Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Учебное пособие 50085.doc
Скачиваний:
54
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
3.07 Mб
Скачать

2.2 Состав и объем продуктов горения.

По содержанию газообразных составляющих топлива и воздуха можно представить состав продуктов горения.

(9)

Последняя составляющая – вследствие того, что коэффициент расхода воздуха более 1.

1.3.2.1 Образование .

(10)

Образование

Из реакции следует, что 1 образует 1

Тогда .

Образование

.

Из реакции следует, что 1 образует m

Тогда .

- из топлива, то есть .

Откуда .

Образование

образует , следовательно:

образует , следовательно:

образует , следовательно

: вся влага топлива переходит в продукты горения, следовательно:

: вся влага воздуха переходит в продукты горения, следовательно:

Таким образом:

Образование

.

Следовательно

Объем

Объем

.

Пример №6. Определить состав и объем продуктов горения природного газа состава ; ; ; . Влажность воздуха 11г/м3, влажность газа 8г/м3, коэффициент расхода воздуха . Влажный состав – пересчет в примере 5.

; ; ; .

Процентное содержание составляющих продуктов горения:

Итого 100%.

    1. Температура горения топлива.

Температура горения топлива это температура внутри факела пламени.

Может быть измерена с помощью пирометра, или рассчитана исходя из количества тепла, выделившегося при горении топлива – калориметрическая температура.

Она не учитывает теплообмен факела с окружающей средой и считается, что вся тепловая энергия идет на нагрев продуктов горения. Вводится понятие энтальпия – теплосодержание 1 м3 продуктов горения - .

. (11)

Тепловой баланс:

. (12)

, (13)

где - теплоемкость продуктов горения;

- калориметрическая температура горения;

- теплоемкость топлива;

- температура топлива;

- теплоемкость топлива;

- температура воздуха;

- низшая теплота сгорания топлива.

Но теплоемкость зависит от температуры, поэтому расчет ведется путем последовательного приближения.

  1. Задается , по справочнику определить продуктов горения и рассчитать , сравнить и .

  2. Если больше , то принять температуру на 100ос меньше: и определить при этой температуре. Определить при этих условиях.

Если меньше , то - больше , то

Пример №7. Определить калориметрическую температуру горения природного газа, сухой состав которого, а также влажность газа и воздуха указаны в примере №6, коэффициент расхода воздуха 1.05. Дополнительные условия: газ и воздух перед сжиганием газа подогреты до температуры 100ос.

  1. Теплотворная способность газа

(14)

; ;

q – тепловой эффект реакции окисления газа, выбирается из справочника.

  1. Энтальпия продуктов горения

(15)

По справочнику при температуре 100ос определяются теплоемкости газов.

; ; ; ;

Тогда:

Теплоемкость воздуха при температуре 100ос составит 1.302 кДж/м3

Тогда

. (16)

Задаемся ориентировочно С . При этой температуре ; ; ;

Определяем .

Сравниваем с . меньше , следовательно, надо принять за . .

Вопросы для самоподготовки:

1. Как определить количество воздуха, необходимого для полного сгорания топлива?

2. Как определить состав и объем продуктов горения?

3. Как определить температуру горения топлива?

Лекция №3

ТЕПЛОПЕРЕДАЧА В РАБОЧЕМ ПРОСТРАНСТВЕ ПЕЧИ

3.1 Основные понятия и определения теории теплопередач.

Тепловое состояние любого объема: твердого тела, системы тел, газа или жидкости в некотором объеме характеризуется распределением температур – температурным полем.

Температурное поле может быть равномерным, если

, (17)

где - температура;

- координаты точки,

Или неравномерным, если указанные условия не выполняются. Может быть стационарным, если

(18)

Или переменным, если

, (19)

где - время.

В неравномерном температурном поле всегда могут быть точки с одинаковой температурой. Геометрическое место точек с одинаковой температурой есть изотермическая поверхность. Направление наибольшего изменения температуры в каждой точке изотермической поверхности есть нормаль к ней. Изменение температуры в направлении нормали к изотермической поверхности – температурный градиент:

, (20)

где n – направление нормали и изотермической поверхности.

В неравномерно нагретом теле происходит перенос тепловой энергии из области с более высокой температурой в область с более низкой температурой.

Количество переносного тепла в единицу времени есть тепловой поток Q, .

Тепловой поток, проходящий через единицу площади изотермической поверхности, есть удельный тепловой поток

, , (20)

где - площадь изотермической поверхности.

Установлено (Фурье), удельный тепловой поток есть функция температурного градиента

, (21)

где - коэффициент пропорциональности, именуемый коэффициентом теплопроводности материала.

(22)

Для изменения теплового состояния одинаковых по массе , но различных по природе тел затрачивается различное количество тепловой энергии. Количество тепловой энергии, необходимое для нагрева тела характеризуется его теплоемкостью

, , (23)

где - количество тепловой энергии.

Обычно теплоемкость относится к единице массы или молекулярной массе

, , (24)

где - удельная теплоемкость

или ,

где - молекулярная масса;

- молекулярная теплоемкость.

Удельная теплоемкость газов может быть определена при постоянном объеме - . Интенсивность изменения температуры при переносе тепла характеризуется коэффициентом температуропроводности -

, , (25)

где - плотность.