4. Физические свойства газообразного топлива. (Температура, объем, нормальные и стандартные параметры, плотность, теплотворная способность, понятие условного топлива).
1. Температура измеряется на газопроводе и у крупных потребителей в °С, термометрами.
2. Объем измеряется в м3, для объема существуют нормальные и стандартные условия.
Нормальные 0°С, 101 кПа
Нормальные 20°С. 101,3 кПа
формулы
пересчета
3. Плотность, кг/м3
Метан ρ=0,72 кг/м3.
Пропан ρ=1,97 кг/м3
Бутан ρ=2,6 кг/м3
4. Давление в СИ Н/м2, при эксплуатации Па, мм в ст, кгс/м2.
5. Теплота сгорания один из видов энергии, Дж/м3 высшая и низшая теплота сгорания. Если при сгорании топлива образуются водяные пары (конденсация), тогда выделяется высшая теплота сгорания, если не конденсируются водяные пары, то низшая теплота сгорания.
Для сравнения существует понятие условное топливо с теплотой сгорания Q=29288 кДж/кг.
5. Температура воспламенения и пределы взрываемости. Критические параметры газов.
Любая газовоздушная смесь в зависимости от давления, температуры, и %-го содержания может воспламеняться и взрываться.
Нижний и верхний пределы взрываемости это % соотношения содержания газа в воздухе, при котором может произойти взрыв газа.
Если газа в воздухе меньше нижнего предела взрываемости, то газа слишком мало чтобы произошел взрыв. Если газа в воздухе больше верхнего предела взрываемости, то кислорода слишком мало чтобы произошел взрыв.
6. Горение газообразного топлива. (Реакция горения, стехиометрическое отношение, коэффициент избытка воздуха, 3 условия качественного сжигания – газа).
Реакцию горения газообразного топлива можно рассмотреть на примере метана
СН4 + 2СО2 +7,52 N2 = 2Н2О + СО2 +7,52 N2 + Q, кДж/кг
Коэффициент избытка воздуха в этом случае α = 1 (теоретически необходимое количество воздуха на горение)
Три условия качественного горения газа
1.Качественное перемешивание горючих составляющих газа с кислородом воздуха.
2.Воздуха должно быть достаточно для горения.
3.Должна быть обеспечена температура воспламенения газа в газовоздушной смеси.
Поджечь газовоздушную смесь можно:
1.Весь объем газовоздушной смеси нагреть до температуры самовоспламенения.
2.Холодную газовоздушную смесь поджигают от постороннего источника.
Скорость горения перпендикулярна к фронту горения, называется нормальная скорость распространения пламени. Это постоянная величина зависит от состава газовоздушной смеси.
Если скорость истечения газа из газогорелочного устройства равна нормальной скорости распространения пламени, тогда процесс горения проходит качественно.Два режима горения пламени отличных от нормального:1. Отрыв пламени. Происходит если газ выходит быстрее, чем он сгорает и возможен отрыв пламени ωн < ω. Чтобы не было отрыва пламени, уменьшают подачу газа или изменяют
параметры горелки. 2. Проскок газа. В этом случае скорость истечения меньше нормальной скорости ωн > ω. Также может потухнуть пламя, для этого увеличивают скорость истечения газа. Это возможно, при газовоздушной смеси.