Порядок расчета

1. Определяем низшую теплоту сгорания топлива по формуле:

_об =360,33 · СН₄ +590,4 · С₂Н₄ +631,8 · С₂Н₆ +868,8 · С₃Н₆ + 913,8 · С₃Н₈ +

+1092,81 · изо-С₄Н₁₀ + 1195 · н-С₄Н₁₀ + 1146 · С₄Н₈ + 1460,22 · С₅Н₁₂ +

+251,2· Н₂ кДж/м³

где СН₄, С₂Н₄ и т.д. – содержание соответствующих компонентов в топливе, объемн. %

2. Пересчитаем состав топлива в массовые проценты. Результат пересчета сведены в табл.1

компоненты	Молекулярная масса, Мi	Объемная доля, ri	Mi · ri	Массовый %
СН4
С2Н4
-
сумма	-	∑ ri	∑( Mi · ri)	100,0

3.Определим содержание углерода в каждом компоненте топлива по формуле:

% масс

где n_i – число атомов углерода в данном компоненте топлива.

4. Определим содержание углерода в каждом компоненте топлива по формуле:

% масс

где m_i – число атомов углерода в данном компоненте топлива.

4. Находим содержание углерода и водорода в топливе:

С =∑С_i ; Н = ∑Н_i

Проверка: С + Н = 100%

4. Определим теоретическое количество воздуха, необходимое для сжигания 1 кг топлива, по формуле:

L₀ =

4. Находим действительный расход воздуха:

L_д = α · L₀

где α- коэффициент избытка воздуха, α= 1,03÷1,07

4. Определим количество продуктов сжигания, образующихся при сжигании 1 кг топлива:

4. Суммарное количество продуктов сгорания:

Проверка: ∑m_i = 1+ L_д

4. Найдем объемное количество продуктов сгорания на 1 кг топлива (при нормальных условиях):

м³/кг

м³/кг

м³/кг

м³/кг

где – молярные массы веществ

4. Суммарный объем продуктов сгорания:

∑ = м³/кг

4. Находим плотность продуктов сгорания при 273 К и ρ=0,1·10⁶ Па:

Тепловой баланс.

Уравнение теплового баланса для трубчатой печи выглядит так:

Расчет теплового баланса ведется на 1 кг топлива.

Статьи расхода тепла:

,

где q_пол., q_ух., q_пот. – соответственно полезно воспринятое в печи сырьем, теряемое с уходящими из печи дымовыми газами, теряемое в окружающую среду, кДж/кг.

Статьи прихода тепла:

,

где C_т, C_в, C_ф.п. – соответственно теплоемкости топлива, воздуха, форсуночного водяного пара, кДж/кг;

t_т, t_в, t_ф.п. – температуры топлива, воздуха, форсуночного водяного пара, ⁰С.

Явное тепло топлива, воздуха и водяного пара обычно невелико и ими часто в технических расчетах пренебрегают.

Итак, уравнение теплового баланса запишется в следующем виде:

, а

или ,

откуда коэффициент полезного действия трубчатой печи:

,

где , – соответственно потери тепла с уходящими дымовыми газами и потери тепла в окружающую среду в долях от низшей теплотворной способности топлива.

Потери тепла в окружающую среду q_пот. принимаем 6 % (0,06 в долях) от низшей теплотворной способности топлива, т.е.

, откуда

кДж/кг.

Температура уходящих дымовых газов определяется равенством:

, ⁰С,

где t₁ – температура нагреваемого продукта на входе в печь, ⁰С;

t – разность температур теплоносителей на входе сырья в змеевик камеры конвекции, принимаем ;

При этой температуре определяем потери тепла с уходящими газами:

,

где Т – температура уходящих дымовых газов, К;

C– средние массовые теплоемкости продуктов сгорания, кДж/кгК (их значения находим по табл. методом интерполяции);

Определяем , кДж/кг.

Итак, определяем к.п.д. печи.

Для трубчатых печей значение коэффициента полезного действия находится в пределах от 0,65 до 0,85.