2.3. Расчет энтальпии воздуха и продуктов сгорания.
Количество теплоты, содержащееся в воздухе или продуктах сгорания, называют энтальпией (теплосодержанием) воздуха или продуктов сгорания.
Энтальпии воздуха и продуктов сгорания рассчитывается на 1 м3 сухого газообразного топлива при нормальных условиях (101,3 кПа и 0 °С). Значения энтальпии рассчитываются в заданном интервале температур.
Расчет энтальпий продуктов сгорания производится при действительных коэффициентах избытка воздуха после каждой поверхности нагрева.
Определение энтальпий воздуха и продуктов сгорания производится в следующей последовательности:
Вычисляется энтальпия теоретического объема воздуха
для всего выбранного диапазона
температур, кДж/м3.
,
(11)
где
– теоретический объём воздуха, необходимый
для сгорания 1м3
газа,
-
средняя теплоемкость воздуха, кДж/(м3°С),
-
температура дымовых газов, °С,
Определяется энтальпия теоретического объема продуктов сгорания для всего выбранного диапазона температур, кДж/м3.
(12)
-
энтальпия продуктов сгорания, кДж/м3;
кДж/кг;
-
объем трехатомных газов, м 3/м3;
м3/кг;
-
теплоемкость трехатомных газов, кДж/(м3.о
С);
-
теоретический объем азота, м3/м3;
м3/кг;
-
теплоемкость азота, кДж/(м3.
о С);
-
теоретический объем водяных паров,
м3/м3
; м3/кг;
-
теплоемкость водяных паров, кДж/(м3
.К).
Определяется энтальпия избыточного количества воздуха для всего выбранного диапазона температур, кДж/м3.
,
(13)
Определяется энтальпия продуктов сгорания при избытке воздуха α>1
(14)
В уравнениях (11 ) и (12) указаны Св,СRO2,CH2O,CN2 -теплоемкости воздуха, трехатомных газов, водяных паров и азота при постоянном давлении, кДж/(м3 оС); их значения приведены в [1]. В формуле (15) указана Cзл -теплоемкость золы, кДж/(кг оС), которая также берется из [1].
Расчеты ведем при условии отсутствия химической неполноты сгорания топлива или при наличии незначительной химической неполноты горения.
Средние теплоемкости воздуха и газов приведены в таблице 4.
Результаты расчетов сводим в таблицу 5.
Таблица 3
Средние теплоемкости, кДж/(м3 оС) воздуха, газов и золы при температуре от 0 до 2100 оС.
, оС |
св |
сRO2 |
|
cH2O |
cз |
100 |
1,300 |
1,700 |
1,296 |
1,505 |
0,810 |
200 |
1,307 |
1,787 |
1,300 |
1,522 |
0,850 |
300 |
1,317 |
1,863 |
1,307 |
1,542 |
0,880 |
400 |
1,329 |
1,930 |
1,316 |
1,565 |
0,903 |
500 |
1,343 |
1,989 |
1,328 |
1,590 |
0,920 |
600 |
1,356 |
2,041 |
1,340 |
1,615 |
0,937 |
700 |
1,371 |
2,088 |
1,356 |
1,641 |
0,949 |
800 |
1,384 |
2,131 |
1,367 |
1,668 |
0,961 |
900 |
1,398 |
2,169 |
1,380 |
1,696 |
0,976 |
1000 |
1,410 |
2,204 |
1,392 |
1,723 |
0,987 |
1100 |
1,421 |
2,241 |
1,403 |
1,750 |
1,000 |
1200 |
1,433 |
2,264 |
1,414 |
1,777 |
1,008 |
1300 |
1,443 |
2,290 |
1.425 |
1,803 |
1,050 |
1400 |
1,458 |
2,314 |
1,435 |
1,828 |
1,134 |
1500 |
1,462 |
2,335 |
1,444 |
1,853 |
1,160 |
1600 |
1,471 |
2,356 |
1,453 |
1,876 |
1,176 |
1700 |
1,479 |
2,374 |
1,461 |
1,900 |
1,218 |
1800 |
1,487 |
2,391 |
1,469 |
1,921 |
1,218 |
1900 |
1,494 |
2,417 |
1,476 |
1,942 |
1,260 |
2000 |
1,501 |
2,422 |
1,483 |
1,963 |
1,260 |
2100 |
1,544 |
2,444 |
1,494 |
1,988 |
1,260 |
Таблица 4