2.3 Розрахунок паливного пристрою та визначення параметрів факелу

2.3.1 Вихідні дані

1. Паливо – мазут М 20

2. Витрата мазуту М_м = 1,51 кг/с

3. Температура підігріву мазуту t_м = 76 ⁰С

4. Температура підігріву повітря t_в = 300 ⁰С

5. Початкова температура повітря для розпилення мазуту t_р = 20 ⁰С

6. Початковий тиск розпилювача Р_н = 600 кН/м²

7. Тиск навколишнього середовища Р_окр = 99,2 кН/м²

8. Щільність мазуту ρ_м = 900 кг/м³

9. Довжина факелу L_ф = 3 м

10. Вологовміст повітря d_в = 8,2 г/м³

11. Коефіцієнт витрати повітря n = 1,2

12. Питома витрата розпилювача ψ = 1,0 кг/кг

13. Кут нахилу паливного устрою φ = 25 ⁰

14. Швидкість повітря, що надходить на горіння W_в = 7 м/с

2.3.2 Розрахунок горіння палива

З [7] вибираємо склад палива й заносимо в таблицю 1.1

Таблиця 1.1

Склад робочої маси мазуту М 20

Н^р С^р S^р О^р W^р А^р ∑

11,5 85,3 0,6 0,5 2,0 0,1 100

Теплота згоряння мазуту

= 0,339×85,3 + 1,03×11,5 - 0,109× ( 0,5 - 0,6) - 0,25×2,0 = 40,3 мДж/кг

Теоретично необхідна кількість повітря

L₀ =

= [0,0889×(85,3 + 0,375×0,6) + 0,265×11,5 – 0,0333×0,5]×(1 + 0,00124×9,4)= =10,76 м³/кг

Дійсна кількість повітря при n = 1,2

L_д = L₀n = 10,76×1,2 = 12,91 м³/кг

Кількість продуктів горіння

Vсо₂ = 0,0187С^р = 0,0187×85,3 = 1,56 м³/кг

Vн₂о = 0,112Н^р + 0,0124W^р + 0,0161(n-1)L⁰ =

= 0,112×11,5 + 0,0124×2,0 + 0,0161×(1,2-1)×10,76 = 1,347 м³/кг

Vso₂ = 0,007S^p = 0,007×0,6 = 0,004 м³/кг

Vо₂ = 0,21(n – 1)L₀ = 0,21×( 1,2 – 1)×10,76 = 0,452 м³/кг

VN₂ = 0,008N^p + 0,79L_д = 0,79×12,91 = 10,2 м³/кг

Загальна кількість продуктів горіння

V_д = 1,56 + 1,347 + 0,004 + 0,452 + 10,2 = 13,563 м³/кг

Состав продуктів горіння

%CO₂ = (Vсо₂ / V_д)×100 = (1,56/13,563)×100 = 11,53 % і т.д.

Результати розрахунку зводимо в таблицю 1.2. Таблиця 1.2

Склад продуктів горіння

СО₂ Н₂О SО₂ О₂ N₂ ∑

1 1,53 9,7 0,03 3,34 75,4 100

Щільність продуктів горіння

ρ_пг =

= ( 44×11,53 + 18×9,7 +28×75,4 + 32 3,34 + 64×0,03 )/22,4×100 = 1,3 кг/м³

Об’ємні частки трьохатомних газів

0,116

0,097

0,116 + 0,097 = 0,213