Termofizičke karakteristike i svojstva plinova. Fizička svojstva zraka, plinova i vode Svojstva dimnih plinova iz temperature
država obrazovna ustanova više strukovno obrazovanje
Država Samara Tehničko sveučilište»
Odjel za kemijsku tehnologiju i industrijsku ekologiju
TEČAJNI RAD
u disciplini "Tehnička termodinamika i toplinsko inženjerstvo"
Tema: Proračun jedinice za oporabu topline otpadnih plinova tehnološka peć
Dopunilo: Studentica Ryabinina E.A.
ZF tečaj III grupa 19
Provjerio: konzultant Churkina A.Yu.
Samara 2010
Uvod
Većina kemijskih postrojenja stvara toplinski otpad na visokim i niskim temperaturama, koji se može koristiti kao sekundarni izvor energije (RER). To uključuje ispušne plinove iz raznih kotlova i procesnih peći, rashlađene struje, rashladnu vodu i otpadnu paru.
Toplinski VER u velikoj mjeri pokrivaju potražnju za toplinom pojedinih industrija. Na primjer, u industriji dušika više od 26% potražnje za toplinom zadovoljava OIE, u industriji sode - više od 11%.
Broj korištenih RER -a ovisi o tri čimbenika: temperaturi RER -a, njihovoj toplinskoj snazi i kontinuitetu izlaza.
Trenutno je najraširenije korištenje topline otpadnih industrijskih plinova koji imaju potencijal visoke temperature za gotovo sve vatrogasno-tehničke procese i mogu se kontinuirano koristiti u većini industrija. Toplina otpadnih plinova glavna je komponenta energetske bilance. Koristi se uglavnom u tehnološke, a u nekim slučajevima i u energetske svrhe (u kotlovima na otpadnu toplinu).
No, široko rasprostranjena uporaba visokotemperaturnih toplinskih OIE povezana je s razvojem metoda uporabe, uključujući toplinu troske sa žarnom niti, proizvoda itd., Novim metodama iskorištavanja topline otpadnih plinova, kao i s poboljšanjem dizajna postojeću opremu za korištenje.
1. Opis tehnološka shema
U pećnicama s cijevima koje nemaju konvekcijsku komoru ili u pećnicama s zračenjem s konvekcijom, ali s relativno visokom početnom temperaturom zagrijanog proizvoda, temperatura ispušnih plinova može biti relativno visoka, što dovodi do povećanih gubitaka topline, smanjenje učinkovitosti peći i veća potrošnja goriva. Stoga je potrebno koristiti toplinu otpadnih plinova. To se može postići ili grijačem zraka koji zagrijava zrak koji ulazi u peć radi sagorijevanja goriva, ili ugradnjom kotlova na otpadnu toplinu, koji omogućuju dobivanje vodene pare potrebne za tehnološke potrebe.
Međutim, za zagrijavanje zraka potrebni su dodatni troškovi za izgradnju grijača zraka, puhala, kao i dodatna potrošnja energije koju troši motor puhala.
Kako bi se osigurao normalan rad grijača zraka, važno je spriječiti mogućnost korozije njegove površine sa strane protoka. dimni plin... Ova pojava je moguća kada je temperatura površine izmjenjivača topline ispod temperature rosišta; U tom se slučaju dio dimnih plinova, izravno u dodiru s površinom grijača zraka, značajno hladi, vodena para sadržana u njima djelomično se kondenzira i, upijajući sumpor -dioksid iz plinova, tvori agresivnu slabu kiselinu.
Točka rosišta odgovara temperaturi pri kojoj je tlak zasićene vodene pare jednak parcijalnom tlaku vodene pare sadržane u dimnim plinovima.
Jedna od najpouzdanijih metoda zaštite od korozije je zagrijavanje zraka na neki način (na primjer, u grijačima vode ili pare) do temperature iznad točke rosišta. Takva korozija može nastati i na površini konvekcijskih cijevi ako je temperatura sirovine koja ulazi u peć ispod rosišta.
Izvor topline za povećanje temperature zasićene pare je reakcija oksidacije (izgaranja) primarnog goriva. Dimni plinovi nastali tijekom sagorijevanja predaju toplinu u zračenju, a zatim i konvekcijske komore prema dovodnom toku (vodena para). Pregrijana para ulazi u potrošača, a proizvodi izgaranja izlaze iz peći i ulaze u kotao za otpadnu toplinu. Na izlazu iz WHB -a zasićena vodena para vraća se u peć za pregrijavanje parom, a dimni plinovi se hlade napojnu vodu, uđite u grijač zraka. Iz podgrijača zraka dimni plinovi odlaze u KTAN, gdje se voda koja teče kroz zavojnicu zagrijava i ide ravno do potrošača, a dimni plinovi - u atmosferu.
2. Proračun peći
2.1 Proračun procesa izgaranja
Odredite neto toplinsku vrijednost goriva P R n... Ako je gorivo pojedinačni ugljikovodik, tada je toplina njegova izgaranja P R n jednaka standardnoj toplini izgaranja minus toplina isparavanja vode u produktima izgaranja. Također se može izračunati iz standardnih toplinskih učinaka stvaranja početnih i krajnjih produkata na temelju Hessovog zakona.
Za gorivo koje se sastoji od mješavine ugljikovodika određuje se toplina izgaranja, ali pravilo aditivnosti:
gdje Q pi n- toplina izgaranja i-pređi na komponentu goriva;
y i- koncentracija i-pređite na komponentu goriva u dijelovima jedinice, zatim:
P R n cm = 35,84 ∙ 0,987 + 63,80 ∙ 0,0033+ 91,32 ∙ 0,0012+ 118,73 ∙ 0,0004 + 146,10 ∙ 0,0001 = 35,75 MJ / m 3.
Molarna masa goriva:
M m = Σ M i ∙ y i ,
gdje M i- molekulska masa i-pređite na komponentu goriva, dakle:
M m = 16.042 ∙ 0.987 + 30.07 ∙ 0.0033 + 44.094 ∙ 0.0012 + 58.120 ∙ 0.0004 + 72.15 ∙ 0.0001 + 44.010 ∙ 0.001 + 28.01 ∙ 0.007 = 16.25 kg / mol.
kg / m 3,
zatim P R n cm, izražen u MJ / kg, jednak je:
MJ / kg.
Rezultati proračuna sažeti su u tablici. 1:
Sastav goriva stol 1
Odredimo elementarni sastav goriva,% (masa.):
,
gdje n i C , nih , n i N , n i O- broj atoma ugljika, vodika, dušika i kisika u molekulama pojedinih komponenti koje čine gorivo;
Sadržaj svake komponente goriva, tež. %;
x i- sadržaj svake komponente goriva, kažu. %;
M i- molarna masa pojedinih komponenata goriva;
M m je molarna masa goriva.
Provjera sastava :
C + H + O + N = 74,0 + 24,6 + 0,2 + 1,2 = 100% (masa).
Odredimo teoretsku količinu zraka potrebnu za sagorijevanje 1 kg goriva, određuje se iz stehiometrijske jednadžbe reakcije izgaranja i sadržaja kisika u atmosferskom zraku. Ako je poznat elementarni sastav goriva, teoretska količina zraka L 0, kg / kg, izračunava se po formuli:
U praksi, kako bismo osigurali potpunost izgaranja goriva, u peć se unosi višak količine zraka, nalazimo stvarni protok zraka pri α = 1,25:
L = αL 0 ,
gdje L- stvarna potrošnja zraka;
α - koeficijent viška zraka,
L = 1,25 ∙ 17,0 = 21,25 kg / kg.
Specifični volumen zraka (n.a.) za izgaranje 1 kg goriva:
gdje ρ u= 1,293 - gustoća zraka u normalnim uvjetima,
m 3 / kg.
Pronađimo količinu produkata izgaranja nastalih tijekom izgaranja 1 kg goriva:
ako je poznat elementarni sastav goriva, tada se maseni sastav dimnih plinova po 1 kg goriva s njegovim potpunim izgaranjem može odrediti na temelju sljedećih jednadžbi:
gdje m CO2 , m H2O , m N2 , m O2 je masa odgovarajućih plinova, kg.
Ukupna količina produkata izgaranja:
m p. iz = m CO2 + m H2O + m N2 + m O2,
m p. iz= 2,71 + 2,21 + 16,33 + 1,00 = 22,25 kg / kg.
Provjeravamo dobivenu vrijednost:
gdje W f- specifična potrošnja pare mlaznice pri sagorijevanju tekućeg goriva, kg / kg (za plinsko gorivo W f = 0),
Budući da je gorivo plin, zanemarujemo sadržaj vlage u zraku i zanemarujemo količinu vodene pare.
Pronađimo volumen produkata izgaranja u normalnim uvjetima, nastao tijekom izgaranja 1 kg goriva:
gdje m i- masa odgovarajućeg plina nastala tijekom izgaranja 1 kg goriva;
ρ i- gustoća ovog plina u normalnim uvjetima, kg / m 3;
M i- molarna masa ovog plina, kg / kmol;
22,4 - molarni volumen, m 3 / kmol,
m 3 / kg; 
m 3 / kg;
m 3 / kg; 
m 3 / kg.
Ukupni volumen produkata izgaranja (n.a.) pri stvarnoj potrošnji zraka:
V = V CO2 + V H2O + V N2 + V O2 ,
V. = 1,38 + 2,75+ 13,06 + 0,70 = 17,89 m3 / kg.
Gustoća produkata izgaranja (n.a.):
kg / m 3.
Pronađimo toplinski kapacitet i entalpiju produkata izgaranja 1 kg goriva u temperaturnom rasponu od 100 ° C (373 K) do 1500 ° C (1773 K), koristeći podatke u tablici. 2.
Prosječni specifični toplinski kapaciteti plinova s p, kJ / (kg ∙ K) tablica 2
| t, ° S |
|||||
Entalpija dimnih plinova nastalih pri izgaranju 1 kg goriva:
gdje sa CO2 , s H20 , s N2 , s O2- prosječni specifični toplinski kapaciteti pri stalnom tlaku koji odgovaraju travnjaku pri temperaturi t, kJ / (kg K);
s t je prosječni toplinski kapacitet dimnih plinova nastalih pri izgaranju 1 kg goriva na temperaturi t, kJ / (kg K);
pri 100 ° C: kJ / (kg ∙ K);
pri 200 ° C: kJ / (kg ∙ K);
pri 300 ° C: kJ / (kg ∙ K);
pri 400 ° C: kJ / (kg ∙ K);
pri 500 ° C: kJ / (kg ∙ K);
pri 600 ° C: kJ / (kg ∙ K);
pri 700 ° C: kJ / (kg ∙ K);
pri 800 ° C: kJ / (kg ∙ K);
pri 1000 ° C: kJ / (kg ∙ K);
pri 1500 ° C: kJ / (kg ∙ K);
Rezultati proračuna sažeti su u tablici. 3.
Entalpija produkata izgaranja Tablica 3
Prema tablici. 3 izgraditi grafikon ovisnosti H t = f ( t ) (Sl. 1) vidi privitak .
2.2 Izračun toplinska ravnoteža peći, učinkovitost peći i potrošnja goriva
Toplinski tok primljen parom u peći (korisno toplinsko opterećenje):
gdje G- količina pregrijane vodene pare po jedinici vremena, kg / s;
H vp1 i H vp2
Uzimamo da je temperatura dimnih plinova 320 ° C (593 K). Gubitak topline zračenjem u okoliš iznosit će 10%, pri čemu se 9% njih gubi u zračnoj komori, a 1% u konvekcijskoj komori. Učinkovitost peći je η t = 0,95.
Zanemarujemo gubitak topline zbog kemijskog podgorijevanja, kao i količinu topline dolaznog goriva i zraka.
Odredite učinkovitost peći:
gdje Uh- entalpija produkata izgaranja pri temperaturi dimnih plinova koji napuštaju peć, t yh; temperatura ispušnih dimnih plinova obično se uzima za 100 - 150 ° C višu od početne temperature sirovine na ulazu u peć; q znoj- gubitak topline zračenjem u okoliš,% ili dio Q pod ;
Potrošnja goriva, kg / s:
kg / s.
2.3 Proračun zračne i konvekcijske komore
Na prijelazu smo postavili temperaturu dimnih plinova: t NS= 750 - 850 ° C, prihvaćamo
t NS= 800 ° C (1073 K). Entalpija produkata izgaranja pri temperaturi na prijelazu
H NS= 21171,8 kJ / kg.
Toplinski tok koji prima vodena para u zračnim cijevima:
gdje H n je entalpija produkata izgaranja pri temperaturi dimnih plinova u prolazu, kJ / kg;
η t je učinkovitost peći; preporuča se uzeti jednako 0,95 - 0,98;
Toplinski tok koji prima vodena para u konvekcijskim cijevima:
Entalpija vodene pare na ulazu u zračni dio bit će:
kJ / kg.
Uzimamo vrijednost gubitka tlaka u konvekcijskoj komori ∆ P Do= 0,1 MPa, tada:
P Do = P - P Do ,
P Do= 1,2 - 0,1 = 1,1 MPa.
Temperatura ulaska vodene pare u zračni dio t Do= 294 ° C, tada će prosječna temperatura vanjske površine zračnih cijevi biti:
gdje Δt- razlika između temperature vanjske površine zračnih cijevi i temperature vodene pare (sirovine) zagrijane u cijevima; Δt= 20 - 60 ° C;
DO.
Maksimalna projektirana temperatura izgaranja:
gdje t o- snižena temperatura početne smjese goriva i zraka; uzeti jednak temperaturi zraka dovedenog za izgaranje;
HVALA.- specifični toplinski kapacitet produkata izgaranja pri temperaturi t NS;
° C.
Na t max = 1772.8 ° C i t n = 800 ° C toplinska gustoća apsolutno crne površine q s za različite temperature vanjske površine zračnih cijevi ima sljedeće vrijednosti:
Θ, ° C 200 400 600
q s, W / m 2 1,50 ∙ 10 5 1,30 ∙ 10 5 0,70 ∙ 10 5
Gradimo pomoćni graf (slika 2) vidi privitak, prema kojem nalazimo toplinsku gustoću pri Θ = 527 ° C: q s= 0,95 ∙ 10 5 W / m 2.
Izračunavamo ukupni protok topline uveden u peć:
Prethodna vrijednost za površinu ekvivalentne apsolutno crne površine:
m 2.
Uzimamo stupanj prosijavanja zida Ψ = 0,45 i za α = 1,25 to nalazimo
H s /H l = 0,73.
Ekvivalentna ravna površina:
m 2.
Prihvaćamo postavljanje cijevi u jednom redu i korak između njih:
S = 2d n= 2 ∙ 0,152 = 0,304 m. Za ove vrijednosti faktor oblika DO = 0,87.
Veličina zaštićene zidane površine:
m 2.
Grijaća površina zračnih cijevi:
m 2.
Odabiremo pećnicu BB2, njeni parametri:
površina zračne komore, m 2 180
površina konvekcijske komore, m 2 180
radna duljina peći, m 9
širina komore zračenja, m 1,2
izvršenje b
metoda sagorijevanja goriva bez plamena
promjer cijevi zračne komore, mm 152 × 6
promjer cijevi konvekcijske komore, mm 114 × 6
Broj cijevi u zračnoj komori:
gdje d n - vanjski promjer cijevi u zračnoj komori, m;
l pod - korisna duljina zračnih cijevi ispranih protokom dimnih plinova, m,
l kat = 9 - 0,42 = 8,2 m,
.
Gustoća topline površine zračnih cijevi:
Š / m 2.
Odredite broj cijevi konvekcijske komore:
Slažemo ih u šahovnici od 3 u jedan vodoravni red. Nagib između cijevi S = 1,7 d n = 0,19 m.
Prosječna razlika u temperaturi određena je formulom:
° C.
Koeficijent prijenosa topline u konvekcijskoj komori:
W / (m 2 ∙ K).
Gustoća topline površine konvekcijskih cijevi određena je formulom:
Š / m 2.
2.4 Hidraulički proračun zavojnice peći
Hidrauličkim proračunom zavojnice peći utvrđuje se gubitak tlaka vodene pare u zračnim i konvekcijskim cijevima.
gdje G
ρ do V.P. - gustoća vodene pare pri prosječnoj temperaturi i tlaku u konvekcijskoj komori, kg / m 3;
d k - unutarnji promjer konvekcijskih cijevi, m;
z k je broj protoka u konvekcijskoj komori,
m / s.
ν k = 3,311 ∙ 10 -6 m 2 / s.
Vrijednost Reynoldsovog kriterija:
m.
Gubitak tlaka trenjem:
Pa = 14,4 kPa.
Pa = 20,2 kPa.
gdje je Σ ζ do
- broj zavoja.
Ukupni gubitak tlaka:
2.5 Proračun gubitka tlaka vodene pare u zračnoj komori
Prosječna brzina vodene pare:
gdje G- potrošnja pare pregrijane u peći, kg / s;
ρ r vp - gustoća vodene pare pri prosječnoj temperaturi i tlaku u konvekcijskoj komori, kg / m 3;
d p je unutarnji promjer konvekcijskih cijevi, m;
z p je broj strujanja u ventilacijskoj komori,
m / s.
Kinematička viskoznost vodene pare pri prosječnoj temperaturi i tlaku u konvekcijskoj komori ν p = 8,59 ∙ 10 -6 m 2 / s.
Vrijednost Reynoldsovog kriterija:
Ukupna duljina cijevi u ravnom presjeku:
m.
Koeficijent hidrauličkog trenja:
Gubitak tlaka trenjem:
Pa = 15,1 kPa.
Gubici tlaka za prevladavanje lokalnog otpora:
Pa = 11,3 kPa,
gdje je Σ . str= 0,35 - koeficijent otpora pri okretanju za 180 ºS,
- broj zavoja.
Ukupni gubitak tlaka:
Proračuni su pokazali da će odabrana peć osigurati proces pregrijavanja vodene pare u zadanom načinu rada.
3. Proračun kotla za otpadnu toplinu
Pronaći Prosječna temperatura dimni plinovi:
gdje t 1 - temperatura dimnih plinova na ulazu,
t 2 - temperatura dimnih plinova na izlazu, ° C;
° C (538 K).
Maseni protok dimnih plinova:
gdje je B potrošnja goriva, kg / s;
Za dimne plinove određuje se specifična entalpija na temelju podataka u tablici. 3 i sl. 1 po formuli:
Entalpije rashladnih sredstava Tablica 4
Toplinski tok koji se prenosi dimnim plinovima:
gdje H 1 i H 2 - entalpija dimnih plinova pri ulaznoj i izlaznoj temperaturi komore za izgaranje, nastala tijekom izgaranja 1 kg goriva, kJ / kg;
B - potrošnja goriva, kg / s;
h 1 i h 2 - specifične entalpije dimnih plinova, kJ / kg,
Toplinski tok koji prima voda, W:
gdje η ku je koeficijent iskorištenja topline u KU; η ky = 0,97;
G n - kapacitet pare, kg / s;
h do VP - entalpija zasićene vodene pare pri izlaznoj temperaturi, kJ / kg;
h n in - entalygaya napojna voda, kJ / kg,
Količina vodene pare primljene u KU određena je formulom:
kg / s.
Toplotni tok koji voda prima u zoni grijanja:
gdje h do in - specifična entalpija vode pri temperaturi isparavanja, kJ / kg;
Toplinski tok koji se dovodi dimnim plinovima u vodu u zoni grijanja (korisna toplina):
gdje h x - specifična entalpija dimnih plinova pri temperaturi t x, dakle:
kJ / kg.
Entalpija izgaranja za 1 kg goriva:
Sl. 1 temperatura dimovoda koja odgovara vrijednosti H x = 5700,45 kJ / kg:
t x = 270 ° C.
Prosječna razlika temperature u zoni grijanja:
° C.
270 dimnih plinova 210 Uzimajući u obzir indeks protustrujanja:
gdje DO f - koeficijent prijenosa topline;
m 2.
Prosječna razlika temperature u zoni isparavanja:
° C.
320 dimnih plinova 270 Uzimajući u obzir indeks protustrujanja:
187 vodena para 187
Površina izmjene topline u zoni grijanja:
gdje DO f - koeficijent m6prijenosa;
m 2.
Ukupna površina prijenosa topline:
Ž = Ž n + Ž ti,
Ž= 22,6 + 80 = 102,6 m 2.
U skladu s GOST 14248-79 odabiremo standardni isparivač u parnoj komori sa sljedećim karakteristikama:
promjer kućišta, mm 1600
broj snopova cijevi 1
broj cijevi u jednom snopu 362
površina izmjenjivača topline, m 2 170
površina presjeka jednog poteza
kroz cijevi, m 2 0,055
4. Toplinska ravnoteža grijača zraka
Atmosferski zrak s temperaturom t ° u-x ulazi u aparat, gdje se zagrijava do temperature t x u-x zbog topline dimnih plinova.
Potrošnja zraka, kg / s određuje se na temelju potrebne količine goriva:
gdje V.- potrošnja goriva, kg / s;
L- stvarna potrošnja zraka za izgaranje 1 kg goriva, kg / kg,
Dimni se plinovi, koji odaju toplinu, hlade t dgZ = t dg2 prije t dg4 .
=
gdje H 3 i H 4- entalpija dimnih plinova na temperaturama t dg3 i t dg4 kJ / kg,
Protok topline primljen zrakom, W:
gdje s in-x- prosječni specifični toplinski kapacitet zraka, kJ / (kg K);
0,97 - učinkovitost grijača zraka,
Konačna temperatura zraka ( t x u-x) određuje se iz jednadžbe toplinske bilance:
DO.
5. Ravnoteža topline KTAN -a
Nakon grijača zraka dimni plinovi ulaze u kontaktni uređaj s aktivnom mlaznicom (KTAN), gdje im se temperatura smanjuje od t dg5 = t dg4 na temperaturu t dg6= 60 ° C.
Uklanjanje topline dimnih plinova vrši se pomoću dva odvojena toka vode. Jedan tok dolazi u izravan kontakt s dimnim plinovima, a drugi izmjenjuje toplinu s njima kroz stijenku zavojnice.
Toplinski tok koji ispuštaju dimni plinovi, W:
gdje H 5 i H 6- entalpija dimnih plinova na temperaturi t dg5 i t dg6 kJ / kg,
Količina rashladne vode (ukupno), kg / s, određuje se iz jednadžbe toplinske bilance:
gdje je η učinkovitost KTAN -a, η = 0,9,
kg / s.
Toplinski tok primljen rashladnom vodom, W:
gdje G vode- potrošnja rashladne vode, kg / s:
s vodom- specifični toplinski kapacitet vode, 4,19 kJ / (kg K);
t n vode i t u vodu- temperatura vode na ulazu i izlazu iz KTAN -a,
6. Proračun učinkovitosti jedinice za oporabu topline
Prilikom određivanja vrijednosti učinkovitosti sintetiziranog sustava ( η tu) koristi se tradicionalni pristup.
Izračun učinkovitosti jedinice za oporabu topline provodi se prema formuli:
7. Eksergijska procjena sustava "peć - kotao na otpadnu toplinu"
Eksergijska metoda analize energetsko-tehnoloških sustava omogućuje najobjektivniju i kvalitativnu procjenu gubitaka energije, koji se ni na koji način ne otkrivaju tijekom konvencionalne procjene pomoću prvog zakona termodinamike. U ovom se slučaju efikasnost eksergije koristi kao kriterij procjene, koji je definiran kao omjer dodijeljene eksergije i eksergije isporučene u sustav:
gdje E pod- eksergija goriva, MJ / kg;
E rupa- eksergija opažena protokom vodene pare u peći i kotlom za otpadnu toplinu.
U slučaju plinovitog goriva isporučena eksergija je zbroj eksergije goriva ( E sub1) i eksergija zraka ( E pod2):
gdje N n i Ali- entalpija zraka pri temperaturi ulaza u peć i temperaturi okoline, kJ / kg;
Da- 298 K (25 ° C);
ΔS- promjena entropije zraka, kJ / (kg K).
U većini slučajeva veličina eksergije zraka može se zanemariti, to jest:
Dodijeljena eksergija za sustav koji se razmatra sastoji se od eksergije koju percipira vodena para u peći ( E rupa1) i eksergija koju percipira vodena para u KU ( E otv2).
Za mlaz pare zagrijane u peći:
gdje G- potrošnja pare u peći, kg / s;
H VP1 i H vp2- entalpija vodene pare na ulazu i izlazu iz peći, kJ / kg;
ΔS vp- promjena entropije vodene pare, kJ / (kg K).
Za protok vodene pare primljene u KU:
gdje G n- potrošnja pare u kotlovskoj jedinici, kg / s;
h do vp- entalpija zasićene vodene pare na izlazu iz WHB -a, kJ / kg;
h n u je entalpija napojne vode na ulazu u CH, kJ / kg.
E rupa = E rupa1 + E rupa2 ,
E rupa= 1965,8 + 296,3 = 2262,1 J / kg.
Zaključak
Nakon izračuna predložene instalacije (iskorištavanje topline otpadnih plinova tehnološke peći), možemo zaključiti da je za dati sastav goriva, produktivnost peći za vodenu paru i druge pokazatelje - vrijednost učinkovitosti sintetiziranog sustava visoka, dakle - instalacija je učinkovita; To je pokazala i procjena eksergije sustava "peć - kotao na otpadnu toplinu", međutim, s obzirom na troškove energije, instalacija ostavlja mnogo želja i zahtijeva poboljšanja.
Popis korištene literature
1. Kharaz D .I... Načini korištenja sekundarnih izvora energije u kemijskoj industriji / D. I. Kharaz, B. I. Psakhis. - M.: Kemija, 1984.- 224 str.
2. Skoblo A . I... Procesi i aparati prerade nafte i petrokemijske industrije / A. I. Skoblo, I. A. Tregubova, Yu. K., Molokanov. - 2. izd., Rev. i dodati. - M.: Kemija, 1982.- 584 str.
3. Pavlov K .Ž... Primjeri i zadaci za tijek procesa i uređaja kemijske tehnologije: Udžbenik. Priručnik za sveučilišta / K. F. Pavlov, P. G. Romankov, A. A. Noskov; Ed. P.G. Romankova. - 10. izd., Rev. i dodati. - L.: Kemija, 1987.- 576 str.
Primjena
Termofizička svojstva plinoviti produkti izgaranja potrebni za izračunavanje ovisnosti različitih parametara o temperaturi danog plinovitog medija mogu se utvrditi na temelju vrijednosti navedenih u tablici. Konkretno, navedene ovisnosti o toplinskom kapacitetu dobivaju se u obliku:
C psm = a -1/ d,
gdje a = 1,3615803; b = 7,0065648; c = 0,0053034712; d = 20,761095;
C psm = a + bT sm + cT 2 sm,
gdje a = 0,94426057; b = 0,00035133267; c = -0,0000000539.
Prva ovisnost je poželjnija u smislu točnosti aproksimacije, druga se ovisnost može usvojiti za izračune manje točnosti.
Fizikalni parametri dimnih plinova
(na P = 0,0981 MPa; R CO2 = 0,13; str H20 = 0,11; R N2 = 0,76)
| t, ° S | γ, Nm -3 | sa str, W (m 2 ° C) -1 | λ · 10 2, W (m · K) -1 | a· 10 6, m 2 · s -1 | μ · 10 6, Pa · s | v· 10 6, m 2 · s -1 | Pr |
| 12,704 | 1,04 | 2,28 | 16,89 | 15,78 | 12,20 | 0,72 | |
| 9,320 | 1,07 | 3,13 | 30,83 | 20,39 | 21,54 | 0,69 | |
| 7,338 | 1,10 | 4,01 | 48,89 | 24,50 | 32,80 | 0,67 | |
| 6,053 | 1,12 | 4,84 | 69,89 | 28,23 | 45,81 | 0,65 | |
| 5,150 | 1,15 | 5,70 | 94,28 | 31,69 | 60,38 | 0,64 | |
| 4,483 | 1,18 | 6,56 | 121,14 | 34,85 | 76,30 | 0,63 | |
| 3,973 | 1,21 | 7,42 | 150,89 | 37,87 | 93,61 | 0,62 | |
| 3,561 | 1,24 | 8,27 | 183,81 | 40,69 | 112,10 | 0,61 | |
| 3,237 | 1,26 | 9,15 | 219,69 | 43,38 | 131,80 | 0,60 | |
| 2,953 | 1,29 | 10,01 | 257,97 | 45,91 | 152,50 | 0,59 | |
| 2,698 | 1,31 | 10,90 | 303,36 | 48,36 | 174,30 | 0,58 | |
| 2,521 | 1,32 | 11,75 | 345,47 | 40,90 | 197,10 | 0,57 | |
| 2,354 | 1,34 | 12,62 | 392,42 | 52,99 | 221,00 | 0,56 |
DODATAK 3
(referenca)
Propust zraka i dima zračnih kanala i ventila
1. Za utvrđivanje propuštanja ili propuštanja zraka u odnosu na ventilacijske kanale sustava za kontrolu dima, mogu se koristiti sljedeće formule, dobivene približavanjem tabličnih podataka:
za zračne kanale klase H (u rasponu tlaka 0,2 - 1,4 kPa): ΔL = a(R - b)s, gdje ΔL- propuštanje zraka (curenje), m 3 / m 2 h; R- tlak, kPa; a = 10,752331; b = 0,0069397038; s = 0,66419906;
za zračne kanale klase P (u rasponu tlaka 0,2 - 5,0 kPa): gdje a = 0,00913545; b =-3.1647682 x 10 8; c =-1,2724412 x 10 9; d = 0,68424233.
2. Za normalno zatvorene zaklopke za gašenje požara, numeričke vrijednosti specifičnih karakteristika otpornosti na dim i prodiranje plina, ovisno o temperaturi plina, odgovaraju podacima dobivenim tijekom ispitivanja na požaru različitih proizvoda na pokusnoj bazi VNIIPO:
| 1. Opće odredbe... 2 2. Početni podaci. 3 3. Ispušna dimna ventilacija. 4 3.1. Uklanjanje produkata izgaranja izravno iz prostorije za gorenje. 4 3.2. Uklanjanje produkata izgaranja iz prostorija u blizini prostorije za gorenje. 7 4. Omogućite ventilaciju dima. 9 4.1. Dovod zraka u stubišta... 9 4.2. Dovod zraka u podizna vratila.. 14 4.3. Dovod zraka do zatvarača predvorja .. 16 4.4. Kompenziranje dovoda zraka. 17 5. Tehnički podaci oprema. 17 5.1. Oprema za ventilacijske sustave za odvod dima. 17 5.2. Oprema za opskrbu sustavima za ventilaciju dima. 21 6. Načini upravljanja vatrom. 21 Literatura .. 22 Dodatak 1. Određivanje glavnih parametara protupožarnog opterećenja prostora. 22 Dodatak 2. Termofizička svojstva dimnih plinova. 24 Dodatak 3. Propustljivost zraka i dima zračnih kanala i ventila. 25 |
Pri izgradnji peći, idealno, želite imati dizajn koji bi automatski osigurao onoliko zraka koliko je potrebno za izgaranje. Na prvi pogled to se može učiniti dimnjakom. Doista, što drvo intenzivnije izgara, što bi više vrućih dimnih plinova trebalo biti, to bi trebao biti veći propuh (model rasplinjača). Ali to nije tako. Promaja uopće ne ovisi o količini stvorenih vrućih dimnih plinova. Gaz je pad tlaka u cijevi od glave cijevi do ložišta. Određuje se visinom cijevi i temperaturom dimnih plinova, točnije njihovom gustoćom.
Vuča se određuje formulom:
F = A (p in - p d) h
gdje je F potisak, A koeficijent, p in je gustoća vanjskog zraka, p d je gustoća dimnih plinova, h je visina dimnjaka
Gustoća dimnih plinova izračunava se po formuli:
p d = p in (273 + t in) / (273 + t in)
gdje je t in i d d temperatura vanjskog atmosferskog zraka izvan dimnjaka i dimnih plinova u dimnjaku u stupnjevima Celzijusa.
Brzina kretanja dimnih plinova u cijevi (volumetrijski protok, odnosno usisni kapacitet cijevi) G uopće ne ovisi o visini cijevi i određena je temperaturnom razlikom između dimnih plinova i vanjskog zraka, kao i površinom presjek dimnjak. Iz toga proizlaze brojni praktični zaključci.
Isprva, dimnjaci se uopće ne podižu radi povećanja protoka zraka kroz ložište, već samo radi povećanja gaza (odnosno pada tlaka u cijevi). To je vrlo važno kako bi se spriječilo prevrtanje propuha (dim iz peći) kada postoji vjetar (vrijednost propuha uvijek mora premašiti mogući povratni vjetar).
Drugo, prikladno je regulirati protok zraka uz pomoć uređaja koji mijenjaju područje otvorenog dijela cijevi, odnosno uz pomoć ventila. Na primjer, s povećanjem površine poprečnog presjeka kanala dimnjaka, može se očekivati približno dvostruko povećanje volumetrijskog protoka zraka kroz ložište.
Objasnimo to jednostavnim i ilustrativnim primjerom. Imamo dvije identične pećnice. Kombiniramo ih u jedno. Dobivamo dvostruko veću peć s dvostruko većom količinom sagorijevanja drva, s dvostrukim protokom zraka i površinom poprečnog presjeka cijevi. Ili (što je isto), ako u ložištu gori sve više drva za ogrjev, tada je potrebno otvarati sve više ventila na cijevi.
Treće, ako peć normalno gori u stacionarnom stanju, a dodatno smo pustili protok hladnog zraka u ložište pored zapaljenog drva u dimnjak, dimni plinovi će se odmah ohladiti i protok zraka kroz peć će se smanjiti. U tom će slučaju goruće drvo za ogrjev početi blijedjeti. Odnosno, čini se da ne utječemo izravno na ogrjevno drvo i ne usmjeravamo dodatni protok mimo ogrjevnog drva, ali ispada da cijev može propustiti manje dimnih plinova nego prije, kada je taj dodatni protok zraka bio odsutan. Sama cijev će smanjiti protok zraka za drvo, što je prije bilo, i, štoviše, neće dopustiti dodatni tok hladnog zraka. Drugim riječima, dimnjak će biti zaključan.
Zato su propuštanja hladnog zraka kroz proreze u dimnjacima, prekomjerni protoci zraka u ložištu i doista svaki gubitak topline u dimnjaku, što dovodi do smanjenja temperature dimnih plinova, toliko štetni.
Četvrto, što je veći koeficijent plinsko-dinamičkog otpora dimnjaka, manja je potrošnja zraka. Odnosno, poželjno je da zidovi dimnjaka budu što glatkiji, bez vrtloga i bez zavoja.
Peti, što je niža temperatura dimnih plinova, to se dramatičnije mijenja brzina protoka zraka s fluktuacijama temperature dimnih plinova, što objašnjava situaciju nestabilnosti rada cijevi pri izgaranju peći.
Na šestom, u visoke temperature protok dimnih plinova ne ovisi o temperaturi dimnih plinova. To jest, s jakim izgaranjem peći, potrošnja zraka prestaje rasti i počinje ovisiti samo o presjeku cijevi.
Pitanja nestabilnosti javljaju se ne samo pri analizi toplinskih karakteristika cijevi, već i pri razmatranju dinamike protoka plina u cijevi. Doista, dimnjak je bunar ispunjen lakim dimnim plinovima. Ako se ti lagani dimni plinovi ne podignu vrlo brzo prema gore, onda je moguće da se teški vanjski zrak jednostavno može utopiti u lakom plinu i stvoriti padajući nizvodni tok u hrpi. Ova je situacija osobito vjerojatna kada su zidovi dimnjaka hladni, to jest tijekom paljenja peći.
Riža. 1. Shema kretanja plina u hladnom dimnjaku: 1 - ložište; 2 - dovod zraka kroz ventilator; 3-dimnjak; 4 - zaporni ventil; 5 - zub kamina; 6-dimni plinovi; 7-tonući hladni zrak; 8 - strujanje zraka uzrokujući prevrtanje potiska.
a) glatka otvorena okomita cijev
b) cijev s ventilom i zupcem
c) cijev s gornjim ventilom
Pune strelice - smjerovi kretanja lakih vrućih dimnih plinova. Isprekidane strelice - smjer silaznog strujanja hladnog teškog zraka iz atmosfere.
Na riža. 1a shematski je prikazana peć u koju se dovodi zrak 2, a dimni plinovi 6 uklanjaju kroz dimnjak. atmosferski zrak 7, dopirući čak i do ložišta. Ovaj opadajući tok može zamijeniti "uobičajeni" protok zraka kroz ventilator 2. Čak i ako je peć zaključana na svim vratima i zatvorene sve zaklopke za dovod zraka, peć može i dalje gorjeti zbog zraka koji dolazi odozgo. Usput, to se često događa kada ugljen izgori s zatvorenim vratima pećnice. Može se čak dogoditi i potpuno prevrtanje propuha: zrak će odozgo ulaziti kroz cijev, a dimni plinovi izlazit će kroz vrata.
U stvarnosti, na unutarnjoj stijenci dimnjaka uvijek postoje nepravilnosti, nakupine, hrapavost, pri sudaru s kojima se dimni plinovi i protustrujne struje hladnog zraka međusobno kovitlaju i miješaju. Istodobno se protok hladnog silaznog zraka istiskuje ili, zagrijavajući, počinje rasti, pomiješan s vrućim plinovima.
Učinak otvaranja silaznih struja hladnog zraka prema gore pojačan je u prisutnosti djelomično otvorenih ventila, kao i takozvanog zuba, koji se naširoko koristi u tehnologiji proizvodnje kamina ( riža. 1b). Zub sprječava protok hladnog zraka iz dimnjaka u prostor kamina i na taj način sprječava dim iz kamina.
Zračne struje prema dolje u dimnjaku posebno su opasne po maglovitom vremenu: dimni plinovi ne mogu ispariti ni najmanje kapljice vode, hlade se, propuh se smanjuje i čak se može prevrnuti. Istodobno, štednjak puno dimi, ne pali se.
Iz istog razloga, peći s vlažnim dimnjacima jako puše. Gornji ventili ( riža. 1c), regulirano ovisno o brzini dimnih plinova u dimnjaku. Međutim, rad takvih ventila je nezgodan.
Riža. 2. Ovisnost koeficijenta viška zraka a o vremenu zagrijavanja peći (puna krivulja). Crtkana krivulja potrebna je potrošnja zraka G koja se može potrošiti za potpunu oksidaciju proizvoda izgaranja ogrjevnog drva (uključujući čađu i hlapljive tvari) u dimnim plinovima (u relativnim jedinicama). Kriva točkasta krivulja stvarna je brzina protoka zraka G cijevi koju osigurava gaz cijevi (u relativnim jedinicama). Omjer viška zraka je količnik odvajanja G cijevi po potrošnji G
Stabilan i dovoljno jak propuh nastaje tek nakon zagrijavanja stijenki dimnjaka, što traje dugo, pa uvijek nema dovoljno zraka na početku protoka. Omjer viška zraka manji je od jedan, a peć dimi ( riža. 2). I obrnuto: na kraju pečenja dimnjak ostaje vruć, propuh ostaje dugo, iako su drva za ogrjev već praktički izgorjela (koeficijent viška zraka je više od jedan). Metalne peći s dimnjacima izoliranim metalima brže dolaze u način rada zbog niskog toplinskog kapaciteta u usporedbi s dimnjacima od opeke.
Analiza procesa u dimnjaku može se nastaviti, ali već je toliko jasno da, bez obzira na to koliko je sama peć dobra, sve njene prednosti mogu se poništiti lošim dimnjakom. Naravno, idealno bi bilo zamijeniti dimnjak. suvremeni sustav prisilno ispuštanje dimnih plinova pomoću električnog ventilatora s promjenjivim protokom i uz prethodnu kondenzaciju vlage iz dimnih plinova. Takav sustav, između ostalog, mogao bi pročistiti dimne plinove od čađe, ugljičnog monoksida i drugih štetnih nečistoća, kao i rashladiti ispuštene dimne plinove i omogućiti povrat topline.
No sve je to u dalekoj budućnosti. Za ljetnjaka i vrtlara dimnjak ponekad može postati mnogo skuplji od same peći, osobito u slučaju zagrijavanja kuće na više razina. Dimnjaci za saunu obično su jednostavniji i kraći, ali toplinska snaga peći može biti vrlo velika. Takve su cijevi u pravilu jako vruće cijelom dužinom, iz njih često izlijeću iskre i pepeo, ali je ispadanje kondenzacije i čađe zanemarivo.
Ako još uvijek planirate koristiti zgradu kupatila samo kao kupatilo, tada se cijev također može učiniti neizoliranom. Ako o kupki mislite da ste mjesto mogućeg boravka (privremeni boravak, noćenje), osobito zimi, tada je prikladnije cijev odmah izolirati, i to kvalitetno, "doživotno". Istodobno, peći se mogu mijenjati barem svaki dan, dizajn se može odabrati uspješnije i prikladnije, a cijev će biti ista.
Barem ako je peć u načinu rada dugo gori(taljenje drva za ogrjev), tada je izolacija cijevi apsolutno neophodna, jer će pri malim snagama (1 - 5 kW) neizolirana metalna cijev postati potpuno hladna, kondenzat će obilno teći, što se u najtežim mrazima može čak i smrznuti i blokirati cijev s ledom. To je posebno opasno u prisutnosti mreže za zauzimanje iskre i suncobrana s malim otvorima. Odvodnici svjećica preporučuju se za intenzivno zagrijavanje ljeti, a izuzetno opasni za slabe načine sagorijevanja ogrjevnog drveta zimi. Zbog mogućeg začepljenja cijevi ledom, postavljanje deflektora i suncobrana na dimnjaci zabranjen je 1991. (i na dimnjacima plinske pećičak i ranije).
Iz istih razloga ne biste se trebali zanositi visinom cijevi - razina potiska nije toliko važna za reverzibilnu peć za saunu. Ako počne dimiti, uvijek možete brzo prozračiti prostoriju. No, potrebno je pridržavati se visine iznad sljemena krova (najmanje 0,5 m) kako se potisak ne bi prevrnuo pri naletima vjetra. Na plitkim krovovima cijev bi trebala stršiti iznad snježnog pokrivača. U svakom slučaju, bolje je imati cijev nižu, ali topliju (nego višu, ali hladniju). Visoke cijevi zimi uvijek su hladne i opasne za upotrebu.
Hladni dimnjaci imaju puno nedostataka. Istodobno, neizolirane, ali ne jako duge cijevi na metalnim pećima brzo se zagrijavaju tijekom paljenja (mnogo brže od ciglenih cijevi), ostaju vruće uz snažno zagrijavanje i stoga se vrlo široko koriste u kupkama (a ne samo u kupkama) , pogotovo jer su relativno jeftini. Azbestno-cementne cijevi ne koriste se u metalnim pećima, jer su teške, a također se i raspadaju pri pregrijavanju s ulomcima koji lete.
Riža. 3. Najjednostavniji dizajn metalnih dimnjaka: 1 - okrugli metalni dimnjak; 2 - odvodnik iskre; 3 - čep za zaštitu cijevi od atmosferskih oborina; 4 - rogovi; 5 - krovna letvica; 6 - drvene rešetke između rogova (ili greda) za projektiranje protupožarnog otvora (rezanje) u krovu ili stropu (ako je potrebno); 7 - krovni greben; osam - meki krov(krovni materijal, hidrostekloizol, meke pločice, valoviti karton-bitumenski limovi itd.); 9 - metalni lim za krovište i preklapanje otvora (dopušteno je koristiti ravni list aceida - azbestno -cementnu električnu izolacijsku ploču); 10 - metalni drenažni jastučić; 11 - azbestno brtvljenje praznine (spoj); 12 - čep od metalne vidre; 13 - stropne grede (s ispunom prostora izolacijom); 14 - stropna obloga; 15 - potkrovlje (ako je potrebno); 16 - lim stropno izrezan; 17 - metalni armaturni uglovi; 18 - metalni poklopac stropnog reza (ako je potrebno); 19-negoriva izolacija otporna na toplinu (ekspandirana glina, pijesak, perlit, mineralna vuna); 20 - zaštitni poklopac (metalni lim preko sloja azbestnog kartona debljine 8 mm); 21 - metalni štit cijevi.
a) neizolirana cijev;
b) toplinski izolirana oklopljena cijev s otporom prijenosa topline od najmanje 0,3 m 2 - stupnja / W (što je ekvivalentno debljini opeke od 130 mm ili debljini izolacije od 20 mm od mineralne vune).
Na riža. 3 prikazani su tipični dijagrami ožičenja neizoliranih metalne cijevi... Sama cijev treba biti kupljena od nehrđajućeg čelika debljine najmanje 0,7 mm. Najveći promjer ruske cijevi je 120 mm, finske - 115 mm.
Prema GOST 9817-95, površina poprečnog presjeka višestrukog dimnjaka mora biti najmanje 8 cm 2 po 1 kW nazivne toplinske snage koja se oslobađa u peći pri izgaranju drva. Ovu snagu ne treba miješati s toplinskom snagom peći koja troši toplinu koja se oslobađa s vanjske površine opeke peći u prostoriju prema SNiP 2.04.05-91. Ovo je jedan od mnogih naših nesporazuma normativni dokumenti... Budući da se peći s visokim intenzitetom topline obično zagrijavaju samo 2-3 sata dnevno, snaga u peći je oko deset puta veća od snage oslobađanja topline s površine peći od opeke.
Sljedeći put ćemo govoriti o značajkama ugradnje dimnjaka.
Vlažni zrak je mješavina suhog zraka i vodene pare. U nezasićenom zraku vlaga je u stanju pregrijane pare, pa se stoga svojstva vlažnog zraka mogu približno opisati zakonima idealnih plinova.
Glavne karakteristike vlažnog zraka su:
1. Apsolutna vlaga g, koji određuje količinu vodene pare sadržane u 1 m 3 vlažnog zraka. Vodena para zauzima cijeli volumen smjese, stoga je apsolutna vlažnost zraka jednaka masi 1 m 3 vodene pare ili gustoći pare, kg / m 3
2. Relativna vlažnost j izražena je omjerom apsolutne vlažnosti zraka prema najvećoj mogućoj vlažnosti zraka pri istom tlaku i temperaturi, ili omjerom mase vodene pare, sadržane u 1 m 3 vlažnog zraka, prema masa vodene pare potrebna za potpuno zasićenje 1 m 3 vlažnog zraka pri istom tlaku i temperaturi.
Relativna vlažnost zraka određuje stupanj zasićenja vlagom u zraku:
, (1.2)
gdje je parcijalni tlak vodene pare koji odgovara njezinoj gustoći Pa; - tlak zasićene pare pri istoj temperaturi, Pa; - najveća moguća količina pare u 1 m 3 zasićenog vlažnog zraka, kg / m 3; - gustoća pare pri parcijalnom tlaku i temperaturi vlažnog zraka, kg / m 3.
Odnos (1.2) vrijedi samo ako se može pretpostaviti da je para tekućine idealan plin do stanja zasićenja.
Gustoća vlažnog zraka r je zbroj gustoća vodene pare i suhog zraka pri parcijalnim pritiscima od 1 m 3 vlažnog zraka pri temperaturi vlažnog zraka T, ZA:
(1.3)
gdje je gustoća suhog zraka pri njegovu parcijalnom tlaku u 1 m 3 vlažnog zraka, kg / m 3; - parcijalni tlak suhog zraka, Pa; - plinska konstanta suhog zraka, J / (kg × K).
Izražavajući i jednadžbom stanja zraka i vodene pare dobivamo
, (1.5)
gdje je maseni protok zraka i vodene pare, kg / s.
Ove jednakosti vrijede za isti volumen V. vlažnog zraka i iste temperature. Podijelivši drugu jednakost s prvom, dobivamo drugi izraz za sadržaj vlage
. (1.6)
Zamjenjujući ovdje vrijednosti plinskih konstanti za zrak J / (kg × K) i za vodenu paru J / (kg × K), dobivamo vrijednost sadržaja vlage, izraženu u kilogramima vodene pare po 1 kg suhi zrak
. (1.7)
Zamjena parcijalnog tlaka zraka s vrijednošću, gdje iz prethodnog i V.- barometarski tlak zraka u istim jedinicama kao R, dobivamo za vlažan zrak pod barometrijskim tlakom
. (1.8)
Dakle, pri danom barometrijskom tlaku sadržaj vlage u zraku ovisi samo o parcijalnom tlaku vodene pare. Najveći mogući sadržaj vlage u zraku, odakle
. (1.9)
Budući da tlak zasićenja raste s temperaturom, najveća moguća količina vlage koja se može sadržavati u zraku ovisi o njegovoj temperaturi, a što je više, to je temperatura viša. Ako su jednadžbe (1.7) i (1.8) riješene za i, dobivamo
(1.10)
. (1.11)
Zapremina vlažnog zraka u kubičnim metrima po 1 kg suhog zraka izračunava se po formuli
(1.12)
Specifična količina vlažnog zraka v, m 3 / kg, određuje se dijeljenjem volumena vlažnog zraka na masu smjese po 1 kg suhog zraka:
Vlažni zrak kao nosač topline karakterizira entalpija (u kilodžulima na 1 kg suhog zraka) jednaka zbroju entalpija suhog zraka i vodene pare
(1.14)
gdje je specifični toplinski kapacitet suhog zraka, kJ / (kg × K); t- temperatura zraka, ° S; i- entalpija pregrijane pare, kJ / kg.
Entalpija 1 kg suhe zasićene vodene pare pri niski pritisci određeno empirijskom formulom, kJ / kg:
gdje je stalan koeficijent, približno jednak entalpiji pare pri temperaturi od 0 ° C; = 1,97 kJ / (kg × K) - specifični toplinski kapacitet pare.
Zamjena vrijednosti i u izraz (1.14) i uzimajući konstantni toplinski kapacitet suhog zraka jednak 1,0036 kJ / (kg × K), nalazimo entalpiju vlažnog zraka u kilodžulima na 1 kg suhog zraka:
Jednadžbe slične onima gore opisanim koriste se za određivanje parametara vlažnog plina.
, (1.17)
gdje je konstanta plina za ispitni plin; R- tlak plina.
Entalpija plina, kJ / kg,
gdje je specifični toplinski kapacitet plina, kJ / (kg × K).
Apsolutni sadržaj vlage u plinu:
. (1.19)
Pri proračunu kontaktnih izmjenjivača topline za nosače topline zrak-voda možete koristiti podatke iz tablice. 1.1-1.2 ili izračunate ovisnosti za određivanje fizikalno-kemijskih parametara zraka (1.24-1.34) i vode (1.35). Za dimne plinove mogu se koristiti podaci iz tablice 1. 1.3.
Gustoća mokrog plina, kg / m 3:
, (1.20)
gdje je gustoća suhog plina pri 0 ° C, kg / m 3; M g, M p - molekularne težine plina i pare.
Koeficijent dinamičke viskoznosti vlažnog plina, Pa × s:
, (1.21)
gdje je koeficijent dinamičke viskoznosti vodene pare, Pa × s; - koeficijent dinamičke viskoznosti suhog plina, Pa × s; 
- masena koncentracija pare, kg / kg.
Specifični toplinski kapacitet vlažnog plina, kJ / (kg × K):
Koeficijent toplinske vodljivosti mokrog plina, W / (m × K):
, (1.23)
gdje k Je li adijabatski eksponent; V.- koeficijent (za jednoatomske plinove V.= 2,5; za dvoatomne plinove V.= 1,9; za troatomske plinove V. = 1,72).
Tablica 1.1. Fizička svojstva suhog zraka ( R= 0,101 MPa)
| t, ° C | , kg / m 3 | , kJ / (kg × K) | , Š / (m × K) | , Pa × s | , m 2 / s | Pr |
| -20 | 1,395 | 1,009 | 2,28 | 16,2 | 12,79 | 0,716 |
| -10 | 1,342 | 1,009 | 2,36 | 16,7 | 12,43 | 0,712 |
| 1,293 | 1,005 | 2,44 | 17,2 | 13,28 | 0,707 | |
| 1,247 | 1,005 | 2,51 | 17,6 | 14,16 | 0,705 | |
| 1,205 | 1,005 | 2,59 | 18,1 | 15,06 | 0,703 | |
| 1,165 | 1,005 | 2,67 | 18,6 | 16,00 | 0,701 | |
| 1,128 | 1,005 | 2,76 | 19,1 | 16,96 | 0,699 | |
| 1,093 | 1,005 | 2,83 | 19,6 | 17,95 | 0,698 | |
| 1,060 | 1,005 | 2,90 | 20,1 | 18,97 | 0,696 | |
| 1,029 | 1,009 | 2,96 | 20,6 | 20,02 | 0,694 | |
| 1,000 | 1,009 | 3,05 | 21,1 | 21,09 | 0,692 | |
| 0,972 | 1,009 | 3,13 | 21,5 | 22,10 | 0,690 | |
| 0,946 | 1,009 | 3,21 | 21,9 | 23,13 | 0,688 | |
| 0,898 | 1,009 | 3,34 | 22,8 | 25,45 | 0,686 | |
| 0,854 | 1,013 | 3,49 | 23,7 | 27,80 | 0,684 | |
| 0,815 | 1,017 | 3,64 | 24,5 | 30,09 | 0,682 | |
| 0,779 | 1,022 | 3,78 | 25,3 | 32,49 | 0,681 | |
| 0,746 | 1,026 | 3,93 | 26,0 | 34,85 | 0,680 | |
| 0,674 | 1,038 | 4,27 | 27,4 | 40,61 | 0,677 | |
| 0,615 | 1,047 | 4,60 | 29,7 | 48,33 | 0,674 | |
| 0,566 | 1,059 | 4,91 | 31,4 | 55,46 | 0,676 | |
| 0,524 | 1,068 | 5,21 | 33,6 | 63,09 | 0,678 | |
| 0,456 | 1,093 | 5,74 | 36,2 | 79,38 | 0,687 | |
| 0,404 | 1,114 | 6,22 | 39,1 | 96,89 | 0,699 | |
| 0,362 | 1,135 | 6,71 | 41,8 | 115,4 | 0,706 | |
| 0,329 | 1,156 | 7,18 | 44,3 | 134,8 | 0,713 | |
| 0,301 | 1,172 | 7,63 | 46,7 | 155,1 | 0,717 | |
| 0,277 | 1,185 | 8,07 | 49,0 | 177,1 | 0,719 | |
| 0,257 | 1,197 | 8,50 | 51,2 | 199,3 | 0,722 | |
| 0,239 | 1,210 | 9,15 | 53,5 | 233,7 | 0,724 |
Termofizička svojstva suhog zraka mogu se aproksimirati sljedećim jednadžbama.
Kinematička viskoznost suhog zraka pri temperaturama od -20 do +140 ° C, m 2 / s:
Godišnje; (1,24)
i od 140 do 400 ° C, m 2 / s:
. (1.25)
Tablica 1.2. Fizička svojstva zasićene vode
| t, ° C | , kg / m 3 | , kJ / (kg × K) | , Š / (m × K) | , m 2 / s | , N / m | Pr | |
| 999,9 | 4,212 | 55,1 | 1,789 | -0,63 | 756,4 | 13,67 | |
| 999,7 | 4,191 | 57,4 | 1,306 | 0,7 | 741,6 | 9,52 | |
| 998,2 | 4,183 | 59,9 | 1,006 | 1,82 | 726,9 | 7,02 | |
| 995,7 | 4,174 | 61,8 | 0,805 | 3,21 | 712,2 | 5,42 | |
| 992,2 | 4,174 | 63,5 | 0,659 | 3,87 | 696,5 | 4,31 | |
| 988,1 | 4,174 | 64,8 | 0,556 | 4,49 | 676,9 | 3,54 | |
| 983,2 | 4,179 | 65,9 | 0,478 | 5,11 | 662,2 | 2,98 | |
| 977,8 | 4,187 | 66,8 | 0,415 | 5,70 | 643,5 | 2,55 | |
| 971,8 | 4,195 | 67,4 | 0,365 | 6,32 | 625,9 | 2,21 | |
| 965,3 | 4,208 | 68,0 | 0,326 | 6,95 | 607,2 | 1,95 | |
| 958,4 | 4,220 | 68,3 | 0,295 | 7,52 | 588,6 | 1,75 | |
| 951,0 | 4,233 | 68,5 | 0,272 | 8,08 | 569,0 | 1,60 | |
| 943,1 | 4,250 | 68,6 | 0,252 | 8,64 | 548,4 | 1,47 | |
| 934,8 | 4,266 | 68,6 | 0,233 | 9,19 | 528,8 | 1,36 | |
| 926,1 | 4,287 | 68,5 | 0,217 | 9,72 | 507,2 | 1,26 | |
| 917,0 | 4,313 | 68,4 | 0,203 | 10,3 | 486,6 | 1,17 | |
| 907,4 | 4,346 | 68,3 | 0,191 | 10,7 | 466,0 | 1,10 | |
| 897,3 | 4,380 | 67,9 | 0,181 | 11,3 | 443,4 | 1,05 | |
| 886,9 | 4,417 | 67,4 | 0,173 | 11,9 | 422,8 | 1,00 | |
| 876,0 | 4,459 | 67,0 | 0,165 | 12,6 | 400,2 | 0,96 | |
| 863,0 | 4,505 | 66,3 | 0,158 | 13,3 | 376,7 | 0,93 |
Gustoća mokrog plina, kg / m 3.
