Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2 Расчет горения топлива.doc
Скачиваний:
14
Добавлен:
22.08.2019
Размер:
537.09 Кб
Скачать

2 Расчет горения топлива

По заданию курсовой работы, источником тепловой энергии является мазут марки 80, характеристика которого представлена в таблице 1.

Таблица 2.1 – Характеристика жидкого топлива

Марка

топлива

Плотность,

кг/м3

Горючая масса

Рабочее топливо

Сг,

%

Нг,

%

Sг,

%

(Oг+Nг),

%

,

кДж/кг

Ар,

%

Wp,

%

,

кДж/кг

Мазут

марки 20

990 – 1000

87,6

10,6

0,8

1

40486-

40360

0,2

3,0

39146

Расчёт горения производится по рабочей массе топлива, поэтому заданный состав жидкого топлива пересчитывают на рабочую массу. Для этого используют формулы пересчёта, с помощью которых определяют коэффициент пересчета в зависимости от исходного состава топлива. Это коэффициент определяют по следующей формуле [4]:

, (2.1)

где – содержание золы в рабочей массе, %;

– содержание влаги в рабочей массе мазута, %.

В соответствии с таблицей 1 процентные содержания золы и влаги в рабочей массе соответственно равны: = 0,2%; = 3,0%.

Тогда коэффициент пересчета по формуле (2.1) равен:

Составляющие топлива по рабочей массе определяют следующим образом:

, (2.2)

где – содержание элемента Х в топливе по рабочей массе, %;

– содержание элемента Х в топливе по горючей массе, %

k – коэффициент пересчета.

Состав топлива по рабочей массе по формуле (2.2) равен:

Для определения содержания кислорода и азота по рабочей массе необходимо задаться их соотношением по горючей массе. В соответствии с таблицей 1 . Принимается ; . Тогда:

Проверка правильности пересчета производится суммированием составляющих:

Пересчет произведен правильно.

    1. Аналитический расчет методом молекулярных объемов

2.1.1 Определение расхода воздуха

При горении жидкого топлива горючими составляющими являются углерод, водород и сера. Для определения теоретического количества воздуха, необходимого для окисления горючих составляющих топлива записывают основные реакции их окисления:

При дальнейшем расчете необходимо учитывать, что для окисления 1 кг углерода требуется 22,4/12 = 1,867 м3/кг кислорода, для окисления 1 кг водорода требуется 22,4/2 = 5,6 м3/кг кислорода, а для окисления 1 кг серы требуется 22,4/32 = 0,7 м3/кг кислорода. Следует также учитывать, что в состав топлива уже входит некоторое количество кислорода, находящегося в соединении с

каким-либо из горючих элементов топлива. Поэтому кислород топлива уменьшает потребность в кислороде воздуха. Содержание кислорода в топливе равно:

22,4/32 = 0,7 м3/кг.

Таким образом, общее количество кислорода, необходимое для полного горения 1 кг топлива с учетом кислорода топлива равно:

м3/кг, (2.3)

где – процентные содержания компонентов топлива по рабочей массе.

По формуле (2.3):

м3/кг.

Поскольку кислород подается вместе с воздухом, полное количество воздуха, т.е. теоретический расход сухого воздуха для полного горения 1 кг топлива равно:

м3/кг, (2.4)

где k –отношение процентного содержания азота к кислороду;

– общее количество кислорода, необходимое для полного горения 1 кг топлива.

Для обычного не обогащенного кислородом воздуха отношение процентного содержания азота к кислороду принимают равным: k = 3,762.

Тогда теоретический расход сухого воздуха для полного горения 1 кг топлива по формуле (2.4) равен:

м3/кг.

Действительный расход воздуха для полного горения 1 кг топлива:

м3/кг, (2.5)

где Lт – теоретический расход сухого воздуха для полного горения 1 кг топлива;

αв – коэффициент избытка воздуха.

Для определения действительно необходимого количества воздуха для полного сжигания топлива необходимо в зависимости от вида топлива, конструкции топливосжигающего устройства и температуры подогрева воздуха выбрать значение коэффициента избытка воздуха αв [4]. По справочной таблице для жидкого топлива и топливосжигающего устройства – форсунки коэффициент избытка воздуха αв = 1,15–1,35 [4]. Принимается αв = 1,2.

Тогда действительный расход воздуха для полного горения 1 кг топлива по формуле (2.5):

м3/кг.