Газоснабжение. Горение газов: Учебное пособие (Разделы 1-9. Газообразное топливо. Расчеты эффективности использования топлива), страница 8

 г/м³ = 0,01 кг/м³.

2. Теоретический объем сухого воздуха для горения определяется по выражению (3.4):

 (297 + 3,52 + 50,3 + 6,50,2) =9,7 м³/м³ газа.

3. Теоретический объем влажного воздуха для горения по выражению (3.5) составит

 м³/м³ газа.

4. Окончательно для известного коэффициента избытка воздуха по выражению (3.7) определяем действительный объем влажного воздуха для полного сжигания газа:

 м³/м³ газа.

5. С целью сравнения методов расчета определим объем воздуха для горения по приближенному выражению (3.6), учитывая, что теплота сгорания топлива, определенная в прим. 2.1, составляет МДж/м³:

 м³/м³ газа.

Как видим, приближенная формула дает результат, весьма близкий к значению, полученному по более точному методу.

**********************************************************

3.3. Объем продуктов сгорания

Теоретические объемы продуктов, образующихся при горении различных газов в сухом воздухе, в соответствии с выражениями (3.1)—(3.3), приведены в табл. 3.1. Действительный объем продуктов сгорания углеводородных газов, м³/м³ газа, во влажном воздухе,подаваемом с необходимым избытком, можно определить по формулам (3.8)—(3.14), подставляя содержание соответствующих компонентов, % по объему.

1. Диоксид углерода

.                            (3.8)

2. Водяной пар

 + 1,24,                 (3.9)

где d_г — абсолютная влажность газа, кг/м³.

3. Азот

N₂ + 0,79.                                 (3.10)

4. Кислород

O₂ + 0,21.                            (3.11)

5. Суммарный объем влажных продуктов сгорания , м³/м³ газа:

= + + + .                             (3.12)

6. Суммарный объем сухих продуктов сгорания , м³/м³ газа, после конденсации водяных паров, являющихся продуктом горения:

= + + .                                  (3.13)

7. Теоретический объем сухих продуктов сгорания , м³/м³ газа, (в стехиометрических условиях) получаем по выражению (3.13), подставляя в формулы (3.10) и (3.11) значение

= + + .                                  (3.14)

**********************************************************

Пример3.2

Определить объем сухих и влажных продуктов сгорания природного газа. Состав газа и условия сжигания приведены в прим. 2.1 и 3.1.

Решение

1. Объем диоксида углерода определяем по формуле (3.8):

(0,2 + 97 +22 + 30,3 + 40,2)=1,03 м³/м³ газа.

2. Объем водяных паров определяем по формуле (3.9):

(297 + 32 + 40,3 + 50,2)+1,241,10,019,7=2,15 м³/м³ газа.

3. Объем азота определяем по формуле (3.10):

0,3 + 0,791,19,7 = 8,4 м³/м³ газа.

4. Объем кислорода определяем по формуле (3.11):

0,21 м³/м³ газа.

5. Объем сухих продуктов сгорания по выражению (3.13) составит

 м³/м³ газа.

6. Объем влажных продуктов сгорания по выражению (3.12) составит

 м³/м³ газа.

4. Характеристики горения

4.1. Температура горения

В теплотехнике различают следующие температурные характеристики горения газов: жаропроизводительность, калориметрическую температуру, теоретическую температуру и действительную температуру горения. Эти характеристики имеют различное применение в зависимости от решаемых задач из области сжигания газообразных топлив.

4.1.1. Жаропроизводительность

(максимальнаятемпературагорения)

Жаропроизводительность, известная также как максимальная температура горения , , — понятие, предложенное Д.И. Менделеевым. Это температура продуктов полного сгорания топлива в адиабатических условиях при  = 1,0 и при температурах топлива и воздуха перед горением, равных 0 . Если объемы отдельных компонентов продуктов сгорания обозначить через V_i, м³/м³ газа, а их средние объемные теплоемкости (в интервале температуры от 0  до , ) — через , кДж/(м³K), то жаропроизводительность можно определить по выражению

.                                              (4.1)

Таким образом, жаропроизводительность является теоретическим понятием и определяется аналитически на основании расчетов объемов продуктов сгорания, полученных при помощи выражений (3.8)—(3.10). При этом необходимо использовать метод последовательных приближений, поскольку температура влияет на величину средней теплоемкости. Сначала определяют объемы продуктов сгорания при  = 1,0. Задаваясь значением , рассчитывают их теплоемкости и по формуле (4.1) определяют жаропроизводительность. Цикл расчетов повторяется при полученном значении  до удовлетворительного совпадения результатов.