Теоретические основы теплотехники. Ляшков В.И. - 138 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

V
0сг
= 0,0186(С
р
+ 0,375S
p
ор + к
) + 0,79V
0
.
Объемное количество водяных паров с учетом влаги топлива находят по формуле
OH
2
V
= 0,112 Н
р
+ 0,0124 W
р
(нм
3
/кг).
При проектировании и эксплуатации теплотехнических агрегатов нужно знать состав газов, чтобы рассчитать их
теплоемкость, определяющую количество теплоты, отдаваемой ими при охлаждении. В частности, наличие заметных
количеств продуктов неполного горения (СО, Н
2
, СН
4
) говорит о плохой организации топочного процесса, а высокая
концентрация кислорода указывает на чрезмерно большой избыток воздуха.
Анализ продуктов сгорания производят с помощью специальных приборов – газоанализаторов. Обычно при газовом
анализе водяные пары конденсируются, а затем последовательно поглощаются отдельные составляющие: SO
2
, CO
2
, O
2
.
Результаты анализа получают по сухим продуктам сгорания. По результатам анализа можно определить
α:
)OCO(SO100
O
222
2
++−
−
=α
7921
21
,
О
2
, SO
2
и др. – процентное содержание этих газов в продуктах сгорания.
Энтальпию продуктов сгорания рассчитывают для твердых и жидких топлив на один килограмм топлива, для газов – на 1
нм
3
по формуле
Н
п
= H
0г
+ (α – 1)H
0в
(кДж/кг или кДж/нм
3
). (3.2)
Здесь H
0г
– энтальпия теоретического объема продуктов сгорания
∑
=
n
iii
mtcH
1
0г
;
H
0в
– энтальпия теоретически необходимого объема воздуха H
0в
= с
в
t
в
m
в
. Значения теплоемкостей c
i
, c
в
приводятся в
справочниках, температуры t
i
всех газов одинаковы.
Поскольку теплоемкость газов зависит от температуры, а также, учитывая, что
Н
п
= f (α), удобно для расчетов
использовать графическую интерпретацию формулы (3.2) в виде
H–t диаграммы. Для этого по формуле (3.2) рассчитывают
значения
Н
п
при разных α и t, и откладывают соответствующие точки на диаграмме. Наличие диаграммы упрощает многие
расчеты, позволяя легко определить температуру по энтальпии газа и наоборот.
Очень просто, например, определяется теоретическая температура горения – такая температура, до которой нагрелись
бы продукты сгорания, если бы все тепло расходовалось только на их нагрев. В этом случае энтальпия газов будет
определяться следующей суммой теплот
Н
п
= Q
р
н
+ Q
в
+ Q
тф
, (3.3)
где Q
в
– теплота воздуха; Q
тф
– физическая теплота топлива. Если воздух и топливо подаются на сгорание при температуре t,
близкой к
t
0
= 0 °С, то эти слагаемые можно не учитывать. Зная Н
п
и α, по диаграмме находим t
max п
.
Для наиболее распространенных топлив
H–t диаграммы приводятся в справочной литературе. На диаграмме обычно
указывается дополнительно состав (объемный) продуктов сгорания, расход воздуха для полного сгорания одного
килограмма топлива, содержание Н
2
О в продуктах сгорания.
На рис. 3.6 приведена
H–t диаграмма продуктов сгорания одного из распространенных природных газов. Теплота
сгорания этого газа
Q
р
н
= 34,96 МДж/нм
3
и из диаграммы видно, что при α = 2,0 величина t
max п
= 1260 °С, а при α = 1,2 …
1900
°С.
В процессе сгорания топлива теплота может передаваться конвекцией и излучением нагреваемым поверхностям. В
результате газы охлаждаются, их энтальпия снижается. Этот процесс на рис. 3.6 изображается линией
a–b, при этом α =
const, а максимальная температура горения уменьшается.
10
20
30
H
,
МДж/нм
3
Q
р
н
=34,96
H
в
α
=1,8
α
=1,6
α
=1,4
α
=1,2
α
=1,1
α
=1,0
H
г
α
=3,0
α
=2,5
α
=2,0
t
в
=300
t
в
=200
t
в
=100
t
в
=0
800
400
1200
1600
2000
t,
o
C
0
a
b
d
•
•
•
•
c

Страницы