Исследования тепловых процессов с применением моделирования. Черный А.А. - 22 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПГУ | Пенза

Составители: 

Рубрика: 

22
w
сг =
(
)
0
2
0
вгг
nd25,02733600
Т10Тq
⋅⋅π⋅⋅⋅
⋅
α
⋅
+
⋅
, м/с (2.17)
Следовательно, хотя зависимости (2.13)-(2.15) двухфакторные,
но надо учитывать и третий фактор w
сг
, который связан с α и T
в
и в каж-
дом конкретном случае может быть определен по формуле (2.17).
За пределами факелов в камере сжигания температура была ниже,
чем в факелах.
Если в градусах К
Т
фmax
= 1950,3 + 0,2479 ⋅ Т
в
, (2.18)
Т
фmax
= 4473 – 2500 ⋅ α
0
, (2.19)
то Т
кmax
= 1945 + 0,198 ⋅ Т
в
, (2.20)
Т
кmax
= 3963 – 2000 ⋅ α
0,
(2.21)
или Т
фmax
– Т
кmax
= 5,3 + 0,0499 ⋅ Т
в
, (2.22)
Т
фmax
– Т
кmax
= 510 – 500 ⋅ α
0,
(2.23)
Анализ формул (2.22) и (2.23) свидетельствует о том, что с умень-
шением α
0
при увеличении T
в
величина Т
фmax
–Т
кmax
увеличивается. Это
можно объяснить излучением большого количества тепла продуктами сго-
рания по мере снижения величины α
0
при повышении T
в
.
Расчет по формулам (2.13) - (2.15) позволяет определить существенно
влияющие на технологический процесс в высокотемпературных печах вели-
чины К
в
, К
ф
, Т
ф
, а формулы (2.18) - (2.21) могут быть использованы для опре-
деления величин Т
фmax
,Т
кmax
. Зная T
в
, можно по формуле (2.16) выявить вели-
чину α
0
, при которой достигается Т
фmax
.
Экспериментально установлено влияние Q
p
H
на К
ф
в исследованных
пределах изменения Q
p
H
от 33080⋅10
3
до 36300⋅10
3
Дж/м
3
. Это влияние можно
учитывать коэффициентом
К
ТС
= 0,0109⋅[ Q
p
H
(4,1868⋅10
3
)
-1
]
0,5
, (2.24)
на который умножается величина К
ф
, полученная по формуле (2.14).
Для случая Q
p
H
= 35250⋅10
3
Дж/м
3
К
ТС
= 1.
Формула (2.24) применима только при изменении величины в связи с
изменением содержания горючих составляющих природного газа. Если Q
p
H
уменьшается в связи с увеличением в составе природного газа СО
2
и N
2
, то
скорость химических реакций и температура в факеле уменьшаются, а отно-
сительная длина факела увеличивается.
Начиная с Т
в
= 573 К на К
ф
и К
в
оказывает влияние степень диссо-
циации углеводородов природного газа Q
дис
, причем преимущественно Q
дис
метана, который преобладает в природном газе.
Образовавшиеся в результате диссоциации ионы водорода вступают в
реакцию с кислородом горячего воздуха в камере смешения горелочного уст-
ройства, создают гидроксильные группы, ускоряют процесс горения в факе-
ле, способствуя сокращению относительной длины зоны воспламенения в
факеле по экспериментальным данным пропорционально (1-Q
дис
), т.е.
К
вд
= К
в
⋅ (1 - Q
дис
), (2.25) 
                      wсг =      q г ⋅ (Т г + 10 ⋅ α ⋅ Т в )     , м/с   (2.17)
                              3600 ⋅ 273 ⋅ 0,25 ⋅ π ⋅ d 02 ⋅ n 0
       Следовательно, хотя зависимости (2.13)-(2.15) двухфакторные,
но надо учитывать и третий фактор wсг, который связан с α и Tв и в каж-
дом конкретном случае может быть определен по формуле (2.17).
       За пределами факелов в камере сжигания температура была ниже,
чем в факелах.
       Если в градусах К
                   Тфmax = 1950,3 + 0,2479 ⋅ Тв,          (2.18)
                   Тфmax = 4473 – 2500 ⋅ α0,              (2.19)
                   то Ткmax = 1945 + 0,198 ⋅ Тв,          (2.20)
                   Ткmax = 3963 – 2000 ⋅ α0,              (2.21)
                   или Тфmax – Ткmax = 5,3 + 0,0499 ⋅ Тв, (2.22)
                   Тфmax – Ткmax = 510 – 500 ⋅ α0,        (2.23)
       Анализ формул (2.22) и (2.23) свидетельствует о том, что с умень-
шением α0 при увеличении Tв величина Тфmax–Ткmax увеличивается. Это
можно объяснить излучением большого количества тепла продуктами сго-
рания по мере снижения величины α0 при повышении Tв.
       Расчет по формулам (2.13) - (2.15) позволяет определить существенно
влияющие на технологический процесс в высокотемпературных печах вели-
чины Кв, Кф, Тф, а формулы (2.18) - (2.21) могут быть использованы для опре-
деления величин Тфmax,Ткmax. Зная Tв, можно по формуле (2.16) выявить вели-
чину α0, при которой достигается Тфmax.
       Экспериментально установлено влияние QpH на Кф в исследованных
пределах изменения QpH от 33080⋅103 до 36300⋅103 Дж/м3. Это влияние можно
учитывать коэффициентом
                       КТС = 0,0109⋅[ QpH (4,1868⋅103)-1]0,5 , (2.24)
        на который умножается величина Кф, полученная по формуле (2.14).
Для случая QpH = 35250⋅103 Дж/м3 КТС = 1.
        Формула (2.24) применима только при изменении величины в связи с
изменением содержания горючих составляющих природного газа. Если QpH
уменьшается в связи с увеличением в составе природного газа СО2 и N2, то
скорость химических реакций и температура в факеле уменьшаются, а отно-
сительная длина факела увеличивается.
        Начиная с Тв = 573 К на Кф и Кв оказывает влияние степень диссо-
циации углеводородов природного газа Qдис, причем преимущественно Qдис
метана, который преобладает в природном газе.
        Образовавшиеся в результате диссоциации ионы водорода вступают в
реакцию с кислородом горячего воздуха в камере смешения горелочного уст-
ройства, создают гидроксильные группы, ускоряют процесс горения в факе-
ле, способствуя сокращению относительной длины зоны воспламенения в
факеле по экспериментальным данным пропорционально (1-Qдис), т.е.
Квд = Кв ⋅ (1 - Qдис),          (2.25)

                                             22

Страницы