Топливо. Примеры расчета горения топлива, страница 3

где С^р, S^р, Н^р, О^р – содержание горючих элементов и кислорода.

Теоретический объем сухого воздуха, м³/кг:

                                            (12)

Здесь  – отношение объёмных содержаний N₂ и O₂. Для обычного сухого воздуха , если воздух, используемый для горения, обогащать кислородом, то это соотношение изменится. Например, при обогащении воздуха кислородом до 30 %  .

Объем сухого воздуха  при n > 1 , м³/кг:

                                       (13)

Суммарный объем продуктов сгорания, образующихся при полном сгорании твердого и жидкого топлива, м³/кг:

,                   (14)

где  объемы отдельных составляющих:

;

;

Процентный состав  (доля) компонентов продуктов сгорания:

.                             (15)

Содержание воздуха  в продуктах сгорания, %:

                                            (16)

Температура горения. Температура горения топлива (твердого, жидкого, газообразного) зависит от состава топлива, теплоты сгорания, объема продуктов сгорания и условий сжигания. Различают калориметрическую температуру, жаропроизводительность, теоретическую, расчетную и действительную температуры.

Калориметрической температурой горения  называется максимальная температура, подсчитанная без учета диссоциации продуктов сгорания при условии, что все выделяющееся тепло расходуется на нагрев продуктов сгорания:

,                                    (17)

где  – низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг;  – объём воздуха, м³/кг;  – объём продуктов горения, м³/кг; – теплоёмкость воздуха при температуре подогрева воздуха, кДж/(м^3 . оС); – теплоёмкость топлива при температуре подогрева топлива, кДж/(м^3 . оС); – теплоёмкость продуктов сгорания при калориметрической температуре горения, кДж/(м^3 . оС); – температура подогрева воздуха, ^оС; – температура подогрева топлива, ^оС.

Поскольку теплоемкость продуктов сгорания зависит от калориметрической температуры, до которой они нагреты, то подсчет производится методом последовательных приближений. Сначала из уравнения теплового баланса определяется истинная энтальпия продуктов сгорания:

,                                    (18)

затем эта же величина определяется как сумма энтальпий отдельных составляющих продуктов сгорания, взятых при температуре горения:

            (19)

где i_x, c_x, x – энтальпия (кДж/м³), теплоемкость (кДж/(м^3 . оС)) и доля соответствующего компонента продуктов сгорания, энтальпии и теплоемкости взяты при температуре горения t, ^оС (см. табл. 3, 4).

Так как энтальпии и теплоемкости приведены в таблицах только для определенных значений температур, то необходимо найти такие соседние значения температур t₁ и t₂, чтобы . Затем при помощи линейной интерполяции определяется значение калориметрической температуры:

.                                         (20)

Таблица 3

Средние энтальпии для воздуха и газов при различных температурах, кДж/м³