1.3. Розрахунок ентальпії повітря і продуктів згоряння

Кількість теплоти, що міститься в повітрі або продуктах згорання називають тепловмістом (ентальпією) повітря або продуктів згорання. Розрахунок ентальпій продуктів згорання проводиться при дійсних коефіцієнтах надлишку повітря після кожної поверхні нагріву (значення коефіцієнтів надлишку повітря після поверхні нагріву вибираються з таблиці 1). Розрахунок слід проводити для всього можливого діапазону температур після поверхонь нагріву, оскільки температури ці невідомі. У наступних розрахунках при використанні значень ентальпії допускається лінійна інтерполяція в інтервалі температур 100 К. Тому при розрахунках ентальпії інтервал температур має бути не більше 100 К.

Визначення ентальпій повітря і продуктів згоряння проводиться в такій послідовності:

1. Обчислити ентальпію теоретичного об'єму повітря для всього вибраного діапазону температур (100-2200 ⁰С):

де - ентальпія 1 м³ повітря визначається за табл. XIII [1 с.179], табл. ХІV [2 с.153]; - теоретичний об’єм повітря, необхідний для горіння (табл. 1).

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

2100

2200

2. Обчислити ентальпію теоретичного об’єму продуктів згоряння (α=1) для усього вибраного діапазону температур:

де - ентальпії 1 м³ вуглекислого газу, азоту і водяної пари, які визначаються за табл. XIII [1 с.179], табл. ХІV [2 с.153]; - теоретичні об’єми трьохатомних газів, азоту і водяної пари (табл. 1).

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

2100

2200

3. Обчислити ентальпію продуктів згоряння при коефіцієнті надлишку повітря α>1 для всього вибраного діапазону температур:

До ентальпії димових газів необхідно додавати ентальпію золи, яка розраховується за формулою:

де - ентальпія 1 кг золи, що знаходиться за табл. XIII [1 с.179], табл. ХІV [2 с.153]; - частка золи палива, яка виноситься газами, вибирається за табл. XVII-XIX, XXI [1 с.200-202], табл. XIV [2 с.153].

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Таким чином, ентальпію продуктів згоряння обчислюють за формулою:

Паливня

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

2100

2200

Конвективні і ширмові поверхні

500

600

700

800

900

1000

1100

Результати розрахунку ентальпії продуктів згоряння по газоходу котлоагрегату зводять в таблицю 2. Температура газів в паливні 900-2200⁰С, в пароперегрівнику – 500-1100⁰С, в економайзері – 300-700⁰С, в повітропідігрівнику – 100-400⁰С.

Дані таблиці 2 дають змогу під час наступних розрахунків за температурою продуктів згоряння обчислити їх ентальпію:

або навпаки, за ентальпією продуктів згоряння – їх температуру:

При цьому виконують лінійну інтерполяцію в інтервалі температури 100К. - ентальпії, що відповідають більшій і меншій температурі необхідного інтервалу, що наводиться в табл. 2; - температура для якої необхідно знайти ентальпію ⁰С; - температура, що відповідає меншій ентальпії необхідного інтервалу ⁰С; - ентальпія, за значенням якої визначається температура.

Інший шлях встановлення необхідної температури або ентальпії за даними таблиці 2 полягає в побудові діаграми в координатах І-t.

Таблиця 2

Ентальпія повітря та продуктів горіння в поверхнях нагріву

t, 0С	, кДж/кг	, кДж/кг	, кДж/кг
				паливня	конвективні і ширмові поверхні
100	1382,3	1548,9	0,01	-	-
200	2782,1	3133,4	0,02	-	-
300	4208,1	4760,2	0,04	-	-
400	5660,4	6437,3	0,05	-	-
500	7147,7	8159,5	0,06	-	9088,76
600	8669,98	9910,9	0,08	-	11038,08
700	10236	11713,3	0,09	-	13044,07
800	11810,8	13568,4	0,1	-	15103,9
900	13385,5	15464,8	0,12	16803,47	17205,04
1000	15004,1	17385	0,13	18885,54	19335,66
1100	16666,3	19311,9	0,15	20978,68	21478,67
1200	18328,6	21251,2	0,16	23084,22	-
1300	19990,8	23236,6	0,19	25235,77	-
1400	21696,8	25263	0,22	27432,9	-
1500	23402,8	27266,4	0,24	29606,92	-
1600	25108,8	29304,3	0,26	31815,44	-
1700	26814,8	31354,6	0,28	34036,36	-
1800	28520,8	33410,7	0,3	36263,08	-
1900	30270,6	35501,3	0,32	38528,68	-
2000	32020,3	37575,4	0,34	40777,77	-
2100	33770,1	39678,4	-	43055,41	-
2200	35519,8	41787,1	-	45339,08	-