Расчет горения газообраз. Топлива.
В изолированных, как и совместных параллельных и последовательных реакциях, исходные вещества вступают в химические соединения, и образуют новые продукты в определенных, так называемых стехиометрических соотношениях (закон кратных отношений Дальтона).
Согласно этому закону горючие составляющие топлива вступают в химическое реагирование с кислородом в определенном количественном соотношении. Расход кислорода и количество образующихся продуктов сгорания определяются из стехиометрических уравнений горения, записанных для одного моля каждого горючего составляющего.
Теоретически необходимое количество кислорода для сжигания 1 кг твердого или жидкого топлива м3/кг:
,
где Cр; Sрор+к; Hр; Ор — соответственно
массовое содержание углерода, серы,
водорода и кислорода в топливе, %; —
плотность кислорода, кг/м3.
Устройство для сжигания
Газовые горелки можно разбить на две основные группы: горелки с принудительной подачей газа и воздуха и инжекционные, куда газ (реже воздух) подается под большим давлением и, выходя из сопла с большой скоростью, подсасывает (инжектирует) требуемое для горения количество воздуха (или соответственно газа). В горелках с принудительной подачей газ и воздух подаются под давлением 75—250 мм вод. ст., при этом воздух обычно под несколько большим давлением. В горелке низкого давления конструкции института Теплопроектгаз и воздух, выходя со значительной скоростью (порядка 15—30 м/сек), перемешиваются.
Расчет горения твердого топлива
Устройство для сжигания Топка для твердого топлива представляет собой камеру, футерованную огнеупорным кирпичом и отделенную порогом от рабочего пространства печи. Топливо забрасывается в топку через загрузочное окно на колосниковую решетку, а воздух для горения подается снизу под колосниковую решетку в зольник. В промышленных печах для сжигания угля применяют чаще всего топки с горизонтальной колосниковой решеткой, выкладываемой из стальных брусков с зазором между ними.
Расчет горения жидкого топлива
Устройство для сжигания В качестве жидкого топлива применяют главным образом мазут. Жидкое топливо сжигается в распыленном состоянии. Чем лучше распыляется мазут, т. е. чем меньше капли, тем лучше он перемешивается с воздухом и быстрее происходит его сгорание. В связи с этим при хорошем распылении сжигание жидкого топлива в высокотемпературных печах часто производят непосредственно в рабочем пространстве без топки. В низкотемпературных печах и печах, где требуется равномерное распределение температуры в рабочем пространстве (например, термических), устраивают для полного сгорания топлива небольшие форкамеры или подподовые топки. Распыление мазута производят посредством форсунок.
Аэродинамический расчет су
Влажное состояние материала в процессе сушки
Кинетика (скорость) сушки
Процесс сушки – это сложный комплекс явлений теплообмена, происходящих в системе "влажный материал – воздух". Здесь явление теплообмена связано с затратами тепла для превращения влаги в пар, для преодоления энергии связи влаги с материалом. В процессе сушки происходит перемещение влаги внутри материала от центральных слоев к поверхности материала (внутренняя диффузия) и испарение влаги с поверхности материала во внешнюю среду (внешняя диффузия).
Количество тепловой энергии, передаваемой материалу воздухом путем теплопередачи, Вт
Q = F´d´(tв – tм), где F – поверхность испарения, кв. м;
d – коэффициент теплопередачи, Вт/ кв.м´К;
tв – температура воздуха, К; tм – температура материала, К.
Количество тепловой энергии, Q, отдаваемой воздухом, возрастает с повышением его температуры.
Коэффициент теплоотдачи, d, увеличивается с ростом скорости движения воздуха, омывающего высушиваемое изделие или материал. Температура материала, fм, или поверхности высушиваемого изделия понижается с увеличением скорости движения воздуха и падения атмосферной влажности воздуха. Сушка происходит до тех пор, пока существует разность температур воздуха и материала.
Переход влаги из материала в воздух характеризуется двумя процессами:
1) испарением влаги с поверхности влажного материала и перемещением её в виде пара в окружающую среду;
2) перемещением влаги внутри материала из более глубоких слоёв к поверхности – явление внутренней диффузии.
Эти два процесса взаимосвязаны. Для обеспечения сушки внутренних слоёв материала необходимо обеспечить непрерывное испарение влаги с поверхностных слоёв. Только в этом случае влага из внутренних слоёв материала будет перемещаться к поверхности испарения, то есть необходимо нарушать равновесие, в котором находилась влага в материале. Равновесное состояние влаги в материале обусловлено двумя факторами:
1) равномерностью распределения влаги (градиентом влажности);
2) равномерностью распределения температуры во всех точках по толщине и поверхности материала (градиентом температуры).
Для перемещения влаги в материале необходимо нарушать одно из этих условий или оба.
Источником внутренней диффузии является разность концентрации влаги между поверхностями и внутренними слоями, которая возникает в результате её испарения с поверхностных слоёв. Чем интенсивнее испарение с поверхностных слоёв, тем быстрее внутренняя диффузия и перемещение влаги к поверхностным слоям. Влага перемещается из слоёв с большей концентрацией влаги в слои с меньшей концентрацией. При испарении влаги с поверхностных слоёв влага с внутренних слоёв под действием градиента влажности будет перемещаться к поверхностным.
Интенсивность испарения во многом зависит от состояния воздуха, окружающего материал. Над поверхностью влажного материала образуется пограничный слой воздуха, влажность которого больше, чем влажность окружающего воздуха. Чтобы молекулы пара, находящегося на поверхности материала, могли пройти через этот пограничный слой воздуха, им надо сообщить дополнительную энергию. Эта задача решается благодаря движению воздуха, окружающего поверхность высушиваемого материала. Скорость движения воздуха Vв должна быть не менее 0,5 м/с. Нарушение равенства температур влияет на процесс сушки по-разному: способствует процессу сушки и перемещению влаги из внутренних слоев к поверхностным под действием градиента температур или оказывает сопротивление перемещению влаги.