1.2 Определение объемов продуктов сгорания

Вначале будем вести расчет объемов продуктов сгорания при α=1,0. Минимальный или теоретический объем сухих газов при α=1,0 определяется по следующей формуле:

, м³ /кг или м³/м³ ,

где – объем трехатомных газов, определяемый по уравнениям химических реакций горения топлива:

а) для твердого и жидкого топлива[1, с.22, (4.05)]:

, м³ /кг;

б) для газообразного топлива[1, с.23, (4.15)]:

, м³/м³

– минимальное количество азота, состоящее из атмосферного, равного 79 % от теоретического количества воздуха, и азота топлива:

а) для твердого и жидкого топлива[1, с.22, (4.04)]:

, м³ /кг;

б) для газообразного топлива[1, с.23, (4.14)]:

, м³/м³,

где – содержание азота по составу твердого, жидкого и газообразного топлив (приложения 6,7).

Водяные пары образуются в продуктах сгорания в результате сгорания водорода топлива и испарения влаги, содержащейся в сжигаемом топливе, и от подаваемого для горения воздуха.

Минимальный объем водяных паров при определяется по следующим формулам:

а) для твердого и жидкого топлива[1, с.22, (4.06)]:

, м³ /кг,

где - содержание влаги на рабочую массу топлива (принимается из приложения 6);

б) для газообразного топлива[1, с.23, (4.16)]:

, м³/м³.

Далее проведем расчет объемов продуктов сгорания при .

Для выполнения дальнейших расчетов котельного агрегата необходимо определить объемы продуктов сгорания при всех значениях по газовому тракту. Расчет процессов горения выполняется по среднему значению по газоходам котла .

Действительный объем дымовых газов при α>1,0 составит:

, м³ /кг, м³/м³

Полный объем сухих газов при будет равен:

, м³ /кг, м³/м³.

Полный объем водяных паров[1, с.22, (4.07)]:

, м³ /кг, м³/м³.

Полный объем дымовых газов определяется по следующей формуле[1, с.22, (4.08)]:

, м³ /кг, м³/м³.

При определении коэффициентов теплоотдачи излучением от продуктов сгорания к стенкам котла и температуры точки росы водяных паров требуется знать парциальные давления газов.

Из уравнения состояния определяем величину парциального давления:

где – парциальное давление газа, Па

– объем, занимаемый смесью газов, м³

– парциальный объем газа, входящего в смесь, м³

При давлении смеси =1 Па:

,

т.е. парциальное давление газа приблизительно равно его объемной доле.

Парциальное давление сухих трехатомных газов формуле [1, с.23, (4.09)]:

Парциальное давление водяных паров[1, с.23, (4.10)]:

Концентрация золы в дымовых газах[1, с.23, (4.11)]:

, кг/кг,

где – расчетная зольность топлива, определяемая по приложению 6;

– доля золы, уносимая газами (приложение 3 для принятого типа топки).

Масса дымовых газов:

а) для твердого и жидкого топлива [1, с.23, (4.12)]:

, кг/м³

б) для газообразного топлива плотность сухого газа будет равна [1, с.23, (4.17)]:

Масса дымовых газов (на единицу объема газа) [1, с.23, (4.18)]:

, кг/м³.

Полученные данные расчета процессов горения должны быть занесены в табл.1.

Табл.1

Результаты расчета процессов горения

Рассчитываемая величина	Размерность	… … … … ….
		топка	Ι газоход конвективногопучка	ΙΙ газоход конвективногопучка	Водяной экономайзер
Коэффициент избытка воздуха в конце газохода α	-
Коэффициент избытка воздуха средний αср	-
Объем избыточного воздуха (αср-1) Vо	м3/м3 м3/кг
Действительный объем водяных паров VН2О	м3/м3 м3/кг
Действительный объем дымовых газов Vг	м3/м3 м3/кг
Объемная доля трехатомных газов в продуктах сгоранияРRО2	-
Объемная доля водяных паров в продуктахРН2О	-
Суммарная доля трехатомных газов и водяных паров rn= rRО2+ rН2О	-
Концентрация золы топлива в дымовых газахμзл	кг/кг
Масса дымовых газов (привести формулу для соответствующего вида топлива)	кг/м3 кг/кг

Расчет процессов горения для топлив, являющихся продуктами переработки, выполняется по той же методике, что и природных топлив. Состав топлив принимается по фактическим данным, входящим в задание на проектирование.