- •Часть 1
- •Введение
- •Теоретическая часть
- •Перечень задач
- •Основные формулы и выражения
- •1. Пересчет масс топлива
- •2. Определение состава по рабочей массе для комбинированного двухкомпонентного топлива
- •7. Определение расхода воздуха
- •8. Объём продуктов горения
- •9. Расчет концентрационных пределов распространения пламени
- •10. Скорость распространения пламени
- •11. Калориметрическая температура горения
- •Примеры решения задач
- •Тема 1: Пересчет масс топлива, его калорийности и объемов продуктов сгорания
- •Тема 2: Концентрационные пределы воспламенения газовоздушных смесей и скорости распространения пламени
- •Тема 3: Калориметрическая температура горения топлива
- •Библиографический список
- •Исходные данные для задач
- •Тема 1: Пересчет масс топлива, его калорийности и объемов продуктов сгорания
- •Исходные данные для задач
- •Тема 2: Концентрационные пределы воспламенения газовоздушных смесей и скорости распространения пламени
- •Исходные данные для задач
- •Тема 3: Калориметрическая температура горения топлива
2. Определение состава по рабочей массе для комбинированного двухкомпонентного топлива
, |
(5) |
|
где |
- процентное содержание определенного элемента в смеси по рабочей массе, % |
|
|
- процентное содержание того же элемента по рабочей массе в первом и втором топливах, входящих в смесь, % |
|
|
b - массовая доля одного из компонентов, определяемая из выражения |
|
, |
(6) |
|
где |
- массы первого и второго топлива соответственно в смеси, кг. |
3. Определение теплоты сгорания твердого топлива, кДж/кг
Qнр=338 Ср+1025 Hр-108,56 (Oр-Sр)-25 Wр. |
(6) |
4. Определение теплоты сгорания газа, кДж/м3
Qнр=108 H2+126,3 CO+235 H2S+358,2 CH4+590,6 C2H4+637,3 C2H6+ +859,8 C3H6+912,3 C3H8+1134 C4H8+1186,2 C4H10+1460 C5H12+1403 C6H6. |
(7) |
5. Расчет плотности газа
ρ=0,01·(0,716 CH4+1,342 C2H6+1,967 C3H8+2,593 C4H10+3,218 C5H12+ +1,964 CО2+1,251 N2). |
(8) |
6. Вычисление времени работы топки, ч
, |
(9) |
|
где |
- время работы топки, ч; |
|
|
- расход топлива на топку, кг/ч |
|
|
Bу - условный расход топлива, кг, определяемый как соотношение |
|
, |
(10) |
|
где |
B –количество сгораемого топлива, кг; |
|
|
(Qнр)у.т. – низшая теплота условного топлива, 7 000 ккал/кг или 29 300 кДж/кг. |
7. Определение расхода воздуха
Для жидких и твёрдых топлив, м3/кг:
V0= 0,0889*(СР + 0,375 SРОР+К )+0,265 HР-0,0333 ОР, |
(11) |
для газообразных топлив, м3/м3:
V0 = 0,0476*(0,5 СО2 + 0,5 H2 + 1,5 H2S + Σ (m+n/4)*CmHn-O2) . |
(12) |
8. Объём продуктов горения
Теоретический объём продуктов горения VОГ, м3/кг, м3/м3:
VОГ = VRO2 + VОН2О + VОN2 , |
(13) |
|
где |
VRO2- объем трехатомных газов, м3/кг, м3/м3; |
|
|
VОН2О - объем водяных паров, м3/кг, м3/м3; |
|
|
VОN2 - объем паров азота, м3/кг, м3/м3. |
В реальных условиях при расчете процессов горения необходимо учитывать существующий избыток воздуха в топочном устройстве, определяемый коэффициентом α – коэффициентом избытка воздуха. При этом действительный объем продуктов горения будет определяться следующим выражением:
VГ = VRO2 + VН2О + VN2 + (α – 1)VО. |
(14) |
Для расчёта объёма дымовых газов используют следующие формулы.
Объем трехатомных газов для жидких и твёрдых топлив, м3/кг:
VRO2 = 1,866(СР + 0,375SР )/100, |
(15) |
для газообразных топлив, м3/м3:
VRO2 = 0,01 (СО2 + СО + H2S + Σ mCmHn ) , |
(16) |
|
где |
CmHn – углеводороды, входящие в состав газа, %. |
Объем паров азота для жидких и твёрдых топлив, м3/кг:
VN2 = 0,79V0 + 0,8NР/100 , |
(17) |
для газообразных топлив, м3/м3:
VN2 = 0,79V0 + 0,01N2 . |
(18) |
Объем водяных паров для жидких и твёрдых топлив, м3/кг:
VН2О = 0,111НР + 0,124WP +0,016VО, |
(19) |
для газообразных топлив, м3/м3:
VН2О = 0,01 (H2S + H2 + Σ (n/2)CmHn ) +0,0161VО . |
(20) |