Розділ 2
2.1 Матеріальний баланс процесу згорання. Об'єми повітря і продуктів згорання.
1.Складаємо матеріальний баланс процесу згорання 1кг палива, визначаемо об'єм газоподібних продуктів згорання, знаходимо теоретичний і дійсний об'єми повітря для горіння.
2. Розрахуваемо повний об'єм димових газів, що утворилися.
Розрахунок
1.Коефіціент перерахунку К:
;
k=1-0,007-0,005=0,988.
2.Вміст елементів у робочій масі палива:
Вуглець
=
=0,865*0,988=0,854;
Водень
=
;
Сірка
;
Кисень
;
Азот
.
3.
Приведений вуглець
:
;
4.
Нижча робоча теплота згорання палива
,
кДж/кг:
;
=
44544 кДж/кг.
5.Теоретично
необхідний об’єм
повітря
,
:
;
6.Дійсний об’єм вологого повітря Vвл , %:
Vвл
=
;
Vвл = 1,07*10,87*(1+0,00161*10)=11,8 .
де α – коефіцієнт надлишку повітря, рівний для допоміжних котлів, що
працюють на номінальному режимі, 1,05 – 1,3.
7.Об'єм трьохатомних газів VR2O :
;
де
=
+0,386
– приведений вуглець
палива.
8.Об'єм вільного кисню VO2 :
*
;
9.Об'єм азоту VN2 :
;
10.Об'єм водяної пари VH2O :
+
)
11.Об'єм сухих газівVсг, :
12.Повний об'єм продуктів згорання Vпс :
=
+
;
де
– об’єм азоту;
– об'єм водяної пари;
– об'єм
трьохатомних газів;
– об'єм
двоатомних газів.
13.Об'ємна
частка трьохатомних газів
:
;
14.Об'ємна
частка водяної пари
:
;
=
15.Сумарна
об'ємна
частка
газів і
пари
:
;
16.Парціальний
тиск трьохатомних газів
,
МПа:
;
17.Парціальний
тискводяної пари
, МПа :
;
18.Сумарний
тиск Рп,
МПа:
+
;
МПа.
19.Щільність
димових
газів при
HY
:
HY
=(1-
HY
=1,18
.
де – щільність продуктів згорання при НУ, кг/м3.
Тиск газів в топці Рт приймається рівним 0,102 МПа.
2.2 Побудова діаграми «ентальпія – температура» продуктів згоряння
1.Використовуючи дані, отримані у першій частині, будуемо діаграму І – t продуктів згорання 1 кг палива в інтервалі температур 0 – 2200 °С.
2. Знаходимо масу продуктів згорання, що утворилися в результаті згоряння 1 кг палива.
Розрахунок
Ентальпія продуктів згорання, що є сумішшю різних газів,
визначається як сума добутків теплоємностей окремих складових на їх об'єми
і температуру суміші. Таким чином ентальпія дійсного об'єму продуктів
згорання одного кілограма палива, що згорає з коефіцієнтом надлишку
повітря α > 1, рівна, кДж/кг:
де СRO2, CN2, CH2O, CO2.– середні об'ємні ізобарні теплоємності відповідних газів, кДж/(м3 °С).
Ентальпія продуктів згорання розраховується по формулі в інтервалі температур 0 – 2200°С з кроком Δt рівним 100 – 200 °С.
t, |
кДж/кт |
кДж/кт |
кДж/кт |
кДж/кт |
I, кДж/кт |
mm |
100 |
268,6 |
1179 |
20 |
150,5 |
1617,3 |
6,5 |
200 |
882,58 |
2364,18 |
40 |
304,6 |
3273,4 |
13,1 |
300 |
564,6 |
3565,38 |
61 |
462,6 |
4971,5 |
19,8 |
400 |
1219,7 |
4790,24 |
82,68 |
626,4 |
6719,7 |
26,8 |
500 |
1570,5 |
6038 |
104,75 |
794,5 |
8507,7 |
34 |
600 |
1934 |
7316,4 |
127,53 |
1334,4 |
10346,2 |
41,4 |
800 |
2693,3 |
9952 |
174 |
1722 |
14153,46 |
56,6 |
1000 |
3523,4 |
12658,1 |
221,7 |
2119,2 |
19125,2 |
72,5 |
1200 |
3841,8 |
15441 |
270 |
2626 |
21671,88 |
86,8 |
1400 |
5116,3 |
18269,16 |
319 |
3001,6 |
26331,06 |
105,3 |
1600 |
5953,4 |
21141,12 |
369,6 |
3458 |
30465,75 |
121,8 |
1800 |
6800 |
24046 |
419,58 |
3924 |
34723,22 |
138.9 |
2000 |
7653.5 |
26972,4 |
470,7 |
4400 |
39020,6 |
156,1 |
2200 |
8648,28 |
29929,9 |
522,39 |
522,39 |
43100,52 |
172,4 |
