T-J диаграмма продуктов сгорания мазута Ф-5

Температура ⁰С

4.Определение энтальпии продуктов сгорания и построение t-j диаграммы.

T, OC	JГ,кДж/кг
0	0
100	1845
200	3681
300	3862
400	5893
500	7885
600	9927
700	12012
800	15710
900	16349
1000	18849

3.Определение количества продуктов сгорания и их парциальных давлений:

Элементарный состав рабочей массы топлива

Марка топлива	Элементарный состав, %						Q , мДж/кг
	Сг	Нг	Nг+Ог	Sг	Aр	Wр
Мазут флотский ф 5	85,3	12,4	0,3	2,0	0,15	1,0	40,9

Теоретически необходимое количество сухого воздуха V^O

V^O= 0,089(С^p+0,375S^p)+0,267H^p-0,033О^p=0,089×(85,3+0,375×2)+0,267×12,4-0,033×0,3=10,959

М³/КГ

Теоретический объем азота

V^O_N2=0,79V⁰+0,008N^p=0,79×10,959+0=8,658 М³/КГ

Объем трехатомных газов

V_RO2=0,01866(C^p+0,375S^p)=0,01866×(85,3+0,375×2)=1,605 М³/КГ

Теоретический объем водяных паров (a=1)

V^O_H2O=0,111H^p+0,012W^p+0,016V^O+1,24G_Ф=0,111×12,4+0,012×1+0,016×8,658=1,527 М³/КГ

Избыточный объем воздуха

V_И =V^O×(a-1)=8,658×(1,15-1)=1,299 М³/КГ

Действительный объем водяных паров

V_H2O =V^O_H2O+0,016V^O(a-1)=1,527+0,016×1,527×(1,15-1)=1,531 М³/КГ

Полный объем продуктов сгорания

V_Г= V_RO2+V^O_N2+V^O_H2O+V^O(a-1)=1,605+8,658+1,527+10,959×(1,15-1)=13,434 М³/КГ

Объемная доля трехатомных газов

r_RO2=V_RO2/V_Г=1,605/13,434=0,119

Объемная доля водяных паров

r_H2O =V_H2O/V_Г=1,531/13,434=0,114

Давление в топке Р_т принимается 0,5 МПа

Парциальное давление трех-атомных газов

P_RO2=r_Ro2×P_T=0,119×0,5=0,0595 МПа

Парциальное давление водяных паров

P_H2O=r_H2O×P_T=0,114×0,5=0,057 МПа

Суммарное парциальное давление

P_п=P_RO2+Р_Н2О=0,0595+0,057=0,1165 МПа

5.Предварительный тепловой баланс котла

Низшая теплота сгорания топлива Q^р_н=40,9 МДж/кг

Коэффициент полезного действия котла ƞ=82 %

Потеря тепла от химической неполноты сгорания q₃=0,005 %

Потеря тепла от механического недожога q₄=0

Потеря тепла в окружающую среду q₅=4 %

Потеря тепла с уходящими газами q₂=100-( ƞ+q₃+q₄+q₅)=100-(82+0,005+0+4)=13,995 %

Средняя изобарная объемная теплоемкость холодного воздуха C_хв=1,32 кДж/(м³*⁰С)

Температура топлива t_тл =70 ⁰С

Расход пара форсункой W_ф=0,1 кг

Из таблиц водяного пара энтальпия влажного пара i_x=2725,7 кДж/кг

Энтальпия сухого пара при давлении Р_т из таблиц водяного пара i''=2500 кДж/кг

Энтальпия форсуночного пара i_ф=2746,57

Температура уходящих газов по T-J диаграмме T_уг=600 С

Паропроизводительность котла полная D_к=0,41667 кг/с

Энтальпия уходящих газов J_уг=q₂*Q^р_р+Q_в=0,13,995*1152*582,25=9386 кДж/кг

Температура питательной воды t_пв=70 ⁰С

Количество тепла, вносимое холодным воздухом в топку

Q_в=a×V^o×C_хв×t_хв=1,15×10,959×35×1,32=582,25 кДж/кг

Теплоемкость топлива

C_тл=1,738+0,00251×t_тл=1,738+0,00251×70=1,9137 кДж/кг

Теплота, вносимая в топку топливом

i_тл=C_тл×t_тл=1,9137×70=133,96 кДж/кг

Тепло форсуночного пара

Q_ф=W_ф×(i_ф-I’’)=0,1×(2746,57-2500)=24,65 кДж/кг

Распологаемое тепло

Q^р_р=Q^р_н+i_тл+Q_ф+Q_в=409+133,96+24,65+582,25=1152 кДж/кг

Энтальпия питательной воды

i_пв=4,19×t_пв=4,19×70=293 кДж/кг

Расчетный расход топлива

В=D_к×(i_х-i_пв)/Q^р_р×h=0,41667×(2725,7-293)/1152×82=0,011 кг/с