Теоретические основы теплотехники. Ляшков В.И. - 134 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Заданная
масса
Горючая 1
100
A100
с
−
100
WA100
рр
−−
Сухая
с
A100
100
−
1
100
W100
р
−
Рабочая
рр
WA100 −−
100
р
W100
100
−
1
Теплотехнические расчеты обычно ведут по рабочей массе и отнесенному к ней составу.
Важнейшей характеристикой топлива является его теплота сгорания, которая показывает, какое количество теплоты
выделяется при полном сгорании одного килограмма твердого или жидкого топлива или одного кубического метра газа.
Теплоту сгорания можно рассчитать, зная химический состав топлива и количество тепла, выделяемое при сгорании каждого
элемента. Различают высшую и низшую теплоту сгорания
Q
р
в
и Q
р
н
, Q
р
в
– тепло, рассчитанное без учета потерь на испарение
влаги топлива и влаги, полученной при сгорании водорода. Q
р
н
– теплота сгорания, определенная с учетом расхода тепла на
испарение влаги.
Теплоту сгорания твердого и жидкого топлива определяют по формуле Д. И. Менделеева (приближенно):
Q
р
н
= 338 С
р
+ 1025 Н
р
– 108(О
р
+ S
р
ор + к
) – 25W
р
, кДж/кг .
Экспериментальное определение теплоты сгорания проводится на калориметрической установке (см. рис. 3.1),
включающей водяной калориметр
10 с мешалкой 8, приводимой электродвигателем 6. Сам калориметр размещается внутри
термостатирующего сосуда 9, заполняемого водой, необходимая температура которой поддерживается термостатом и
измеряется термометром
7. Сосуд закрыт крышкой 5. Внутри калориметра устанавливаются калориметрическая бомба 1 и
очень точный термометр
3 (обычно это астатический термометр Бэкмана). Считывание температуры проводится с
использованием увеличительной лупы 4. Калориметрическая бомба представляет собою герметичный толстостенный сосуд,
в который помещают пробу топлива с заправленной внутрь проволочкой, соединенной с электрическим источником. Бомба
заполняется кислородом при давлении 3,0 МПа. При включении электрического тока проволочка раскаляется, поджигая
топливо. По количеству воды в калориметре и повышению ее температуры определяют выделившуюся теплоту
Q
б
. Отняв
тепловой эффект сопутствующих реакций окисления SO
2
в SO
3
и образования H
2
SO
4
, и разделив на рабочую массу пробы
получим
Q
p
в
:
Q
p
в
= Q
б
–
Q
s
–
3
NO
Q .
Если
Q
р
в
определена (например, опытным путем), то легко находится и низшая теплота сгорания
Q
р
н
= Q
р
в
–
25 W
p
– 226 H
p
, кДж/кг.
Теплоту сгорания газообразных топлив относят обычно к 1 нм
3
.
Для сопоставления расходов разных топлив пользуются понятием условного топлива – такого топлива, которое при
сгорании выделяет 7000 ккал/кг или 29,3 МДж/кг тепла. Пересчет любого топлива в условное производится умножением Q
р
н
на коэффициент
K = 1/7000 или K = 1/29,3.
В табл. 4 для примера приводится состав и теплота сгорания некоторых горючих газов (по данным из [29]).
4 Состав и теплота сгорания горючих газов
Состав сухого газа, % по объему
Наименование
газа
СН
4
Н
2
СО С
n
Н
m
О
2
СО
2
H
2
S N
2
р
н
Q
,
МДж/м
3
Природный 94,9 – – 3,8 – 0,4 – 0,9 36,7
Коксовый
(очищенный)
22,5 57,5 6,8 1,9 0,8 2,3 0,4 7,8 16,6
Доменный 0,3 2,7 28 – – 10,2 0,3 58,5 4
Сжиженный
(ориентирово
чно)
4 Пропан 79, этан 6, Н– и изобутан 11 88,5
3.2 Элементы теории горения
Я вся горю, не пойму отчего...
В. И. Лебедев-Кумач
Г
орение – это химическая реакция соединения окислителя с горючими элементами топлива, сопровождающаяся интенсивным
выделением тепла и значительным повышением температуры. Для беспрерывного горения необходим бесперебойный
подвод топлива и окислителя в зону горения, интенсивное их перемешивание и отвод продуктов сгорания.

Страницы