22.Объяснить понятие теоретического необходимого расхода воздуха для сжигания твердого и жидкого топлива, коэффициента избытка воздуха.

Горение углерода при полном его окислении происходит по реакции (в основе процессов горения топлива лежат хим. реакция окисления горючих компонентов топлива)

С+О₂=СО₂. Которым при сгорании 12 кг С образуется масса СО₂ в кг: 12+32=44(кг) т.е для сжигания 1 кг С необходимо 32/12=2,667 кг, что составляет с учётом плотности кислорода (ро₂) при н.у, что соответствует 2.667/1,428=1,866 м³ О₂/кг С.

Аналогично для реакции горения водорода Н₂+0,5О₂=Н₂О получим при сгорании каждых 2 кг водорода массу воды в кг 2+16=18 т.е требуется 8 кг О₂/Н₂, что составляет 5,56 м³О₂/кг Н₂

Горение серы происходит по реакции S+O₂=SO₂, т.е из каждых 32 кг серы получили массу SO₂ в кг, для сжигания 1 кг серы – 1 кг кислорода или 0,7 м³О₂/кг S

В итоге теоретический расход кислорода (Vо₂⁰), м³/кг необходимый для полного сгорания 1 кг твёрдого или жидкого топлива конкретного состава С, Н, S с учётом кислорода О_р содержащегося в рабочей массе топлива определяется формулой: Vо₂⁰=1,866 С^р/100+5,56 Н^р/100+0,7 S ^р/100 –Ор/(100 ро₂).

Коэф. избытка воздуха: а =V_в^в/ V_в^г . Значеніе коэф. ізбытка воздуха завісітот віда сжігаемого топліва, концентрации горелочного и топочного устройства и находится в пределах 1,05 – 1,5. Эффективность сжигания топлива зависит от правильного выбора значений коэф. избытка воздуха. Величина а во многом определяет экономичность процесса горения.

23.Объяснить понятие теоретического необходимого расхода воздуха для сжигания газообразного топлива, коэффициента избытка воздуха.

При сжигании газообразного топлива происходит след. реакции.

СН₄+2О₂=СО+2Н₂О, или в общем случае для любого углерода:

СmHn+(m+n/4)O₂=mCO₂+n/2H₂O

H₂+0,5O₂=H₂O

CO+0,5O₂=CO₂

H₂S+1,5O₂=H₂O+SO₂,где m и n – стехиометрические коэф.

Тогда теоретический расход кислорода м³О₂/м³ газообразного топлива необходимый для полного сжигания топлива известного состава с учётом имеющегося в этом топливе кислорода:

Vо₂⁰= 0,01[0,5СО+0,5Н₂+1,5Н₂S+∑(m+n/4) СmHn - О₂]

V_в⁰= Vо₂⁰100/21=4,76 Vо₂⁰

Коэф. избытка воздуха: а =V_В^В/ V_В^Г . Значеніе коэф. ізбытка воздуха завісітот віда сжігаемого топліва, концентрации горелочного и топочного устройства и находится в пределах 1,05 – 1,5. Эффективность сжигания топлива зависит от правильного выбора значений коэф. избытка воздуха. Величина а во многом определяет экономичность процесса горения.

24.Раскрыть сущность выхода и состава продуктов полного сгорания всех видов топлива, твердого и жидкого топлива при α=1.

В общем случае для всех видов топлива теоретический суммарный выход (V_ПГ) продуктов полного сгорания (м³/кг) или (м³/м³) равен: V_ПГ= V_RO2+ V^O_N2 + V^O_H2O

V_RO2= V_CO2+ V_SO2, объём трёхатомных газов V^O_N2 и V^O_H2 и теоретический выход азота и паров воды при полном сгорании топлива.

При коэф. Избытка воздуха а=1 и полном сгорании топлива газообразные продукты не содержат О2 и состоят из СО₂, SO₂, N₂, H₂O.

Для твёрдых и жидких топлив выход трёхатомных продуктов топлива: V^O_N2=0,79 V_В^О +0,008N^P_P

Теоретический объём водяного пара будет равен: V^O_H2O=0,111Н_Р+0,124W_P+0,012d_BN_B^O+1,24G_Ф ,где

0,111Н_Р – объём водяного пара, образующегося при сгорании водорода (Н_Р)

0,124W_P - учёт влаги (W_P) внесённой топливом

0,012d_BN_B^O – влага, внесённая с воздухом (dB - влагосодержание воздуха гр/см³)

1,24G_Ф – учёт форсуночного или дутьевого пара (G_Ф - расход пара на распыление мазута 0,3-0,4 кг пара/кг мазута)

25.Раскрыть сущность выхода и состава продуктов полного сгорания всех видов топлива, газообразного топлива при α=1.

В общем случае для всех видов топлива теоретический суммарный выход (V_ПГ) продуктов полного сгорания (м³/кг) или (м³/м³) равен: V_ПГ= V_RO2+ V^O_N2 + V^O_H2O

V_RO2= V_CO2+ V_SO2, объём трёхатомных газов V^O_N2 и V^O_H2 и теоретический выход азота и паров воды при полном сгорании топлива.

При коэф. Избытка воздуха а=1 и полном сгорании топлива газообразные продукты не содержат О2 и состоят из СО₂, SO₂, N₂, H₂O.

Для газообразного топлива объём сухих трёхатомных продуктов сгорания равен (м³/м³):

V_RO2=(СО₂+ СО + H₂S + ∑СmHn)/100, где (СО₂+ СО + H₂S + ∑СmHn) – содержание соответственно газов в топке в % от объёма.

Теоретический объём (V^O_N2) для газообразного топлива (м³/м³): V^O_N2=79 V^O_В+0,01 N₂, где 79 V^O_В – объём азота в воздухе, 0,01 N₂ - объём азота в топливе.

V^O_H2O=( Н₂ + H₂S +∑ n/2СmHn +0,124d_Г +0,124d_В V^O_В)/100, где

(Н₂ + H₂S +∑ n/2СmHn) – сод. Газа в топливе в объёмных %;

d_Г – влагосодержание газообразного топлива

26. Сущность выхода и состава продукта полного сгорания всех видов топлива, твердого жидкого и газообразного топлива, при α>1.

При к-те избытка воздуха α-1продукты сгорания содержат дополнительные кол-во воздуха и влаги, внесенные этим воздухом, что увеличивает объем сухих продуктов сгорания V_сг, V_Н2О.

V_с.г.=V_RO2+ V_N2^o+(α-1)V_B⁰

V_H2O=V^o_H2O+0.016(α-1)V_B⁰

V_г=V_с.г.+V_H2O

V_г- выход продуктов сгорания α-1(м³/м³ )

Условия полного сгорания топлива и продукты полного и неполного сгорания топлива.