Теоретический и действительный объемы продуктов сгорания

Состав продуктов сгорания при сжигании 1 кг твердого или жидкого топлива или 1 м³ газа:

.

Все продукты сгорания можно разделить на три группы:

I группа – продукты полного окисления горючих элементов – сухие трехатомные газы ( ) и водяные пары ( ). Объем сухих трехатомных газов обозначается , объем водяных паров .

Теоретический объем сухих трехатомных газов в продуктах сгорания жидкого и твердого топлива:

, ,

где - содержание углерода в рабочей массе топлива, %; - содержание летучей серы в рабочей массе топлива, %.

Теоретический объем водяных паров в продуктах сгорания жидкого и твердого топлива:

,

где - содержание водорода в рабочей массе топлива, %; - влагосодержание в рабочей массе топлива, %; - теоретический объем воздуха, .

Теоретический объем сухих трехатомных газов в продуктах сгорания газообразного топлива:

,

где - процентное содержание компонентов топлива, %; m- число атомов углерода; n – число атомов водорода.

Теоретический объем водяных паров в продуктах сгорания газообразного топлива:

,

где - влагосодержание газообразного топлива, ;

II группа – 2-х атомные газы ( ). Их объем обозначается .

Теоретический объем азота в продуктах сгорания жидкого и твердого топлива:

,

где - содержание азота в рабочей массе топлива, %.

Теоретический объем азота в продуктах сгорания газа:

.

III группа – продукты неполного сгорания топлива ( ).

Теоретический объем продуктов сгорания определяется по формуле:

В связи с тем, что в топку подается избыточный воздух (который не участвует в процессе горения), объем продуктов сгорания увеличивается. Увеличение происходит за счет двухатомных газов . Теоретический объем трехатомных газов остается неизменным. Следовательно, действительный объем сухих двух- и трехатомных газов при полном сгорании определяется по формуле:

, , .

Действительный объем водяных паров:

, , .

Суммарный объем продуктов сгорания топлива:

, , .

Объем продуктов сгорания определяется для выполнения следующих расчетов:

1. определение скорости движения продуктов сгорания по газоходам;

2. определение необходимого количества тепла для выработки необходимого объема пара заданных параметров;

3. определение производительности дымососов;

4. расчет и выбор дымовой трубы.

Теоретическая и действительная энтальпия воздуха и продуктов сгорания

Количество теплоты, содержащееся в воздухе или продуктах сгорания, называют энтальпией (теплосодержанием). Энтальпия воды и водяного пара обознается , энтальпия продуктов сгорания и воздуха .

Энтальпия действительного количества воздуха, необходимого для горения, определяется по формуле:

, или

где - коэффициент избытка воздуха; - энтальпия теоретического количества воздуха, или ;

Энтальпия теоретического количества воздуха, необходимого для горения, определяется по формуле:

, или ,

где - удельная теплоемкость воздуха, ; - температура воздуха, ºС.

Температура воды и пара обозначается t , а температура воздуха и продуктов сгорания .

Энтальпия действительного объема продуктов сгорания определяется по формуле:

, или ,

где - энтальпия теоретического объема продуктов сгорания при температуре , или ; - энтальпия избыточного воздуха в продуктах сгорания при температуре ,

или .

Энтальпия теоретического объема продуктов сгорания при температуре :

,

где - энтальпии трехатомных газов, азота и водяных паров (см.табл.1.3. или табл. 3-4 учеб).

Энтальпия избыточного воздуха в продуктах сгорания при температуре :

,

где - коэффициент избытка воздуха после соответствующего газохода котла; - энтальпия воздуха (см.табл.1.4. или табл. 3-4 учеб).

Табл.1.4.

Энтальпия воздуха и газообразных продуктов сгорания ( ) и золы ( )

, ºС
100	170,5	130,2	132,3	151,2	132,7	81,1
200	358,7	260,8	268,0	305,3	267,1	169,7
300	560,7	393,1	408,2	464,1	404,0	264,6
400	774,5	528,4	552,7	628,3	543,5	361,2
500	999,6	666,1	701,4	797,2	686,3	459,9
600	1226,4	806,4	852,6	970,2	832,4	562,0
700	1465,8	949,2	1008,0	1150,8	982,8	664,4
800	1709,4	1096,2	1163,0	1339,8	1134,0	769,4
900	1957,2	1247,4	1323,0	1528,8	1285,2	877,8
1000	2209,2	1398,6	1482,6	1730,4	1440,6	987,0
1100	2465,4	1549,8	1642,2	1932,0	1600,2	1100,4
1200	2725,8	1701,0	1806,0	2137,8	1759,8	1209,6
1300	2986,2	1856,4	1969,8	2352,0	1919,4	1365,0
1400	3250,8	2016,0	2133,6	2566,2	2083,2	1587,6
1500	3615,4	2171,4	2301,6	2788,8	2247,0	1764,0
1600	3780,0	2331,0	2469,6	3011,4	2410,8	1881,6
1700	4048,8	2490,6	2637,6	3238,2	2574,6	2070,6
1800	4317,6	2650,2	2805,6	3469,2	2738,4	2192,4
1900	4586,4	2814,0	2977,8	3700,2	2906,4	2394,0
2000	4859,4	2973,6	3150,0	3939,6	3074,4	2520,0
2100	5132,4	3137,4	3318,0	4174,8	3242,4	-
2200	5405,4	3301,2	3494,4	7774,4	3410,4	-

Энтальпия золы:

,

где - доля золы топлива в уносе; - удельная теплоемкость золы, .

Для промышленных котлов, использующих топливо с невысокой зольностью, энтальпия золы мала и при расчетах может не учитываться.

Расчет энтальпий продуктов сгорания необходим для построения диаграммы (см.рис. 1.6.)

ПР 2, ПР 3

Зачет по теме 1.1.2.