2. Расчет характеристик газообразного топлива.
2.1. Теоретический объем воздуха, необходимый для сгорания.
2.2. Объем влажных продуктов сгорания.
Количество диоксида углерода в продуктах сгорания:
Количество водяных паров в продуктах сгорания:
Количество азота в продуктах сгорания:
Количество кислорода в продуктах сгорания:
,
где α – коэффициент избытка воздуха (α=1,1).
Количество влажных продуктов сгорания, образующихся при сжигании 1 м3 газа при температуре 0 С:
где VCO2, VH2O, VN2, VO2 – объём компонентов продуктов сгорания.
Количество влажных продуктов сгорания, образующихся при сжигании 1 м3 газа при температуре 230 С:
2.3. Определение температуры горения газовых смесей.
где ri – объемная доля каждого компонента газа;
Qнi, Qвi – высшая и низшая теплоты сгорания каждого компонента газа.
Теплоёмкости
компонентов, входящих в состав газа при
- метан
- этан
- пропан
- бутан
- сероводород
- диоксид углерода
- азот
Теплоёмкость
воздуха при
-
Задаёмся теоретической температурой горения газа 1600 С. При этой температуре теплоёмкости компонентов продуктов сгорания составляют:
- диоксид углерода
- водяные пары
- азот
- кислород
Парциальное давление диоксида углерода в продуктах сгорания составляет:
,
где
давление, при котором находятся продукты
сгорания,
.
Парциальное давление водяного пара в продуктах сгорания составляет:
Степень
диссоциации диоксида углерода при
температуре 1600 С
и парциальнм давление 0,0091 МПа
,
степень диссоциации водяного пара
.
Определяем теоретическую температуру горения:
Отклонение полученного значения от принятого составляет:
Задаёмся теоретической температурой горения газа 2000 С. При этой температуре теплоёмкости компонентов продуктов сгорания составляют:
- диоксид углерода
- водяные пары
- азот
- кислород
Степень диссоциации
диоксида углерода при температуре 2000
С
и парциальнм давление 0,0091 МПа
,
степень диссоциации водяного пара
.
Отклонение полученного значения от принятого составляет:
Действительная температура горения – это максимальная температура, которая достигается в реальных условиях в наиболее нагретой точке факела.
,
где
- пирометрический
коэффициент.
2.4. Определение пределов воспламенения газовых смесей.
Верхний предел воспламеняемости.
Нижний предел воспламеняемости.
Верхний предел воспламеняемости с учётом балласта.
,
где
- суммарная объемная доля балластных
примесей.
Нижний предел воспламеняемости с учётом балласта.
Величина коэффициента избытка воздуха, соответствующая верхнему и нижнему пределам воспламеняемости газовоздушной смеси:
Максимальное давление, возникающее при взрыве газовоздушных смесей:
,
где Р0 – начальное абсолютное давление газовоздушной смеси до взрыва, МПа; - коэффициент объёмного расширения газов, =1/273; tК(Т) - калориметрическая или теоретическая температура горения, оС.