Порядок выполнения работы. Расчет расхода окислителя и выход продуктов полного сгорания газообразного топлива.

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 d_в=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 О_в, 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

1. Что называется топливом?
2. Что называется теплотворной способностью топлива?
3. чем отличается высшая теплота сгорания от низшей?
4. Что называется условным топливом и для чего ввели данное понятие?
5. Что называется балластом топлива и как он влияет на теплотворную способность топлива?
6. Что называется коэффициентом избытка воздуха и как он влияет на эффективность использования топлива?
7. Какие составляющие элементы топлива обуславливают его теплотворную способность?
8. Расскажите о стадиях горения твердого топлива.
9. Особенности горения жидкого топлива.