Находим температуру, соответствующую значениям

х = 0,165 и у = 0,0321

Состав и количество продуктов сгорания:

м³ %

СО₂ 0,1736 (1-х) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 0,1450 14,3

СО 0,1736 х . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 0,0286 2,8

SO₂ 0.0032 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .= 0,0032 0,3

Н₂О 0,0602 (1- у) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 0,0583 5,7

Н₂ 0,0602  у . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 0,0019 0,2

О₂ 0,5  0,1736  х + 0,0602  у . . . . . . . . . . . . .. . . . = 0,0153 1,5

N₂ 0,763 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .= 0,763 75,2

 = 1,0153 100,00

Теплосодержание продуктов сгорания:

1) горени угля 886 : 1,0153 = 872 ккал / м³

2) диссоциация СО - 3045  0,028 = - 85,2

3) диссоциация Н₂О -2580  0,002 = - 5,2

781,6 ккал / м³

t_K = 2000 t_K = 1900

CO₂ 0,143  1159 = 165,7 ккал / м³ CO₂ 0,143  1095 = 156,5ккал / м³

СО 0,028  718,4 = 20,2 » СО 0,028  68,0 = 19,2

SO₂ 0,003  1140 = 3,4 » SO₂ 0,003  1078 = 3,2 »

Н₂О 0,057  929,0 = 52,9 » Н₂О 0,057  873,2 =49,8 »

Н₂ 0,002  672,0 = 1,3 » Н₂ 0,002  635,0 = 1,3 »

O₂ 0,015  751,5 = 11,3 » О₂ 0,015  710,5 = 10,7 »

N₂ 0,752  712,2 = 536,0 » N₂ 0,752  673,2 = 507,0 »

____________________________ ____________________________

t₂₀₀₀ = 790,8 ккал / м³ t₁₉₀₀ = 747,9 ккал / м³

t_K = 1900 +  100 = 1900 + 79 = 1979,

Задаёмся температурой равновесия 2000.

lg K₁ = 3,878; K₃ = 5,481

Принимаем для х значение 0,11,

Тогда

у = = 0,022

lg К₁ = lg  = 3,812

lg K₁ = 3,812

принимаем для х значение 0,1,

у = = 0,020

lg К₁ = lg  = 3,914

Интерполяцией находим

3,944 – 3,812 = 0,132

3,878 – 3,812 = 0,066

0,132  0,01 = 0,066  s,

откуда

s = = 0,005

х = 0,11 – 0,005 = 0,105,

у = = 0,021.

Находим температуру, соответствующую

х = 0,105 и у = 0,021

Состав и количество продуктов сгорания:

м³ %

СО₂ 0,1736 (1-х) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 0,1554 15,4

СО 0,1736 х . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 0,0182 1,8

SO₂ 0.0032 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .= 0,0032 0,3

Н₂О 0,0602 (1- у) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 0,0589 5,8

Н₂ 0,0602  у . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 0,0013 0,1

О₂ 0,5  0,1736  х + 0,0602  у . . . . . . . . . . . . .. . . . = 0,0088 0,8

N₂ 0,763 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .= 0,763 75,8

 = 1,0088 100,00

Теплосодержание продуктов сгорания:

1) горени угля 886 : 1,0088 = 878 ккал / м³

2) диссоциация СО - 3045  0,018 = - 54,7

3) диссоциация Н₂О -2580  0,001 = - 2,6

820,7 ккал / м³

Задаёмся

t_K = 2000 t_K = 2100

CO₂ 0,154  1159 = 178,3 ккал / м³ CO₂ 0,154  1224 = 188,0 ккал / м³

СО 0,018  718,4 = 12,9 » СО 0,018  758,1 = 13,7

SO₂ 0,003  1140 = 3,4 » SO₂ 0,003  1200 = 3,6 »

Н₂О 0,058  929,0 = 53,8 » Н₂О 0,058  985,8 =57,2 »

Н₂ 0,001  672,0 = 0,7 » Н₂ 0,001  709,4 = 0,7 »

O₂ 0,008  751,5 = 6,0 » О₂ 0,008  791,8 = 6,3 »

N₂ 0,758  712,2 = 541,5 » N₂ 0,758  750,6 = 570,0 »

____________________________ ____________________________

t₂₀₀₀ = 796,6 ккал / м³ t₂₁₀₀ = 846,5 ккал / м³

t_K = 2000 +  100 = 2000 + 48 = 2048,

Графически (рис. 12) находим теоретическую температуру t_Т = 1988, которой соответствуют:

х = 0,1572 и у = 0,0307

Состав и количество продуктов сгорания:

м³ %

СО₂ 0,1736 (1-х) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 0,1464 14,4

СО 0,1736 х . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 0,0272 2,7

SO₂ 0.0032 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .= 0,0032 0,3

Н₂О 0,0602 (1- у) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 0,0583 5,7

Н₂ 0,0602  у . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 0,0019 0,2

О₂ 0,5  0,1736  х + 0,0602  у . . . . . . . . . . . . .. . . . = 0,0146 1,4

N₂ 0,763 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .= 0,763 75,3

 = 1,0146 100,00

Теплосодержание продуктов сгорания:

1) горени угля 886 : 1,0146 = 873 ккал / м³

2) диссоциация СО - 3045  0,027 = - 82,2

3) диссоциация Н₂О -2580  0,002 = - 5,2

785,6 ккал / м³

2. Определим теоретическую температуру горения при

п = 1,25: i_O = 714 ккал / м³

t_K = 1839 х = 0 и у = 0

Задаёмся температурой равновесия 1700.

lg K₁ = 5,347; K₃ = 4,621

Принимаем для х значение 0,02,

Тогда

у = = 0,0044

lg К₁ = lg  = 4,754

Принимаем для х значение 0,01,

Тогда

у = = 0,0022

lg К₁ = lg  = 5,372.

Интерполяцией находим

5,372 – 4,754 = 0,618

5,347 – 4,754 = 0,593

0,618  0,01 = 0,593  s,

откуда

s = = 0,0096

х = 0,02 – 0,0096 = 0,0104,

у = = 0,0023.

Находим температуру, соответствующую

х = 0,0104 и у = 0,0023

Состав и количество продуктов сгорания:

м³ %

СО₂ 0,1399 (1-х) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 0,1385 13,84

СО 0,1399 х . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 0,0014 0,14

SO₂ 0.0026 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .= 0,0026 0,26

Н₂О 0,0485 (1- у) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 0,0484 4,84

Н₂ 0,0485  у . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 0,0001 0,01

О₂ 0,5  0,1399  х + 0,0485  у + 0,0408 . . . . .. . . . = 0,0416 4,16

N₂ 0,7682 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .= 0,7682 76,75

 = 1,0008 100,00

Теплосодержание продуктов сгорания:

1) горени угля 714 : 1,0008 = 713 ккал / м³

2) диссоциация СО - 3045  0,0014 = - 4,3

3) диссоциация Н₂О -2580  0,0001 = - 0,3

708,4 ккал / м³

Задаёмся

t_K = 1800 t_K = 1900

CO₂ 0,1384  1031 = 142,8 ккал / м³ CO₂ 0,1384  1095 = 151,6 ккал / м³

СО 0,0014  641,0= 0,9 » СО 0,0014  680,0 = 1,0

SO₂ 0,0026 1018 = 2,6 » SO₂ 0,0026  1078 = 2,8 »

Н₂О 0,0484  819,3 = 39,7 » Н₂О 0,0484  873,2 = 42,3 »

Н₂ 0,0001  598,4 = 0,1 » Н₂ 0,0001  635,0 = 0,1 »

O₂ 0,0416  669,1 = 27,9 » О₂ 0,0416  710,5 = 29,6 »

N₂ 0,7675  635,3 = 488,5 » N₂ 0,7675  673,2 = 517,6 »

____________________________ ____________________________

t₁₈₀₀ = 702,5 ккал / м³ t₁₉₀₀ = 745,0 ккал / м³

t_K = 1800 +  100 = 1800 + 14 = 1814.

Задаёмся температурой равновесия 1800.

lg K₁ = 4,578; K₃ = 5,039

Принимаем для х значение 0,03,

Тогда

у = = 0,0061

lg К₁ = lg  = 4,387

lg K₁ = 4,387

принимаем для х значение 0,02,

у = = 0,004

lg К₁ = lg  = 4,754

Интерполяцией находим

4,754 – 4,378 = 0,367

4,578 – 4,378 = 0,191

0,367  0,01 = 0,191  s,

откуда

s = = 0,005

х = 0,03 – 0,005 = 0,025,

у = = 0,005.

Находим температуру, соответствующую

х = 0,105 и у = 0,021

Состав и количество продуктов сгорания:

м³ %

СО₂ 0,1399 (1-х) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 0,1364 13,84

СО 0,1399 х . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 0,0035 0,35

SO₂ 0.0026 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .= 0,0026 0,26

Н₂О 0,0485 (1- у) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 0,0483 4,83

Н₂ 0,0485  у . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 0,0002 0,02

О₂ 0,5  0,1399  х + 0,0485  у + 0,0408 . . . . .. . . . = 0,0427 4,26

N₂ 0,7682 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .= 0,7682 76,67

 = 1,0019 100,00

Теплосодержание продуктов сгорания:

1) горени угля 714 : 1,0019 = 712 ккал / м³

2) диссоциация СО - 3045  0,0035 = - 10,7

3) диссоциация Н₂О -2580  0,0002 = - 0,5

700,8 ккал / м³

Задаёмся

t_K = 1800 t_K = 1700

CO₂ 0,1362  1031 = 140,5 ккал / м³ CO₂ 0,1362  967,2 = 132,0 ккал / м³

СО 0,0035  641,0= 2,2 » СО 0,0035  602,3 = 2,1

SO₂ 0,0026 1018 = 2,6 » SO₂ 0,0026  956,6 = 2,5 »

Н₂О 0,0482  819,3 = 39,6 » Н₂О 0,0482  765,4 = 37,0 »

Н₂ 0,0002  598,4 = 0,1 » Н₂ 0,0002  561,4 = 0,1 »

O₂ 0,0426  669,1 = 28,6 » О₂ 0,0426  628,1 = 26,8 »

N₂ 0,7667  635,3 = 488,0 » N₂ 0,7667  596,3 = 458,0 »

____________________________ ____________________________

t₁₈₀₀ = 701,6 ккал / м³ t₁₇₀₀ = 658,5 ккал / м³

t_K = 1700 +  100 = 1700 + 98 = 1798.

Графически (рис. 12) находим теоретическую температуру t_Т = 1799, которой соответствуют:

х = 0,1572 и у = 0,0307

Состав и количество продуктов сгорания:

м³ %

СО₂ 0,1399 (1-х) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 0,1365 13,63

СО 0,1399 х . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 0,0034 0,34

SO₂ 0.0026 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .= 0,0026 0,26

Н₂О 0,0485 (1- у) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 0,0483 4,82

Н₂ 0,0485  у . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 0,0002 0,02

О₂ 0,0408+0,5(0,1399 х+0,0485 у ) . . . . . .. . . . . . . .= 0,0426 4,26

N₂ 0,7682 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .= 0,7682 75,3

 = 1,0018 100,00

Теплосодержание продуктов сгорания:

1) горени угля 714 : 1,0018 = 712 ккал / м³

2) диссоциация СО - 3045  0,0034 = - 10,4

3) диссоциация Н₂О -2580  0,0002 = - 0,5

701,1 ккал / м³

Для сжигания с коэффициентом избытка воздуха п = 1,5 теоретическая температура всего лишь на 4 ниже калориметрической. Другими словами в пределах точности расчёта в разбираемом примере при горении с избытками воздуха более 1,5 калориметрические и теоретические температуры горения совпадают.

Кроме поставленных выше общих вопросов, исследуем, пользуясь данными приведенного расчёта, ещё один весьма важный для эксплуатационных характеристик топлива вопрос о влиянии избытка воздуха на коэффициент использования топлива в печи. Из теплового баланса можно вывести следующее выражение для расхода тепла в рабочем пространстве печи.

Образуется при сгорании	газообразных продуктов	всего	нм3		3,639  22,4 = 820,7	820,7 -- 1018,5 -- 1216,2 -- 1413 -- 1611,7 --		Примичание. Предлагается, что сера входит в каменный уголь в виде FeS2 окисляется по ур – ию FeS2+2,5O2=FeO+2SO2. Поэтому расход кислорода на окисление Fe в золе 0,25S. Расход О2: О=nOm азота: N=nNm. Неиспользованый кислород О2=От (1 - п) 
			моль		-- -- -- -- -- -- --	36,639 100,0 45,467 100,0 54,295 100,0 63,122 100,0 71,949 100,0
		N2			27,85 (из воз- духа) -- -- 0,058 -- --	27,953 76,30 34,927 76,82 41,901 77,18 48,847 77,42 55,848 77,61
		O2			-- -- -- -- -- -- --	-- -- 1,854 4,08 3,708 6,83 5,562 8,81 7,415 10,31
		SO2			-- -- 0,119 -- -- -- --	0,119 0,32 0,119 0,26 0,119 0,22 0,119 0,19 0,119 0,17
		Н2О			-- 2,04 -- -- -- 0,167 --	2,207 6,02 2,207 4,85 2,207 4,06 2,207 3,50 2,207 3,07
		СО2			6,36 -- -- -- -- -- --	6,36 17,36 6,36 13,99 6,36 11,71 6,36 10,08 6,36 8,84
Участвуют в горении	воздух	всего		нм3	35,31  22,4 = 790,9	790,9 -- 988,7 -- 1186,4 -- 1384,1 -- 1581,9 -- 158
				моль	7,415 + 27,895 = 35,31	35,310 100,00 44,138 100,00 52,966 100,00 61,792 100,00 70,620 100,00
		N2 млль			7,415  3,762 = 27,895	27,895 79,0 34,896 79,0 41,843 79,0 48,816 79,0 55,790 79,0
		О2 моль			6,36 1,02 0,119 -0,114 -- -- 0,03	7,415 21,0 9,269 21,0 11,123 21,0 12,976 21,0 14,830 21,0
	топливо	количество мол. m=g/			6,36 2,04 0,119 0,114 0,058 0,167 --	-- % моль % моль % моль % моль %
		моле- куляр ный вес 			12 2 32 32 28 18 --	--	п = 1,0 . . . . . . . . . . . . . . . п = 1,25. . . . . . . . . . . . . . п = 150. . . . . . . . . . . . . . . п = 1,75. . . . . . . . . . . . . . п= 2,00. . . . . . . . . . . . . . .
		вес g кг			76,32 4,08 3,80 3,64 1,61 3,00 7,55	100
		содер- жание %			76,32 4,08 3,80 3,64 1,61 3,00 7,55	100

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Линчевский В.П. Топливо и его сжигание. – М., Металургиздат, 1959. 400с

2. Михеев В.П., Федоров В.Н. Подовые и щелевые горелки для природного газа. - М.: Недра, 1965. 73с

3. Иванов Ю.В. Основы расчета и проектирования газовых горелок. - М.:

4. Эстеркин Р.И. Промышленные котельные установки. - Л.: Энергоатомиздат, 1985. 400с.

5. Ионин А.А. Газоснабжение. М.: Стройиздат, 1975. 439с.