Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Объем воздуха и продуктов полного сгорания



Расчет количества воздуха, количества и состава продуктов сгорания основывается на реакциях полного сгорания компонентов (см. приложение 1).

Результаты расчета оформляются в табличной форме, правильность расчета проверяется составлением материального баланса.

Расчет также можно провести, используя формулы из приложения 3.

Пример. Рассчитать количество и состав продуктов сгорания для мазута следующего состава:

Окислитель – атмосферный воздух, влагосодержанием воздуха пренебречь.

Вариант А.Записываем реакции полного сгорания для горючих компонентов мазута:

С + О2 = СО2;

;

.

Последовательно заполняя таблицу 2, находим необходимое количество кислорода для осуществления реакция горения, теоретический расход воздуха, количество продуктов сгорания, их объем и объемный процентный состав. Полученные значения пересчитываются для коэффициента расхода воздуха .

Для удобства записи расчет ведется на 100 кг горючего. Материальный баланс процесса приведен в таблице 3.

Вариант Б. По формулам из приложения 3.

Теоретический расход сухого кислорода:

= 0,01· [1,867 · 85,6 + 5,56 · 10,5 + 0,7· (0,7 - 0,5)] = 2,184 м3/кг.

Теоретический расход сухого воздуха:

= 100 · 2,184/21 = 10,4 м3/кг.

Расход сухого воздуха при :

Vв =1,2 · 10,4 = 12,48 м3/кг.

Выход сухих трехатомных газов:

, м3/кг;

, м3/кг.

Теоретический выход азота:

= 0,008 · 0,7 + 0,01 · 79 · 10,4 = 8,222 м3/кг.

Теоретический выход водяных паров:

= 0,111·10,5+0,0124·2,0 = 1,190 м3/кг.

Выход продуктов полного сгорания при =1,2:

Vг = l,597 + 0,0049 + 8,222 + 1,190 + (1,2 - 1)·10,4 = 13,094 м3/кг.

Объемный состав продуктов полного сгорания:

Некоторое расхождение результатов расчета по вариантам А и Б обусловлено погрешностью вычислений.

Табл. 2. Форма таблицы для расчета расхода воздуха и состава продуктов сгорания топлива

Участвуют в горении
топливо воздух
состав содер-жание масса мол. масса кол-во молей О2 N2 всего
  % кг   моль моль моль моль кг
С 85,6 85,6 7,133 7,133 9,764·3,762 = = 36,732 9,764 + +36,732 = = 46,496 46,896·22,4= = 1041,51
Н 10,5 10,5 5,250 2,625
S 0,7 0,7 0,022 0,022
О 0,5 0,5 0,016 -0,016
N 0,7 0,7 0,025 -
W 2,0 2,0 0,111 -
=1 - - 9,764 21 % 36,732 79 % 46,496 100 % 1041,51 100 %
=1,2 Всего - - - - 9,764·1,2 = =11,717 11,717·3,762= = 44,079 55,796 55,796·22,4 = =1249,83

Табл. 2. (продолжение) Форма таблицы для расчета расхода воздуха и состава продуктов сгорания топлива

Образуются при горении
газообразные продукты
СО2 Н2О SO2 О2 N2 всего
моль моль моль моль моль моль м3
7,133 - - - 36,732   49,270·22,4 = = 1103,65
- 5,250 - - (из возд.)
- - 0,022 - -
- - - - -
- 0,111 - - 0,0107
- - - - -
7,133 14,48 % 5,361 10,88 % 0,022 0,04 %   37,0097 74,60 % 49,270 100 % 1103,65
7,133   12,18 % 5,361   9,15 % 0,022   0,04 % 11,717 – 9,764 = = 1,953 3,33 % 44,079 + 0,025 = = 44,104 75,30 % 58,573 100 % 1312,04  

Табл. 3. Материальный баланс горения

Получено, кг
СО2 7,133·44 = 314
Н2О 5,361·18 = 96,4
SO2 0,022·64 = 1,4
О2 1,953·32 = 62,4
N2 44,104·28 = 1235
Зола
Всего
Поступило, кг
Мазут
Воздух:  
кислород 11,717·32 = 375
азот 44,079·28 = 1234
Всего

Плотность продуктов сгорания:

.

Низшая теплота сгорания

Наиболее точной формулой для определения низшей теплоты сгорания твердого и жидкого топлива является формула Менделеева:

. (2)

Для газообразного топлива:

(3)

т. е. определяется суммированием тепловых эффектов реакций горения.

Температура горения топлива

Эта часть расчета необходима для того, чтобы установить, обеспечивает ли данное топливо нужную температуру нагрева металла, и если не обеспечивает, то определить необходимую степень подогрева сред, участвующих в горении.

Энтальпия продуктов сгорания определяется по формуле:

iобщ = iх + Qф / Vг , кДж/м3, (4)

где iх - химическая энтальпия продуктов сгорания,

- недожог топлива, кДж/кг (кДж/м3); (5)

Qф - физическое тепло, вносимое воздухом и топливом (газом),

Qф = Qв + Qт = iв·Vв + iт·Vт, кДж/м3, (6)

где iв - энтальпия воздуха, кДж/м3;

iт - энтальпия топлива (газа), кДж/м3.

 

Далее задаются несколькими температурами горения и определяют для них энтальпию одного м3 продуктов сгорания (7) энтальпию газов находим, пользуясь приложением 4.

По полученным значениям строят график зависимости энтальпии одного м3 продуктов сгорания от температуры и графически находят расчетную температуру горения по известной энтальпии iобщ .

(7)

Действительная температура газов в печи определяется из выражения:

°С (8)

где - опытный пирометрический коэффициент (для методических печей – 0,7 – 0,75).

Если температура газов недостаточна для нагрева металла, расчет повторяют при более высокой исходной температуре воздуха и газа.

 

Пример. Для условий предыдущего примера рассчитать температуру горения. Химический недожог принять 3% , температуру воздуха - 200 °С, пирометрический коэффициент - 0,7.

Химическая энтальпия продуктов сгорания:

iх = (1 – 0,03) ·39891/13,094 = 2955, кДж/м3.

Из приложения 4 при 200 °С изобарная теплоемкость воздуха:

ср = 1,31 кДж/(м3·К), тогда iв = ср·t = 1,31·200 = 262 кДж/м3.

Qф = Qв = i·Vв = 262 - 12,48 = 3270 кДж/м3;

iобщ = 2955 + 3270/13,09 = 3205 кДж/м3.

Выбираем для расчета температуру продуктов сгорания 1800 °С. Используя приложение 4, получаем

i = 1800 · (2,391 – 2,19 % + 1,468 – 75,34 % + 1,554 – 3,33 % + 1,921 – 9,09 % + 2,391 –

– 0,04 %) /100 % = 2495 кДж/м3.

Для 2200 °С - i = 3114 кДж/м3.

Для 2300 °С - i = 3271 кДж/м3.

Графически определяли, что iобщ= 3205 кДж/м3 соответствует расчетная температура tpaсч = 2258 °C. Действительная температура горения tдейст = 0,7·2258 = 1581 °С.

 






Читайте также:

  1. S:Укажите верную характеристику предложения: Вода была теплей воздуха, и парное тепло от разгоряченных водяных туш усиливало ощущение одухотворенности природы - море казалось живым.(В.Гроссман)
  2. Автоматизация систем кондиционирования воздуха
  3. Амортизация как способ полного воспроизводства основных фондов. Виды амортизации. Норма амортизации. Амортизационный фонд. Методы начисления и учета амортизации.
  4. Анализ влияния цен на объемы затрат и выпуска. Основное уравнение фирмы
  5. Анализ объема менее эффективен на рынке товарных фьючерсов
  6. Анализ объема продаж в отрасли и определение доли рынка компании.
  7. Ведомость вычисления объёма земляных работ
  8. Вертикальная интеграция — это процесс замещения трансакций на рынках ресурсов и продуктов внутрифирменными трансакциями.
  9. ВИДЫ И ОБЪЕМ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ В ЧАСАХ
  10. Виды кредитных продуктов в Сбербанке.
  11. Витаминизация пищевых продуктов.
  12. Влажность воздуха. Испарение и испаряемость.


Последнее изменение этой страницы: 2016-03-15; Просмотров: 101; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! (0.101 с.) Главная | Обратная связь