Расчет расхода окислителя и выход продуктов полного сгорания газообразного топлива.
Объем кислорода, необходимого для сгорания газообразного топлива и образующихся продуктов сгорания, подсчитывают на основе уравнения горения компонентов, входящих в состав газообразного топлива
Окись углерода
Водород
Метан
Этан
Пропан
Бутан
Пентан
В соответствии с приведенными выше уравнениями горения компонентов газового топлива объем кислорода, необходимого для сгорания 1м3 газа, подсчитывают по формуле, м3/м3 газа
Объем воздуха , необходимый для сгорания 1м3 газового топлива в стехиометрических условиях, подсчитывают исходя из содержания в воздухе 21% кислорода по объему, м3/м3 газа
.
Действительное количество воздуха, подаваемое в топку, м3/м3 газа:
,
где - коэффициент избытка воздуха.
Суммарный объем продуктов полного сгорания , состоящий из следующих компонентов, м3/м3 газа
,
Объем продуктов сгорания за вычетом объема водяных паров называется объемом сухих газов:
|
|
,
Выход двуокиси углерода, м3/м3 газа
Выход азота складывается из воздуха, подаваемого в топку, и азота, содержащегося в газовом топливе, м3/м3 газа
,
Выход водяных паров определяется с учетом содержания водорода и влаги в топливе – d м3/м3 газа и водяных паров, содержащихся в воздухе, используемом в качестве окислителя. Содержание в воздухе водяных паров принимают около 1 мас. % (1,6 об. %), так как влагосодержание воздуха dв=10…16 г/м3 сухого воздуха при относительной влажности φ=50…60% и температуре t=20…30°С.
Выход водяных паров при сжигании газового топлива, м3/м3 газа:
Количество кислорода в продуктах сгорания, м3/м3 газа
.
Расчет расхода окислителя и выхода продуктов полного сгорания твердого и жидкого топлива.
Количество кислорода воздуха Ов, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива, кг/кг
,
где - соответственно содержание углерода, горючей серы, водорода и кислорода в рабочей массе топлива, масс. %.
Количество сухого воздуха , необходимое для сгорания 1 кг топлива (принимая содержание в воздухе 23 мас. % кислорода), кг/кг
,
Объем воздуха, теоретически необходимый для сгорания 1 кг топлива, равен , т.е. м3/кг
,
или округленно, м3/кг
,
Суммарный объем продуктов сгорания
,
Объем двуокиси углерода, м3/кг
,
Объем двуокиси серы, м3/кг
,
Объем азота, м3/кг
Объем водяного пара в продуктах сгорания с учетом содержания в воздухе около 1 мас. % влаги (1,6 об. %), м3/кг
.
Объем кислорода, м3/кг
.
Для теплотехнических расчетов топок, теплогенераторов и других теплотехнологических установок необходимо знать энтальпию и влагосодержание продуктов сгорания топлива.
|
|
Энтальпия влажных топочных газов, отнесенная к массе сухих газов, кДж/кг
где - энтальпия влажного воздуха, определенная по формуле, кДж/кг
.
Масса сухих газов, кг
,
где , , - плотности двуокиси углерода, азота и кислорода соответственно, кг/м3.
Влагосодержание топочных газов, отнесенное к массе сухих газов, кг/кг
,
где , - массы водяных паров и сухих газов соответственно.
Контрольные вопросы
- Что называется топливом?
- Что называется теплотворной способностью топлива?
- чем отличается высшая теплота сгорания от низшей?
- Что называется условным топливом и для чего ввели данное понятие?
- Что называется балластом топлива и как он влияет на теплотворную способность топлива?
- Что называется коэффициентом избытка воздуха и как он влияет на эффективность использования топлива?
- Какие составляющие элементы топлива обуславливают его теплотворную способность?
- Расскажите о стадиях горения твердого топлива.
- Особенности горения жидкого топлива.