Теперь уравнение (11.10) можно представить в виде

, (11.14)

при этом

(11.15)

При расчете радиантной камеры трубчатой печи величиной Т_п задаются, а величину q_p либо рассчитывают, либо принимают. Остальные величины, входящие в уравнение (11.14), к моменту его решения становятся известными и потому при правильно выбранных величинах Т_п и q_p это уравнение обращается в тождество.

В технологическом расчете трубчатой печи предлагаемого пособия приведена схема расчета радиантной камеры по методу Н.И. Белоконя.

12 Технологический расчет нагревательной печи пламенного горения

12.1 Теплопроизводительность печи (полезная тепловая мощность)

Количество тепла, воспринимаемого сырьем в печи за единицу времени, определяется в зависимости от назначения печи:

– нагрев сырья от Т_н до Т_к (е = 0)

кВт; (12.1)

– нагрев и частичное испарение сырья (0 < e < 1)

кВт; (12.2)

– полное испарение сырья (е = 1)

кВт, (12.3)

где G_с – производительность печи по сырью, кг/с;

е – массовая доля отгона сырья;

h_Тн; h_Тк – энтальпия жидкой фазы сырья соответственно при начальной

(Т_н) и конечной (Т_к) температурах, кДж/кг;

Н_Тк – энтальпия паровой фазы сырья при Т_к, кДж/кг.

Числовые значения энтальпии нефтяных жидкостей и паров приведены в таблицах А1.1 и А1.2 приложения А.

12.2 Расчет процесса горения

12.2.1 В зависимости от вида топлива и способа выражения его состава (элементарный либо компонентный) используются следующие выражения для определения низшей теплотворной способности (теплоты сгорания) топлива :

– жидкое топливо (уравнение Менделеева)

(12.4)

где C; H; O; S; W – концентрация соответствующих элементов и влаги в топливе, % масс;

– жидкое топливо на нефтяной основе

(12.5)

где - относительная плотность топлива;

– органические жидкости

кДж/моль, (12.6)

где С и Н – число атомов углерода и водорода;

– газообразное топливо

(12.7)

где Н₂ и СО и т.д. – концентрация соответствующих компонентов топлива, % масс.

12.2.2 Теоретическое количество воздуха для сгорания одного

килограмма топлива

Теоретическое количество воздуха для сгорания одного килограмма топлива определяются по уравнениям

– массовое

; (12.8)

– объемное

, (12.9)

где ρ_о – плотность воздуха при нормальных условиях (ρ_о = 1,293 кг/м³).

12.2.3 Количество продуктов сгорания одного килограмма топлива, кмоль/кг

– трехатомных газов

(12.10)

– двухатомных газов

– в радиантной камере (в топке)

; (12.11)

– в газоходе

, (12.12)

где ₁, ₂ - коэффициенты избытка воздуха соответственно в топке и в газоходе печи. При газовом топливе рекомендуется принимать  = 1-05 … 1,35 [3, с.388], причем ₂ принимается на 10% выше, чем _1;

-соответственно количество кмолей RO₂, H₂O, N₂+O₂, образующихся при сгорании 1 кг топлива;

М_с, М_s, Мо₂- мольная масса газов;

G_Ф – расход водяного пара на распыливание топлива принимается .

12.2.4 Суммарное количество продуктов сгорания одного килограмма топлива:

– в топке

,кмоль/к (12.13)

, кг/кг; (12.14)

– в газоходе

, кмоль/кг (12.15)

, кг/кг . (12.16)

Плотность дымовых газов в газоходе () при нормальных условиях

. (12.17)