Значення коефіцієнта використання палива в залежності від коефіцієнта надлишку повітря і температури його підігріву для природного газу при

Температура продуктов сгорания	Коэффициент избыткавоздуха	Температураподогревавоздуха ,
		0	200	400
800	0,8 1,0 1,2	0,52 0,67 0,62	0,58 0,74 0,70	0,63 0,81 0,78
1000	0,8 1,0 1,2	0,42 0,56 0,5	0,49 0,63 0,58	0,58 0,70 0,66
1200	0,8 1,0 1,2	0,32 0,47 0,37	0,38 0,54 0,45	0,43 0,61 0,53

ПРИКЛАД РОЗРАХУНКУ КАМЕРНОЇ ТЕРМІЧНОЇ ПЕЧІ

Необхідно виконати тепловий розрахунок камерної термічної печі, що призначена для нагріву деталей із Ст.45. Термічна обробка сталі здійснюється при температурі = 1200. Початкова температура завантажуваних в піч виробів = 16 ° C. Середня питома теплоємність сталі в області даних температур = 0,51 /. Продуктивність печі по виробах = 90/ . Піч працює на природному газі наступного складу: - 84,5%; - 3,8%; - 1,9%; - 0,9%; - 0,3%; - 7,8%; - 0,8%. Температура газу, що подається t'_г=16. Вологовміст газу, що подається = 12 /. У печі встановлена ​​дутєвий пальник, що працює на гарячому дутті. Температура подаваного вторинного повітря = 340. Підігрів повітря здійснюється рекуперативним теплообмінником. Вологовміст повітря, що подається = 14/.Температура в цеху = 18. Коефіцієнт теплопередачі огороджень печі k = 7,0/. Площа зовнішніх огороджень F = 12,4. Піч має малі вікна загальною площею = 0,188.Відношення часу відкриття вікон до часу повного перебування матеріалу в печі = 0,1.

Необхідно скласти тепловий баланс печі та визначити годинну витрату теплоти з продуктами згоряння на виході з топки;годинну витрату газового палива, яку необхідно забезпечити для підтримки робочої температури в робочому просторі печі; термічний коефіцієнт корисної дії і коефіцієнт використання палива печі за умови, що підігрів повітря здійснюється стороннім повітропідігрівачем.

Розв'язання

Розрахункова схема камерної термічної печі зображена на рис. 1.

Нижча теплота згоряння природного газового палива заданого складу визначається за формулою (3.4):

Вища теплота згоряння природного газового палива заданого складу визначається за формулою (3.5):

Теоретичний об'єм повітря, необхідного для спалювання 1 газової суміші заданого складу, визначається за формулою (3.8):

Теоретичний об'єм вологого повітря розраховується за формулою (3.10):

.

Дійсний об'єм вологого повітря визначається за формулою (3.11):

Рис. 1. Розрахункова схема камерної термічної печі

Об'єм діоксиду вуглецю, який міститься в продуктах згорання, розраховується за формулою (3.12):

Об'єм водяних парів, які містяться в продуктах згорання, обчислюється за формулою (3.13):

Об'єм азоту,що міститься в продуктах згорання, визначається за формулою (3.14):

.

Об'єм непрореагованого кисню,що міститься в продуктах згорання,знаходиться за формулою (3.15):

.

Об'єм продуктів згоряння, які утворюються в результаті повного згоряння 1 газової суміші з коефіцієнтом надлишку повітря =1,1, визначається за формулою (3.16):

.

Фізична теплота, що вноситься в топковий обсяг з газовим паливом, обчислюється за формулою (3.22):

Фізична теплота, що вноситься в топковий обсяг з підігрітим повітрям, визначається за формулою (3.23):

.

Фізична теплота, що подається в топковий обсяг з газом і повітрям, розраховується за формулою (3.21):

.

Калориметрична температура горіння газового палива з коефіцієнтом надлишку повітря = 1,1, що є оптимальним для більшості застосовуваних моделей газопальникових пристроїв, визначається за формулами (3.19), (3.20):

При температурах в топках котлів і печей до 1500 ÷ 1600 ступінь дисоціації водяних парів невелика, нею можна нехтувати. З цього випливає, що калориметрична температура горіння прирівнюється до теоретичної: =.

Дійсна температура горіння залежить від пірометричного коефіцієнта. Для термічних печей = 0,75.

Дійсна температура горіння газу визначається за формулою (3.26):