1. Расчеты процесса горения

Характеристики процесса горения определяют для достижения следующих целей:

- получение данных для расчета и оценки аэродинамического сопротивления трубопроводов подачи воздуха к топливосжигающим устройствам. Эти данные необходимы для подбора дутьевых средств – вентиляторов, воздуходувок, инжекторов и т.п.;

- получение данных для расчета дымовых каналов, предназначенных для удаления из рабочего пространства печи или теплового агрегата продуктов горения топлива, и определения газодинамического сопротивления на пути движения продуктов горения. Эти данные обычно используются для выбора и расчета дымовых труб, дымососов, эжекторов, обеспечивающих эвакуацию продуктов горения в атмосферу или в установки улавливания пыли, обезвреживания и утилизации газовых компонентов;

- получение данных о составе продуктов горения, необходимых для расчета тепло – и массообменных процессов в рабочем пространстве металлургических печей и других высокотемпературных тепловых агрегатах;

- получение данных о теплоте сгорания топлива. Эти данные используются в расчетах тепловых балансов процесса горения;

- получение данных о температуре горения топлива для анализа условий, обеспечивающих реализацию металлургических технологий;

- получение данных для определения путей коррекции температур горения за счет применения смесей различных видов топлива, нагретых газовых сред (воздуха и газа) или организации рециркуляции продуктов горения.

Основу расчета процесса горения топлива составляют законы сохранения веществ и энергии, а выражения, которые используются для расчетов, получены в результате решения уравнений материальных и тепловых балансов процессов горения топлива. Все расчеты, служащие достижению перечисленных выше целей, могут быть выполнены по данным элементарного анализа участвующих в процессах горения веществ на основании стехиометрических соотношений соответствующих химических реакций горения этих веществ.

Методики расчета процесса горения любого вида топлива предназначены для определения основных характеристик этого процесса. Такими характеристиками являются:

1. Объем кислорода, необходимый для полного окисления горючих компонентов топлива в соответствии с реакциями горения – ;

2. Теоретические расходы (α = 1,0) сухого L_α и влажного воздуха, учитывающие степень обогащения его кислородом;

3. Практические расходы (α > 1,0) сухого L_α и влажного воздуха, учитывающих условия сжигания топлива при конкретном коэффициенте избытка воздуха;

4. Выход и состав продуктов горения при теоретических (α = 1,0) и практических (α > 1,0) условиях сжигания топлива;

5. Теплота сгорания топлива, состав которого соответствует рабочему состоянию;

6. Теоретические и балансовые температуры горения.

Перечисленные характеристики позволяют решать многие задачи использования топлива в металлургии. Для некоторых, наиболее часто встречающихся, задач в следующих разделе приведены примеры расчетов горения различных видов топлива и их смесей.

Закон сохранение энергии использован при расчете температур горения того или иного вида топлива.

Исходными данными для расчетов процесса горения являются вид топлива, конструкции топливосжигающего устройства, влияющая на выбор величины коэффициента избытка воздуха и допустимого топлива, а также температуры подогрева воздуха и топлива.