Энтальпия воздуха и продуктов сгорания

Расчет энтальпий продуктов сгорания необходим для определения тепловосприятия поверхностей нагрева и изменения теплосодержания газового потока. При теплотехнических расчетах принято удельную энтальпию продуктов сгорания, как и удельные объемы, определять для объема газов, получившегося при сгорании 1 кг или 1 м³ топлива. Обычно это значение энтальпии обозначают буквой Н и выражают в кДж/кг или кДж/м³ . Так как теплоемкости газов в составе продуктов сгорания различны, то энтальпии компонентов дымовых газов подсчитывают отдельно.

Энтальпия продуктов сгорания (кДж/кг, кДж/м³) 1 кг твердого, жидкого или 1 м³ газообразного топлива определяется как сумма энтальпий продуктов сгорания I_г^о при aт = 1, избыточного воздуха I_В^о (aт -1) и золы I_З , т. е.

Энтальпия газообразных продуктов сгорания (кДж/кг, кДж/м³) при aт = 1 и температуре газов q, °С определяется по формуле:

где V^о_RO2, V^о_N2, V^о_H2O — теоретические объемы продуктов сгорания топлива, м³/кг (м³/м³); (cq)_cо2, (сq)_N2, (сq)_H2O — энтальпия углекислоты, азота и водяных паров соответственно, кДж/м³ (теплоемкость, умноженная на температуру).

Энтальпия воздуха (кДж/кг, кДж/м³) при aт = 1 и температуре q, °С определяется по формуле:

или

где V⁰ — теоретический объем воздуха, м³/кг (м³/м³); (сq)_В — энтальпия воздуха, кДж/м³; Св – теплоемкость воздуха, м^3.оС при его температуре t_В, ^оС.

Энтальпия золы (кДж/кг) определяется по формуле:

где А^р – зольность на рабочую массу; а_УН — доля золы топлива, уносимой продуктами сгорания; (сq)_З — энтальпия золы, кДж/кг.

Значения энтальпий продуктов полного сгорания топлива, воздуха и золы приведены в таблице и определяет.

Iq-диаграмму строят следующим образом: задают несколько значений температуры горения топлива в и вычисляют для них энтальпии продуктов сгорания. Затем, выбрав масштабы температур и энтальпий в прямоугольной системе координат, по точкам проводят прямую I=f(q). По Iq-диаграмме находят теоретическую температуру горения топлива в топке котла.

Рисунок 1.10 – Iq-диаграмма для продуктов сгорания

Контрольные вопросы:

1. Как рассчитывается расход воздуха, необходимый для полного сгорания 1 кг углерода, водорода, серы?

2. Дайте определение коэффициенту избытка воздуха.

3. Понятие гомогенного и гетерогенного процесса.

4. Понятие экзотермической и эндотермической реакции.

5. Из каких компонентов состоят продукты полного сгорания топлива?

6. Продукты неполного горения.

7. Определение энтальпии продуктов сгорания.