2.Приближенный расчет горения мазута в топке котла.

Вариант	Элементарный состав мазута, %					коэффициент избытка воздуха =Vд/V0
	Ср	Нр	Ор+Nр (Ор ≈0,2%)	Wр	Sр
24	84,4	11,2	0,6	2,5	1,3	1,17

1) Теплота сгорания мазута

Q_н^р=0,34С^р+1,03Н^р+0,11(S^p-O^p)-0,025W^p;

Q_н^р=0,34*84,4+1,03*11,2+0,11*(1,3-0,2)-0,025*2,5=40,2905 МДж/кг.

Q_н^р=81С^р+246Н^р+26(S^р+О^р)-6W^р;

Q_н^р=81*84,4+246*11,2+26*(1,3+0,2)-6*2,5=9615,6 ккал/кг.

2) Количество воздуха, необходимое для горения

V_о= (0,089(С^р+0,375S^р)+0,265Н^р-0,033О^р);

V_о=1,17(0,089(84,4+0,375*1,3)+0,265*11,2-0,033*0,2)=10,516 м³/кг.

По приближенной формуле С. Г. Тройба

V_о= (Q_н^р/1000+0,007W^р-0,06О^р);

Vо=1,17(9548,7/1000+0,007*2,5-0,06*0,2)=11,178 м³/кг.

3) Объем продуктов сгорания при заданном значении

V_г=0,01(1,86(С^р +0,375S^р)+1,24(9Н^р +W^р)+1,6 V_о+ 79 V_о+0,8N^р +21( -1)*V_о);

V_г=0,01(1,86(84,4+0,375*1,3)+1,24(9*11,2+2,5)+1,6*10,516+79*10,516+0,8*0,4+

+21(1,17-1)*8,988)=11,66м³/кг.

Объем неразбавленных продуктов сгорания (при =1)

V_г^о=0,01(1,86(С^р+0,375S^р)+1,24(9Н^р+W^р)+1,6V_o+79V_о);

V_г^о=0,01(1,86(84,4+0,375*1,3)+1,24(9*11,2+2,5)+1,6*8,988+79*8,988)=10,104 м³/кг.

По приближенной формуле С. Г. Тройба объем продуктов сгорания при заданном значении

V_г= V_о + V= V_о+0,12*Q_н^р/1000+0,012*W^р-0,505;

V_г=10,516+0,12*9615,6/1000+0,012*2,5-0,505=11,195 м³/кг.

Тогда объем неразбавленных продуктов сгорания

V_г^о=V_o+ V=V_o+0,12*Q_н^р/1000+0,012W^р-0,505;

V_г^о=8,988+0,12*9615,6/1000+0,012*2,5-0,505=9,66 м³/кг.

4) Определяем теоретическую температуру сгорания t_о.

Предварительно задаемся значением t_о=2000⁰С.

Значения средней объемной теплоемкости продуктов сгорания и воздуха при постоянном давлении:

С^′_г=0,4 кДж/(м³*⁰С).

С′_в=0,36 кДж/(м³*⁰С).

Задаемся температурой воздуха, подаваемого в топку t_в=200 ⁰С и теплоемкостью воздуха С^′_в.т=0,31 кДж/(м³*⁰С).

Уточняем значение теоретической температуры сгорания

;

_{Задаваясь значением температуры газов на выходе из топки tг.в=1000} ⁰_{С, находим среднюю температуру факела топки.}

_,

_{где То=tо+273, К;}

_{Тг.в=tг.в+273, К;}

_{То=2382,94 К;}

_{Тг.в=1273 К.}

_;

_{Тф=1728,47 К.}

_{Тогда tф=Тф-273,} ^о_С;

_{tф=1728,47-273,} ^о_С

_tф=1455,47^о_С.

_{5) Жаропроизводительность топлива заданного состава:}

_, ^о_С

_{= 2379,15} ^о_С

t_max =2379,15^оС

3.Ответы на контрольные вопросы

1. Горючими элементами жидкого топлива являются углерод (С), водород (Н) и сера (S).

Углерод является главной горючей составляющей топлива. В мазуте его содержание 83-87%. При полном сгорании 1 кг углерода выделяется около 33,5 кДж теплоты.

Сера в жидком топливе содержится в свободном состоянии в виде сернистых соединений. Содержание достигает 0,1-3%.При полном сгорании 1 кг горючей серы выделяется 9 кДж теплоты.

Водород- важная составляющая топлив, в жидком топливе содержится 11-14% водорода. При сгорании образуется влага. В зависимости от агрегатного состояния влаги при сжигании 1 кг водорода выделяется 119,5-142 кДж.

2. Требования, предъявляемые к топливу, изложены в ГОСТе.

Некоторые из них приведены ниже:

Основные энергетические характеристики:

Q^р_н - низшая теплота сгорания, Дж/кг или ккал/кг.

p – плотность, м³/кг.

Основные физико-химические показатели:

Содержание C^г, H^г, S^г+S^г_к в %, механических примесей, воды,

вязкость при 80 ^оС - более 8,

вязкость более 100 ^оС – 6,5-9,5.

Основные эксплуатационные свойства жидкого топлива:

температура вспышки – 90-140 ^оС,

температура застывания более -25 ^оС.

3. Под теоретической температурой горения понимают температуру, до которой в камере сгорания могли бы быть нагреты продукты сгорания, образующиеся при сгорании 1 кг топлива при отсутствии теплообмена между продуктами сгорания и тепловоспринимающей поверхностью нагрева.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В этой работе я изучила энергетические характеристики жидкого топлива для котельных установок, основные закономерности смесеобразования и сгорания в топках.

Рассчитала среднюю температуру факела топки, она получилась равной Т_ф=1728,47^оС, а также жаропроизводительность жидкого топлива заданной марки по индивидуальному варианту - t_max=2379,15 ^оС.

Полученные значения температуры факела и жаропроизводительности мазута данного состава приемлемы по сравнению со значениями этих величин других видов топлива.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. В.Р. Ведрученко, В.В. Крайнов. Топливо и основы горения. Форсунки и горелочные устройства котельных установок. ОмГУПС. Омск 2001.

2. В. Т. Кумсков, А.И. Покалюк. Топливо и масла электрических станций. М.: Энергия, 1969.

3. Н. А. Киселев. Котельные установки. М.: Высшая школа, 1979.

4. В.А. Адамов. Сжигание мазута в топках котлов. Л.: Недра, 1989

5. Белосельский Б. С. Топочные мазуты. М.: Энергия, 1978.

11