часто используемое выражение для подсчета значения h на основе данных анализа отходящих газов.

При неполном сгорании топлива коэффициент h определяется с учетом потенциального содержания CO₂ в отходящих газах, то есть суммы , что дает выражение

.                                     (9.18)

П р и м е ч а н и е. Как всегда, для топлив, содержащих серу, вместо  применяется значение .

При неполном сгорании значение h может быть меньше 1,0. Именно поэтому название «коэффициент изменения объема» является более точным, поскольку термин «разбавление» в случае h< 1,0 при неполном сгорании звучит некорректно.

9.3.1. Связь между коэффициентом избытка воздуха

и коэффициентом разбавления продуктов сгорания

В случае если объем сухих продуктов сгорания мало отличается от потребности в воздухе на горение, значения  и h также очень близки между собой. Такое положение вещей характерно для антрацита, кокса и других видов топлива с высоким содержанием углерода к горючей массе и со сравнительно малой потребностью в воздухе (кислороде) на горение.