1.6. Расчет горения смеси газов
При расчете горения смеси газов необходимо определить ее состав, который рассчитывается по заданной теплоте сгорания смеси или по устанавливаемой заданием доле богатого газа. Если задана теплота сгорания смеси, то доля богатого газа определяется по формуле:
(30)
По рассчитанной доле богатого газа определяется состав смешанного газа
(31)
где Х'иХ"- параметры соответственно богатого и бедного газа.
Например:
и т.д.
Следует отметить, что состав богатого и бедного газов необходимо пересчитать на влажный газ в соответствии с рекомендациями разд. 1.1.
Если задается доля богатого газа, то по формуле (31) определяется состав влажной смеси, а затем по этому составу рассчитывается низшая теплота сгорания топлива:
(32)
Далее расчет проводится по порядку, начиная с разд. 1.3.
1.7. Расчет горения газомазутной смеси
При использовании в качестве топлива мазута или добавке его к газовому топливу для повышения светимости факела рассчитывается отдельно горение 1 кг мазута и 1м3газового топлива. Поскольку теплота сгорания мазута и газового топлива различны, то необходимо по заданной доле мазутаNпо теплу определять весовую долю мазутаМв смеси, эквивалентную теплотеN, м3, выведенного газового топлива.
(33)
Тогда все параметры горения смеси могут быть рассчитаны по выражению
(34)
То есть
Состав продуктов горения определяется по формулам (16). Расчет теоретической и действительной температур горения проводится в соответствии с рекомендациями, изложенными в разд. 1.5.
2. Введение в теорию тепломассообмена
2.1. Основные определения
Температурное поле - совокупность значений температуры во всех точках тела в данный момент времени. Математически оно описывается в виде
(35)
где x, y, z - пространственные координаты;
- время теплового процесса.
Различают два характерных случая температурного состояния тела:
1. В каждой точке тела температура остается неизменной во времени, т.е.
(36)
При этом температура в различных точках тела может быть и одинаковой, и различной. Температурное состояние тела, неизменное во времени, называется стационарным (установившимся). При таком состоянии тела приход теплоты равен его расходу.
При стационарном тепловом режиме работает кладка доменной печи, проходных термических и нагревательных печей, рекуператоры. Время разогрева печи до рабочей температуры в этих устройствах пренебрежимо мало по сравнению со временем работы печи при заданной температуре.
2. При нагревании или охлаждении тела температура в каждой точке его непрерывно меняется во времени. Такое температурное состояние тела, при котором температура является функцией и координат, и времени, называется нестационарным (неустановившимся). В таком режиме работает кладка печей периодического действия (печи с выдвижным подом, нагревательные колодцы, мартеновские печи), а также насадка регенераторов.
Если температура тела изменяется только по одной пространственной координате, температурное поле называется одномерным.
Температурный градиент - предел отношения приращения температуры между двумя изотермами к расстоянию между ними, измеряемому по нормали.
(37)
Тепловой поток - количество теплоты, передаваемое в единицу времени (Q, Вт) через всю поверхность.
Вектор grad t считается положительным, если он направлен в сторону возрастания температуры, а вектор теплового потока Q положителен, если он направлен в сторону понижения температуры.
Если тепловой поток отнести к единице поверхности, то получим плотность теплового потока, Вт/м2.
(38)
Таким образом, плотность теплового потока - это количество теплоты, переданное через единицу поверхности в единицу времени.