- •1. Основные положения
- •§ 1. Предмет технической
- •§ 2. Термодинамическая система.
- •Лекция 2
- •§ 1. Уравнения состояния идеальных
- •§ 2. Газовые смеси
- •Лекция 3 теплоемкость газов
- •§ 1. Истинная и средняя теплоемкости
- •§ 2. Изобарная и изохорная
- •1. Значения молярных теплоемкостей и коэффициента k в зависимости от атомности
- •§ 3. Теплоемкость газовых смесей
- •Лекция 4 первый закон термодинамики
- •§ 1. Термодинамический процесс
- •§ 2. Работа расширения газа
- •§ 3. Теплота
- •§ 4. Первый закон термодинамики
- •Лекция 5 термодинамические процессы в газах
- •§ 1. Метод исследования
- •§ 2. Изохорный процесс
- •§ 3. Изобарный процесс
- •§ 4. Энтальпия газа
- •§ 5. Изотермический процесс
- •§ 6. Адиабатный процесс
- •§ 7. Политропный процесс
- •§ 8. Анализ политропных процессов
- •2. Результаты анализа политропных процессов
- •Лекция 6 второй закон термодинамики
- •§ 1. Круговые процессы
- •§ 2. Прямой обратимый цикл карно
- •§ 3. Обратный обратимый цикл карно
- •§ 4. Сущность и формулировки
- •§ 1. Общие понятия об идеальных циклах
- •§ 2. Циклы газотурбинных установок
- •§ 3. Термодинамические основы работы
- •Лекция 8 водяной пар
- •§ 1. Основные понятия и определения
- •§ 3. Основные термодинамические
- •Лекция 9 циклы паросиловых установок
- •§ 1. Цикл карно для водяного пара
- •§ 2. Цикл ренкина
- •§ 3. Влияние основных параметров пара
- •Лекция 10 влажный воздух
- •§ 1. Физические свойства
- •Лекция 11 основы теплообмена план
- •1. Теплопроводность
- •§ 1. Основные понятия и определения
- •§ 2. Закон фурье
- •§ 3. Частные случаи теплопроводности
- •Лекция 12 конвективный теплообмен. Теплообмен излучением
- •§ 1. Общие понятия
- •§ 2. Особенности теплоотдачи
- •§ 3. Основные понятия
- •§ 4. Некоторые задачи
- •Лекция 13 теплопередача. Сновы расчета теплообменных аппаратов
- •§ 1. Теплопередача через плоскую стенку
- •§ 2. Теплопередача через цилиндрическую стенку
- •§ 3. Интенсификация теплопередачи.
- •§ 4. Теплообменные аппараты
- •Лекция 14 топливо и основы теории процессов горения
- •14. Энергетическое топливо
- •§ 1. Классификация топлива
- •§ 2. Состав топлива
- •3. Общая классификация топлив
- •§ 3. Теплота сгорания топлива.
- •§ 4. Теплотехническая характеристика
- •§ 5. Характеристика отдельных
- •Лекция 15 основы процесса горения топлива
- •§ 1. Сущность процесса горения топлива
- •§ 2. Определение необходимого
- •§ 3. Объем и состав продуктов сгорания
- •§ 4. Энтальпия и теплоемкость
- •4. Численные значения энтальпий составляющих продуктов сгорания и воздуха при различных температурах
Лекция 15 основы процесса горения топлива
Горение топлива – это окисление его горючих элементов кислородом с выделением значительного количества теплоты.
§ 1. Сущность процесса горения топлива
В зависимости от скорости горения различают нормальное горение и взрывное. Скоростью горения называется скорость распространения пламени. При нормальном горении скорость распространения пламени, как правило, не превышает 20…30 м/с, а при взрывном горении – 2000…3500 м/с. Для того чтобы топливо начало гореть, необходимо поднять его температуру (0С) до температуры воспламенения:
каменный уголь |
–500…650 |
|
природный газ |
–800 |
бурый уголь, дрова |
–620…700 |
|
водород |
–800…850 |
торф (сухой) |
–500…650 |
|
метан |
–1080 |
кокс, антрацит |
–920…970 |
|
этан |
–860 |
керосин |
–650 |
|
окись углерода |
–890 |
бензин |
–690 |
|
ацетилен |
–600…770 |
бензол |
–800 |
|
генераторный газ |
–800 |
Интенсивность горения в значительной степени зависит от концентрации веществ и их температуры. Чтобы обеспечить непрерывность горения, необходимо поддерживать температуру горения не ниже температуры воспламенения.
Различают полное и неполное горение. При полном горении горючие компоненты топлива окисляются кислородом до тех пор, пока все составляющие продуктов горения не способны гореть дальше. Например, полное горение углерода и водорода может быть представлено следующими реакциями:
C + O2 = CO2 + 33 900 кДж/кг углерода;
(186)
2H2 + O2 = 2H2O + 125 500 кДж/кг водорода.
Конечные продукты сгорания углерода и водорода – углекислый газ и вода.
При неполном горении остаются продукты способные при наличии кислорода и далее гореть с выделением теплоты.
Например, неполное горение углерода может быть представлено по реакции:
2C + O2 = 2CO + 9900 кДж/кг углерода. (187)
Таким образом, при полном горении теплоты выделяется в 3 раза больше, чем при неполном. Поэтому следует добиваться, чтобы сгорание топлива в котельных установках было полным. Главным условием этого является подвод к топливу такого количества кислорода, чтобы его было достаточно для полного окисления горючих элементов. Это было бы возможно при идеальном смешивании топлива и кислорода воздуха, подводимого в зону горения. Причем кислорода при этом было бы столько, сколько требуется по реакции горения, то есть теоретически необходимое его количество.
Однако на практике в этом случае не удается достигнуть полного сгорания топлива. Поэтому процесс горения ведется с некоторым избытком воздуха.
Отношения действительного количества воздуха (д), расходуемого для сжигания топлива, к теоретически необходимому (т) называется коэффициентом избытка воздуха ().
На практике принимают ориентировочно следующие значения для различных топлив: для пылевидного и газообразного топлива – 1,03…1,16, для жидкого топлива (мазут) – 1,2…1,25, для твердого топлива – 1,3…1,65.