Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекции не вошло.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
478.72 Кб
Скачать

10.6.2. Расчеты горения топлива

10.6.2.1. Теплота сгорания топлива

Одной из основных характеристик любого вида топлива является теплота сгорания этого топлива, т.е. то количество теплоты, которое может быть получено при полном сгорании единицы массы или объема топлива. Полным сгоранием называется такое, при котором горючие компоненты C, H и S полностью окисляются кислородом. Теплоту сгорания твердого и жидкого топлив относят к одному килограмму, а газового - к одному кубическому метру при нормальных условиях.

Различают теплоту сгорания топлива высшую Qвр и низшую Qнр. Различие между ними состоит в том, что в высшую теплоту сгорания топлива входит количество теплоты, которое может быть выделено при конденсации водяных паров, находящихся в продуктах сгорания топлива, а в низшую теплоту сгорания это количество теплоты не входит.

Водяные пары в дымовых газах образуются за счет испарения влаги самого топлива, при сгорании водорода, находящегося в топливе, и влаги, входящей в состав воздуха, который используют в качестве окислителя горючих компонентов топлива.

Теплота конденсации одного килограмма водяного пара при атмосферном давлении составляет примерно 2500 кДж/кг. Количество водяных паров в рабочем топливе равно Wр/100. При сгорании одного килограмма водорода получается девять килограмм водяных паров (H2 + 0,5 O2 = H2O). Следовательно, теплоту конденсации водяных паров определяют из формулы

Wр Hр

2500 ( ---- + 9 ---- ) = 25 Wр + 225 Hр (99)

100 100

тогда

Qнр = Qвр - 225 Hр - 25 Wр = Qвр - 25 (9*Hр + Wр) (100)

Теплоту сгорания сухого газа определяют по объемному составу, в процентах, и известной теплоте сгорания компонентов равной тепловым эффектам реакций их взаимодействия с кислородом, приведенных в таблице 19.

Низшая теплота сгорания, кДж/м3, составит

Qнр = 358,58 CH4 + 591 C2H4 + 638,35 C2H6 + 913,5 C3H8 + 118,77 C4H10 + 146,23 C5H12 + 126,37 CO + 107,97 H2 + 231,87 H2S (101)

где состав газа в процентах.

Если в состав газа входят неизвестные углеводородные компоненты (при условии, что содержание метана известно), то сумму углеводородов условно принимают как содержание этилена C2H4 и теплоту сгорания рассчитывают по формуле, аналогичной вышеприведенному уравнению. Для сравнения различных видов топлива по их тепловому эффекту и облегчения планирования топливных ресурсов введено понятие об условном топливе, теплота сгорания которого принята равной 29300 кДж/кг(м3). Отношение Qнр данного топлива к Q условного топлива называется топливным эквивалентом, обозначаемым буквой Э. Тогда для пересчета расхода натурального Вн в условное Вут достаточно величину Вн умножить на Э, т.е.

Вут = Вн * Э = Вн * Qнр/Qут (102)

10.6.2.2. Материальный баланс горения топлива

Материальный баланс горения различных видов топлива составляется для определения расхода воздуха, идущего на горение, а также для определения количества продуктов сгорания, образующихся в результате горения топлива. Горючие вещества топлива взаимодействуют с кислородом воздуха в определенном количественном соотношении. Расход кислорода и количество получающихся продуктов сгорания рассчитывают по стехиометрическим уравнениям горения, которые записывают для одного киломоля каждой горючей составляющей.