A füstgázok fizikai tulajdonságai. Kémény, számítás. A technológiai rendszer leírása
Amikor a kemence eszköz ideális esetben szeretnék egy olyan kialakítást, amely automatikusan annyi levegőt adott, mivel szükség van az égésre. Első pillantásra ez egy kémény segítségével történhet. Valóban, annál intenzívebb égő tűzifa, annál forróbb füstgázokA nagyobbnak kell lennie a tolóerő (a karburátor modellje). De ez nem. A tolóerő nem függ a formázott forró füstgázok mennyiségétől. A tolóerő a csőben lévő cső nyomáscsökkenése az üzemanyag előtt. A cső magasságát és a füstgázok hőmérsékletét, vagy inkább a sűrűségüket határozzák meg.
A tolóerőt a képlet határozza meg:
F \u003d a (p b - p d) h
ahol f a vontatás, és az együttható, a p B a külső levegő sűrűsége, p D - a füstgázok sűrűsége, h a cső magassága
A füstgázok sűrűségét a következő képlet alapján számítjuk ki:
p d \u003d p in (273 + t c) / (273 + t)
ahol a t b és a t d a külső atmoszférikus levegő Celsius fokban, a cső és a füstgázok a csőben lévő füstgázokon kívül.
A füstgázok mozgásának sebessége a csőben (térfogat fogyasztás, vagyis a cső szívópontja) G. Nem függ a cső magasságától, és a füstgázok és a kültéri levegő hőmérsékletének különbözetét, valamint a területet határozza meg keresztmetszet kémény. Ezért a gyakorlati következtetések száma.
ElőszörAz égéstermék-elvezető csövek készülnek magas egyáltalán annak érdekében, hogy növelje a levegő áramlását a Ötödször, de csak növeli a tolóerő (azaz a nyomásesés a cső). Nagyon fontos, hogy megakadályozza felborulás a tolóerő (elnyomva a kemence) egy winddrop (nagysága a tolóerő mindig meghaladják az esetleges szél backup).
Másodszor, Állítsa be a légáramot kényelmesen olyan eszközökkel, amelyek megváltoztatják a cső élő keresztmetszete területét, azaz a szelepek segítségével. A kéménycsatorna keresztmetszeti területének növekedésével, például kétszer - az üzemanyagon keresztül a térfogati levegő áramlásának nagyjából kettős növekedését várhatja.
Magyarázzuk meg egy egyszerű és vizuális példát. Két azonos sütőünk van. Kombináljuk őket egyben. Kétszemélyes tuzifát kapunk kettős kemencével, kétszoros légfogyasztással és keresztmetszeti csővel. Vagy (ami ugyanaz), ha több, mint egy tűzifa felgyullad a FIFUEL-ben, akkor egyre inkább nyitja meg a szelepeket a csövön.
HarmadszorHa a tűzhely általában állandó üzemmódban ég, és az ötödik égő tűzifa mellett hideg levegőáramot adunk hozzá, a füstgázok azonnal eljutnak, és a légáramlás a sütőn keresztül csökken. Ugyanakkor az égő tűzifa elkezd elhalványulni. Vagyis úgy tűnik, hogy közvetlenül a tűzifa nem befolyásolják és küldünk további áramlást tűzifa segítségével, és kiderül, hogy a cső kevesebb füstgázokat hagyhat ki, mint korábban, amikor ez a további légáramlás hiányzott. Maga a cső csökkenti a levegő áramlását a tűzifa, amely korábban, és emellett, nem teszi lehetővé a hideg levegő további áramlását. Más szóval, a füstcső fut.
Ezért annyira ártalmas a hideg levegő szupersztárra a füstcsövek, a felesleges levegő áramlása az üzemanyagcellában, és valóban bármilyen hőfelhasználó a kéményben, ami a füstgázok hőmérsékletének csökkenéséhez vezet.
NegyedikMinél nagyobb a kémény gáz-dinamikus ellenállásának együtthatója, a kevésbé levegőáramlás. Vagyis a kémény falait előnyösen sima, csavaros és fordulatok nélkül végezzük.
ÖtödikMinél kisebb a füstgázok hőmérséklete, annál meredebben megváltoztatja a légáramlást a füstgázok hőmérsékletének ingadozásai alatt, ami megmagyarázza a csövek sztrippelő helyzetét a kemence gyújtás alatt.
Hatodik, P. magas hőmérséklet A füstgázok légáramlás nem függ a füstgázok hőmérsékletétől. Ez az, hogy a kemence erős túllépése, a légáramlás megszűnik, és csak a cső keresztmetszetétől függ.
Az instabilitás kérdései nemcsak a cső termikus jellemzőinek elemzése, hanem a csővezetékek dinamikájának mérlegelése során is felmerülnek. Valójában a kémény egy jól tele van könnyű kéményekkel. Ha ez a lámpa füstgáz felemelkedik nem túl gyors, akkor a valószínűsége nem kizárt, hogy a nehéz külső levegő egyszerűen megfullad a könnyű gáz és hozzon létre egy csökkenő downstream a csőben. Ez különösen valószínű, hogy ilyen helyzet a kémény hideg falakjával, azaz a tengerentúli sütő alatt.
Ábra. 1. Gázmozgalmi séma hideg kéményben: 1 - üzemanyag; 2 - A levegőellátás dühös; 3 füstölő trombita; 4 - fogás; 5 - Kandalló fog; 6 füstgázok; 7 - Hirtelen hideg levegő; 8 - Légáramlás, ami a billentyűket okozza.
a) sima nyitott függőleges cső
b) cső szeleppel és foggal
c) cső felső szeleppel
Tömör nyilak - A könnyű forró füstgázok mozgása. Pontozott nyilak - A hideg nehéz levegő lefelé irányuló mozgása a légkörből.
A Ábra. 1a. A sütőt vázlatosan ábrázolja, amelyben a füstgázokat szállítják, és a 6. füstcsőn keresztül jelenítik meg. Ha a cső keresztmetszete nagy (vagy a füstgázmozgás fluxusa), majd a csőben lévő ingadozások következtében elkezdi behatolni a hidegbe légköri levegő 7, még az üzemanyag elérése. Ez az incidens áramlás helyettesítheti a "rendszeres" légáramlást a zavaros 2-en keresztül, még akkor is, ha a kemence zárolva van az ajtókhoz, és a levegőbevezető lyukak minden szárnya zárva lesz, majd a sütő a levegőből származó levegő miatt éghet. By the way, annyira gyakran történik, ha a szén zárt ajtók Kályhák. Lehet, hogy a tolóerő teljes felborulása is megtörténhet: a levegő a csően keresztül jön, és a füstgázok - menj ki az ajtón.
Valójában a kémény belső falán mindig vannak szabálytalanságok, megvastagodás, érdesség, melynek füstgázjaival és ellenfelé irányuló hideg levegőáramlásokkal vannak elhelyezve és egymással összekeverjük. A hideg downstream légáramlás ki van téve, vagy a fűtés, elkezdi felemelkedni egy forró gázokkal.
A downstream hideg levegőáramlás bevezetésének hatása a részlegesen nyitott szelepek, valamint az úgynevezett fogak jelenlétében fokozódik, amelyet széles körben használnak a kandallók gyártásában. Ábra. 1b). A fog megakadályozza a hideg levegő áramlását a csőből a kandalló térbe, és ezáltal megakadályozza a kandalló olvadását.
A downstream légáramlások a csőben különösen veszélyesek a ködös időben: a füstgázok nem tudják elpárologni a legkisebb vízcseppeket, lehűtöttük, a tolóerő csökken, és még dőlt. A sütő nagyon dohányzó, nem láng.
Ugyanezen okból a nyers füstös csövekkel rendelkező kályhák erősen füstölnek. A downlinks előfordulásának megakadályozása érdekében a felső szelepek különösen hatékonyak ( Ábra. 1v.), szabályozott, a füstgázok sebességétől függően a kéményben. Az ilyen szelepek működése azonban kényelmetlen.
Ábra. 2. A felesleges levegő együttható függése a kemence tiltakozásának időpontjától (szilárd görbe). A pontozott görbe a kívánt levegő áramlási sebessége G a Potch a teljes oxidációja tűzifa termékek (beleértve a korom és az illékony anyagok) füstgázokban (relatív egységekben). Vonalkód-pontozott görbe - a cső által biztosított cső (relatív egységekben) valódi levegőfogyasztása. A felesleges légmennyiség egy magán rekesz G cső a g potch-on
A stabil és elég erős tolóerő csak a füstcső falainak melegítése után következik be, ami jelentős időt igényel, így a levegő tiltakozásának elején mindig hiányzik. A felesleges levegő együttható egyidejűleg kevesebb, mint egy, és a füst kemence ( Ábra. 2.). Ezzel ellentétben: a túlmelegedés végén a füstcső forró marad, a tolóerő hosszú ideig megmarad, bár a tűzifa már szinte égett (a felesleges levegő együttható több mint egy). Fém kemencék fém melegítjük égéstermékcsövek gyorsabban lehet rendszer miatt csekély hőkapacitású képest tégla trombita.
A kémény folyamatainak elemzése folytatható, de már olyan világos, hogy nem számít, mennyire jó a kemence, minden előnye rossz kéményre csökkenthető. Természetesen a tökéletes verzióban a füstcsőnek helyettesítenie kell modern rendszer A kényszerített öblítő kipufogógáz elektromos ventilátorral állítható fogyasztással és a füstgázok nedvességének előkondenzálásával. Egy ilyen rendszer többek között a füstgázokat a koromból, a szén-monoxidból és más káros szennyeződésektől, valamint a hűtőberendezésből, valamint a hővisszanyerést biztosítja.
De mindez távoli perspektívában van. A dacket és a kertész számára a füst trombita néha sokkal drágább lehet, mint maga a sütő, különösen egy többszintű ház fűtése esetén. A tiltott füstcsövek általában egyszerűbbek és rövidebbek, de a kemence hőerői szintje nagyon nagy lehet. Az ilyen csövek általában a teljes hossz mentén indulnak, gyakran szikrákat és hamut repülnek, de a kondenzátum és a korom elhanyagolható.
Ha csak fürdésként fürödni, akkor a cső elkészíthető és szoros. Ha a fürdő az Ön által gondolkodik, és a lehetséges tartózkodás helye (ideiglenes tartózkodás, egynapos tartózkodás), különösen télen, akkor célosabb, hogy azonnal végezze el a szigetelt, és minőségi életet "az életért". A kályhák legalább naponta cserélhetők, vegye fel a piszkos és részletesebben, és a cső ugyanaz lesz.
Legalábbis ha a tűzhely üzemmódban működik hosszú égetés (Szárítás), akkor a cső szigetelése feltétlenül szükséges, hiszen alacsonyabb (1 - 5 kW), a szűk fémcső teljesen hideg lesz, a kondenzátum bőségesen folyik, ami a legerősebb fagyok is mászhatnak és átfedje a csövet. Ez különösen veszélyes a szikrázó háló és az esernyők jelenlétében, kis hézagokkal. A bővítők alkalmasak a nyár folyamán intenzív proturttokra, és télen rendkívül veszélyesek a tűzifa gyenge égési módjaihoz. A csövek jégének eltömődése miatt a deflektorok és az esernyők telepítése kéménycsövek 1991-ben betiltották (és a kéményekben) gázkemencék még korábban).
Ugyanezen megfontolások szerint nem szükséges bevonni a csőmagasságban - a tolóerő szintje nem olyan fontos, hogy a nem ingyenes fürdőkád. Ha szimulál, akkor mindig gyorsan szellőzheti a szobát. De a tetőn (legalább 0,5 m-nél kisebb) feletti magasságot meg kell figyelni, hogy megakadályozzák a széllökések tolóerejét. A szelíd tetőkön a csőnek a hóborításon kell elvégeznie. Mindenesetre jobb, ha egy csövet lefelé, de melegebb (ami magasabb, de hidegebb). A téli magas csövek mindig hidegek és veszélyesek.
A hideg füstgázcsövek sok hibával rendelkeznek. Ugyanabban az időben, kusza, de nem túl hosszú csövek fém kemencéken a fűtők gyorsan (sokkal gyorsabb, mint a tégla csövek), továbbra is forró, energikus tiltakozás, ezért a fürdőkben (és nem csak a fürdőkben) nagyon széles körben használják , különösen azért, mert viszonylag olcsóak. Asbic cement csövek fém kemencék nem használják, mivel van egy csomó súly, valamint elpusztítani, ha túlmelegedés a hajtás a fragmentumok.
Ábra. 3. A fém füstcsövek legegyszerűbb formái: 1 - fém kerek kémény; 2 - pezsgő; 3 - KAP, hogy megvédje a csövet a légköri csapadékból; 4 - szarufák; 5 - tetőrétegek; 6. - Drainy Brucki a tafterek (vagy gerendák) között a kandalfár (vágás) a tetőn vagy átfedésben (ha szükséges); 7 - Roof Shutle; nyolc - puha tető (gumioid, hidrokhotloizol, lágy csempe, hullámkarton-karton-bitumen lapok stb.); 9 - fémlemez a tetőfülkékhez és a kimenet átfedése (amely egy Aceida lapos lapját használhatja - egy ASBO-Cement elektromos szigetelő tábla); 10 - fém vízelvezető bélés; 11 - Az abesztcsomagolás (közös); 12 - fém kupak-vidra; 13 - Mennyezeti gerendák (a térben lévő tér betöltésével); 14 - Mennyezeti fedezet; 15 - A padlás neme (ha szükséges); 16 - fémlemez mennyezeti vágás; 17 - fém megerősítő sarkok; 18 - A mennyezeti vágás fémborítása (ha szükséges); 19 - Szigetelés nem éghető hőálló (ceramzit, homok, perlit, minvat); 20 - Védőbetét (fémlemez az azbeszt-karton rétegen 8 mm vastagságú); 21 - Fém képernyőcső.
a) nem jelzett cső;
b) a hőszigetelt árnyékolt cső, amelynek hőátadási ellenállása legalább 0,3 m 2 -grad / W (ami egyenértékű a 130 mm-es tégla vastagságával vagy a 20 mm-es MINVATA típusú szigetelés vastagságával).
A Ábra. 3. A kusza tipikus szerelési sémák fémcsövek. A csövet önmagában legalább 0,7 mm vastagságú rozsdamentes acélból kell megvásárolni. Az orosz cső leginkább alvállalkozó átmérője 120 mm, finn - 115 mm.
A 9817-95. GOST szerint a multuruszter kémény keresztmetszeti területének legalább 8 cm 2-es 1 kW-nak kell lennie a tűzifa égetése során. Ezt a hatalmat nem szabad összekeverni a sütő hőelhivaljával, amely a kemence külső tégla felületéről a 22.04.05-91. Ez az egyik számos félreértésünk. szabályozási dokumentumok. Mivel a hőszárító kemencék általában csak 2-3 órát tartalmaznak naponta, akkor a kemence teljesítménye körülbelül tízszerese a hőengedmény hatalma a tégla kemence felületéről.
Legközelebb beszélni fogunk az árvízcső felszerelésének jellemzőiről.
2. A gázok elhagyásával távolított hő. Meghatározzuk a füstgázok hőkapacitását Tukh \u003d 8000-ben;
3. Hővesztés a termikus vezetőképességi falazáson keresztül.
Veszteségek az íven keresztül
Az ív vastagsága 0,3 m, az anyag alakú. Elfogadjuk ezt a hőmérsékletet belső felület Az ív egyenlő a gázok hőmérsékletével.
Az átlagos hőmérséklet a kemencében:
Ezen a hőmérsékleten kiválasztjuk a Chamotte anyag hővezető képességének együtthatóját:
Így az íven keresztüli veszteségek:
ahol α a falak külső felületének hőátadási együtthatója a környező levegőhöz, 71,2 kJ / (M2 * H * 0C)
Veszteségek a falakon keresztül. A falak falazatai kétrétegű (tengely, 345 mm, diatomok 115 mm)
Négyzetes fal, M2:
Módszeres zóna
Hegesztési zóna
Tomil zóna
Szakadt
A falak teljes területe 162,73 m2
A falvastagság lineáris hőmérséklet-eloszlásával átlaghőmérséklet A Chamot 5500c-nál, és Diatomitia 1500C-vel.
Ennélfogva.
Teljes veszteség a falazaton keresztül
4. Hőveszteségek hűtővízzel a gyakorlati adatok szerint Elfogadjuk, hogy 10% QX érkezés, azaz QX + Q
5. A nem számolt veszteségek a hő érkezés 15% q összegét veszik figyelembe
Egyenletet készít termikus egyensúly tűzhely
A kemence termikus egyensúlya az 1. táblázatban keletkezik; 2.
Asztal 1
2. táblázat
| CD / H fogyasztás | % |
| Fémfűtésre töltött hő
| 53 |
| kimenő gázok hője | 26 |
| veszteségek a falazaton keresztül
| 1,9 |
| hűtési vízveszteségek | 6,7 |
| nem rögzített veszteségek | 10,6 |
| TELJES: | 100 |
A fűtés specifikus hőfogyasztás 1 kg fém lesz
Az égő választása és kiszámítása
Elfogadjuk, hogy a sütők telepítve vannak a "cső a csőben" típusú égők.
16 darab hegesztési zónákban, a Tomile 4db-ben. Az égők teljes száma 20db. Meghatároz számított szám Égőre eső levegő.
VV - óra \u200b\u200blégáramlás;
TV - 400 + 273 \u003d 673 K - Légfűtési hőmérséklet;
N - Az égők száma.
Légnyomás az égő előtt Elfogadja a 2,0 kPa-t. Ebből következik, hogy a szükséges levegőfogyasztás biztosítja a DBV 225 égőt.
Meghatározzuk az égőnkénti számított gázmennyiséget;
VG \u003d B \u003d 2667 óra üzemanyag-fogyasztás;
TG \u003d 50 + 273 \u003d 323 K - gázhőmérséklet;
N - Az égők száma.
8. A helyreállítás kiszámítása
A levegőfűtéshez fémhurok hővisszanyerést tervezünk, amelynek átmérője 57/49,5 mm-es átmérőjű, korrigálási helyzetben
Kezdeti adatok a számításhoz:
Óránkénti üzemanyag-fogyasztás B \u003d 2667 kJ / h;
Légáramlás 1 m3 üzemanyag Lα \u003d 13,08 m3 / m3;
Az égési termékek mennyisége 1 m3 éghető gáz Vα \u003d 13,89 m3 / m3;
Fűtési hőmérséklet TB \u003d 4000С;
A kimenő gázok hőmérséklete a kemence vontatóról \u003d 8000-es.
Óra légáramlás:
Füstóra kimenet:
Egy óránkénti füst áthalad a rekuperátoron keresztül, figyelembe véve a füst elvesztését a kopogás és a bypass csatorna és a levegőellátás.
Az M-koefficiens, figyelembe véve a füstvesztést, vegye be a 0,7-et.
Az együttható, figyelembe véve a számlák légi aljzatát, 0,1-et veszünk.
A füst hőmérséklete a rekuperátor előtt, figyelembe véve a levegőellátást;
ahol I - hőtartalmú gázok a TUCH \u003d 8000-en
Ez a hőtermelés megfelel a füst TD \u003d 7500C hőmérsékletének. (Lásd: 67. ábra (3)))
Hő égés. A száraz gázipari üzemanyag legalacsonyabb hőégzése A QF széles körben 4-47 MJ / m3, és az összetételétől függ - az éghető és nem éghető anyag aránya és minősége
Alkatrészek. A QF legkisebb értéke a tartománygázban, amelynek átlagos összetétele körülbelül 30% éghető gázokból (főként szén-oxid CO) és körülbelül 60% nem éghető nitrogén N2. A legtöbb
A QF értéke a kapcsolódó gázokban, amelyet a nehéz szénhidrogének megnövekedett tartalma jellemez. A földgázok égésének hője a QF \u003d 35,5 ... 37,5 mj / m3 keskeny tartományban változik.
A gázhalmazállapotú tüzelőanyagok összetételében szereplő egyedi gázok égetésének alsó hője a táblázatban van megadva. 3.2. A gáz halmazállapotú tüzelőanyag-égés hőjének meghatározására szolgáló módszerekről lásd a 3. fejezetet.
Sűrűség. Vannak abszolút és relatív gázsűrűség.
Az RG gáz, a kg / m3 abszolút sűrűsége a gáz tömege, amely a gáz 1 m3-jét tartalmazza ebben a gázban. A külön gáz sűrűségének kiszámításakor a kilométer térfogata 22,41 m3-vel (mint a tökéletes gáz).
A relatív gázsűrűség Rott az abszolút gázsűrűség aránya normál körülmények között és hasonló légsűrűségben:
Rott \u003d rg / pv \u003d rg / 1,293, (6.1)
Ahol RG, újra - a gáz és a levegő abszolút sűrűsége normál körülmények között, kg / m3. A gázok relatív sűrűségét általában különböző gázok összehasonlítására használják maguk között.
Az egyszerű gázok abszolút és relatív sűrűségének értékeit táblázatban mutatjuk be. 6.1.
A PJM gázkeverék, a kg / m3 sűrűségét az additivitási szabály alapján határozzuk meg, amely szerint a gázok tulajdonságait a keverék térfogatának összege foglalja össze:
Ahol az XJ a 7. gáz volumetrikus tartalma az üzemanyagban,%; (RG); - a tüzelőanyagba tartozó J-TH gáz sűrűsége, kg / m3; Az egyes gázok száma az üzemanyagban.
A gázhalmazállapotú tüzelőanyagok sűrűségének értékeit táblázatban mutatjuk be. P.5.
A P, KG / M3 gázok sűrűsége a hőmérséklet és a nyomás függvényében a képlet kiszámítható
Ahol a p0 a normál körülmények között gázsűrűség (T0 \u003d 273 K és P0 \u003d 101,3 kPa), kg / m3; P és t-, illetve érvényes nyomás, KPA és abszolút gázhőmérséklet, K.
Szinte mindenféle gáz halmazállapotú tüzelőanyag könnyebb, mint a levegő, így ha szivárgás, a gáz felhalmozódik a padlók alatt. Biztonsági okokból a kazán megkezdése előtt a gáz hiányát a klaszter legvalószínűbb helyén ellenőrzik.
A gáz viszkozitása növeli a növekvő hőmérsékletet. Az R, PA-C dinamikus viszkozitásának értékeit a Siezer empirikus egyenlet alapján lehet kiszámítani
6.1. Táblázat.
A gázüzemanyag-komponensek jellemzői (t - o ° C CHR \u003d 101,3 kPa)
|
Kémiai |
Moláris tömeg, |
Sűrűség |
Térfogat koncentrátum |
||
|
Név Gáza |
Abszolút |
Relatív |
Gáz gyúlékonysági határértékek levegővel,% |
||
|
Éghető gázok |
|||||
|
Propilén |
|||||
|
Szén-oxid |
|||||
|
Hidrogén-szulfid |
|||||
|
Nem éghető gázok |
|||||
|
Szén-dioxid |
|||||
|
a kén-dioxid |
|||||
|
Oxigén |
|||||
|
Légkör. |
|||||
|
Víz |
Ahol a p0 a gáz dinamikus viszkozitásának szokásos körülmények között (G0 \u003d 273 K és P0 - 101,3 kPa), PA-C; T - abszolút gázhőmérséklet, K; C jelentése a gáz típusától függően, k, elfogadott a táblázatban. 6.2.
Gázok keverékéhez a dinamikus viszkozitási együttható megközelítőleg az egyes komponensek viszkozitási értékeivel határozható meg:
Ahol a GJ a J-TH gáz tömegrésze az üzemanyagban,%; A J-TH komponens dinamikus viszkozitása, PA-C; P az egyéni gázok száma az üzemanyagban.
A gyakorlatban a kinematikus viszkozitás V, M2 / C együtthatója, amely
ry társult dinamikus viszkozitással p a sűrűség P függőség
V \u003d p / p. (6.6)
Figyelembe véve (6.4) és (6.6), a kinematikus viszkozitás V, M2 / S együtthatóját a nyomás és a hőmérséklet függvényében a képlet alapján lehet kiszámítani
Ahol a v0 a gáz kinematikus viszkozitása normál körülmények között (TH \u003d 273 K és P0 \u003d 101,3 kPa), m2 / s; P és G-illetékes nyomás, KPA és abszolút gázhőmérséklet, K; C jelentése a gáz típusától függően, k, elfogadott a táblázatban. 6.2.
A gáz-halmazállapotú tüzelőanyagok kinematikus viszkozitási együtthatók értékeit táblázatban mutatjuk be. 9. o.
6.2. Táblázat.
A gázüzemanyag-komponensek viszkozitása és termikus vezetőképességi együtthatók
(t \u003d 0 ° С ir \u003d 101,3 kPa)
|
Név Gáza |
Viszkozitási koefficiens |
A YO3, W / (M-K) termikus vezetőképességének együtthatója |
Ceff Seserld, hogy |
|
|
DYNAMIC R-106, PA-C |
Kinematikus V-106, M2 / S |
|||
|
Éghető gázok |
||||
|
Propilén |
||||
|
Szén-oxid |
||||
|
Hidrogén-szulfid |
||||
|
Nem éghető gázok Szén-dioxid |
||||
|
Oxigén |
||||
|
Légi légköri levegő |
||||
|
Vízgőz 100 ° C-on |
Hővezető. A gázok molekuláris teljesítményátvitelét a "K, W / (M-K) termikus vezetőképességi együttható jellemzi. A termikus vezetőképességi együttható fordítottan arányos a nyomás és a növekvő hőmérséklet növekedésével. Az X-koefficiens értékeit a Seorerand képletével lehet kiszámítani
Ahol X, 0 a gáz hővezető képességének együtthatója normál körülmények között (G0 \u003d 273 K és PO \u003d 101,3 kPa), W / (M-K); P és t-, illetve az érvényes nyomás, a KPA és a gáz abszolút hőmérséklete, K; C jelentése a gáz típusától függően, k, elfogadott a táblázatban. 6.2.
A gázhalmazállapotú tüzelőanyagok termikus vezetőképességi együtthatók értékeit táblázatban mutatjuk be. 9. o.
A száraz gáz 1 m3-vel besorolt \u200b\u200bgázhalmazállapot hő kapacitása függ, és általában úgy definiálódik, mint
4l \u003d 0. , 01 (CH2N2 + SS0 +
SSN4SH4 + CSO2Cog + - + CX. X;), (6.9), ahol CH2, CRS0, Schsch, SS02, ..., CX. - az üzemanyag-komponensek, a hidrogén, a szén-monoxid, a metán, a szén-dioxid és / th komponens, KJ / (M3-K) alkatrészeinek hőmagassága; H2, CO, CH4, C02, ..., XG--
A gázhalmazállapotú tüzelőanyagok éghető komponenseinek hő kapacitása táblázatban látható. P.6, nem éghető - a táblázatban. 7. o.
A nedves gáz halmazállapotú üzemanyagának hőmagassága
Az SGGTL, a KJ / (M3-K) úgy definiálódik, hogy
<тл = ctrn + 0,00124cHzq йтля, (6.10) где drTn- влагосодержание газообразного топлива,
Robbanás. Az éghető gáz levegőjének keveréke bizonyos arányban a tűz vagy akár a szikrák jelenlétében felrobbanhat, azaz a gyújtás és az égés folyamatát a hangsugárzás sebességéhez közel álló sebesség mellett. A levegőben lévő robbanásveszélyes éghető gázkoncentrációk a kémiai összetételtől és a gáz tulajdonságaitól függenek. Volumetrikus koncentrációjú gyújtás korlátai az egyes éghető gázokhoz a levegőben lévő keverékben korábban a táblázatban szerepelnek. 6.1. A hidrogénnek a gyújtó legszélesebb határai vannak (4 ..74% térfogat) és szén-oxid (12,5 ... 74%). A földgáz esetében a gyújtás átlagolt alacsonyabb és felső határa 4,5 és 17%; koksz - 5.6 és 31%; Domain - 35 és 74%.
Toxicitás. Toxicitás alatt a gáz képes az élő szervezetek mérgezésére. A toxicitás mértéke a gáz típusától és koncentrációjától függ. A legveszélyesebb gázkomponensek ebben a tekintetben szénmonoxid és hidrogén-szulfid H2S.
A gázkeverékek toxicitását elsősorban a keverékben jelen lévő leginkább mérgező komponens koncentrációja határozza meg, káros hatással, mivel általában más káros gázok jelenlétében jelentősen javul.
A káros gázok levegőjének jelenlétét és koncentrációját speciális eszközzel határozhatjuk meg - gázelemzővel.
Szinte minden földgáz nem szaga van. A gázszivárgás és a biztonsági intézkedések, a földgáz felismerése az autópályára való felvétel előtt az esély, azaz egy éles szaga (például merkaptánok) van telítve.
Hőveszteség különböző fajok Az üzemanyag széles körben ingadozik. Az üzemanyagolaj esetében például több mint 40 mj / kg, és a tartománygáz és néhány üzemanyag-lombik márkák - kb. 4 MJ / kg. Az energiaüzemanyagok összetétele is széles körben változik. Így ugyanaz a minőségi jellemzők a típus- és üzemanyag-márkától függően élesen eltérőek lehetnek mennyiségi szempontból.
Meghatározott üzemanyag-jellemzők. A jellemzők szerepének összehasonlító elemzéséhez az üzemanyag minőségét, az adott üzemanyag-jellemzőit, a% -kg / MJ-t, amelyeket általában a képlet alapján számítanak ki
Ahol a HG a munka üzemanyag minőségének mutatója,%; Q [- specifikus hő-égés (alsó), MJ / kg.
Tehát például a fentiek kiszámításához
Sulfur Sulfur S "P és
Nitrogén n ^ p (az üzemanyag munkakörülményeihez)
A (7.1) képlet megszerzi a következő űrlapot,% -kg / mj:
Toc o "1-3" H z kp \u003d kl gt; (7.2)
4f \u003d l7e [; (7.3)
SNP. \u003d S '/ ї; (7.4)
^ p \u003d n7 q [. (7.5)
Vizuális példaként a következő összehasonlítás jelzi a különböző tüzelőanyagok égetését az azonos hőteljesítményű kazánokban. Tehát a szén csökkent nedvességének összehasonlítása
Márkák 2b (wјp \u003d 3,72% -kg / mj) és Nazarov
2b szén (w ^ p \u003d 3,04% -kg / mj) azt mutatja, hogy az első esetben az üzemanyag kazánba bevitt nedvesség mennyisége körülbelül 1,2-szer több, mint a második, annak ellenére, hogy a munkás páratartalom a a moszkvai szén (w [\u003d 31%) kevesebb, mint ez
Nazarovsky szén (WF \u003d 39%).
Feltételes üzemanyag. Az energiaágazatban az üzemanyag-felhasználás hatékonyságának összehasonlítása különböző kazánberendezésekben, a feltételes üzemanyag fogalmát vezették be az üzemanyag termelésének és fogyasztásának tervezésére a gazdasági számításokban. Ezt az üzemanyagot feltételes üzemanyagként fogadják el, amelynek az égés (alsó) specifikus hője a működési állapotban egyenlő a QY T \u003d 29300 KJ / kg (vagy
7000 kcal / kg).
Minden egyes természetes üzemanyag esetében van egy úgynevezett dimenzió nélküli termikus egyenérték, amely lehet nagyobb vagy kevesebb, mint egy:
Amikor a tüzelőanyag elégetése szén a levegőben, az egyenlet (21c + 2102 + 79n2 \u003d 21c02 + 79n2) mindegyik térfogata C02 égéstermékek számlák 79: 21 \u003d 3,76 térfogat N2.
Amikor égés antracit, sovány szeneket és más típusú tüzelőanyag nagy széntartalmú, égéstermékek keletkeznek, közel a készítmény a szén égési termékek. A hidrogén egyenletes égése esetén
42H2 + 2102 + 79N2 \u003d 42H20 + 79N2
Minden kötetben a H20 79:42 \u003d 1,88 nitrogén térfogata.
A természetes, cseppfolyósított és koksz-gázok, folyékony üzemanyag, tűzifa, tőzeg, barna szén, hosszú láng és gázszén égetési termékeiben és más típusú tüzelőanyagok éghető tömegben, nagy mennyiségű vízgőz képződik, néha meghaladja a C02 kötetet. A nedvesség jelenléte a tetején
|
36. táblázat. Hőkapacitás, kcal / (MW. ° C) |
Élő, természetesen növeli a vízgőz tartalmát az égési termékekben.
Termékek összetétele teljes égés A gőz chiometriai mennyiségű üzemanyag fő típusai a táblázatban vannak megadva. 34. Ebből a táblázatból látható, hogy az összes típusú tüzelőanyag égésű termékeiben az N2-tartalom jelentősen meghaladja a C02-F-H20 teljes tartalmát és a szén-dioxid-égetési termékekben 79%.
A égéstermékek hidrogén tartalmaz 65% N2, a égéstermékek a természetes és cseppfolyósított gázok, benzin, fűtőolaj és más típusú szénhidrogén-üzemanyagot, annak tartalma 70-74%.
Ábra. 5. Volumetrikus hő kapacitás
Termékek égés
4 - Széngyártó termékek
5 - Hidrogénégető termékek
A teljes égésű termékek átlagos hőteljesítménye, amelyek nem tartalmaznak oxigént tartalmaznak, a képlet kiszámítható
C \u003d 0,01 (CC02C02 + CSO2S02 + C "20H20 + CN2N2) kcal / (m3- ° C), (VI. 1)
Ha a CC0G, a CSO2, Sina0, a CNA a szén-dioxid, a kéngáz, a vízgőz és a nitrogén térfogati hőmagassága, és a C02, S02, H20 és N2 a megfelelő komponensek tartalma az égési termékek,% (térfogat).
Ennek megfelelően a (VI. 1) képletet a következő formanyomtatvány megszerzi:
C \u003d 0,01. (CC02 /? 02 + CHJ0H20-BCNI! N2) kcal / (m3 "° С). (VI.2)
A C02, H20 és N2 átlagos volumetrikus hő kapacitását 0 ° C és 2500 ° C közötti hőmérsékleten adjuk meg a táblázatban. 36. A gázok átlagos volumetrikus hőteljesítményének változását jellemző görbék a hőmérséklet növekedésével a 2. ábrán látható. öt.
A táblázatban látható. 16 Az 1. ábrán bemutatott adatok és görbék 5, láthatja a következőket:
1. A C02 ömlesztett hő kapacitása szignifikánsan meghaladja a H20 hőkapacitást, amely viszont meghaladja az N2 hő kapacitását a hőmérséklet-tartományban 0 és 2000 ° C közötti hőmérsékleten.
2. A C02 hő kapacitása növeli a növekvő hőmérséklet gyorsabb, mint a H20 hőkapacitás, és a H20 hő kapacitása gyorsabb, mint a hőkapacitás N2. Ennek ellenére azonban a szén és a hidrogénégés égés súlyozott átlagos volumetrikus hő kapacitása a sztöchiometrikus levegő térfogatában kevés.
A megadott pozíció, némileg váratlan első pillantásra, annak a ténynek köszönhető, hogy a levegőben lévő széntartalom teljes égetésének termékeiben a C02 minden köbméter esetében, amely a legmagasabb volumetrikus hőkapacitással rendelkezik, 3,76 m3 n2-et tartalmaz, minimális volumetrikus
|
A szén- és hidrogénégető termékek átlagos volumetrikus hőmagassága elméletileg szükséges mennyiségben, kcal / (m3- ° C)
|
Hő-kapacitás, és a hidrogén-égéstermékek minden egyes köbméter vízgőz, a térfogati hőkapacitása, amely kisebb, mint a SHO, de több mint N2, van egy fél kisebb mennyiségű nitrogén (1,88 m3).
Ennek eredményeképpen a levegőben lévő szén- és hidrogénégető termékek átlagos volumetrikus hőmagassága igazodik, amint az az adat táblázatból látható. 37 és a 4. és 5. görbék összehasonlítása az 1. ábrán. 5. A szén és a hidrogén égetésének súlyozott átlagos hőellátó termékeinek különbsége nem haladja meg a 2% -ot. Természetesen a sztöchiometrikus levegő sztöchiometrikus térfogatában főként szén- és hidrogénatomú tüzelőanyag-égetési termékek hőmagassága, a 4 és 5 görbék között (az 5. ábrán árnyékolt árnyékolás).
Különböző típusú teljes égésű termékek; Az üzemanyag sztöchiometrikus levegő hőmérséklete 0 és 2100 ° C között van a következő hőkapacitás, KCAL / (M3\u003e ° C):
A különböző típusú tüzelőanyagok égési termékeiben lévő ablaktörlők viszonylag kicsiek. W. szilárd tüzelőanyag Magas nedvességtartalmú (tűzifa, tőzeg, barna szén stb.) Az égéstermékek hőmagassága ugyanabban a hőmérsékleti tartományban magasabb, mint az alacsony nedvességtartalmú üzemanyag (antracit, kőszövet, fűtőolaj, földgáz stb.) ). Ez annak köszönhető, hogy az égési termékekben nagy nedvességtartalmú tüzelőanyag égetése során a vízgőz tartalma magasabb hő-kapacitással rendelkezik a dioxid gáz-nitrogénhez képest.
A lapon. A 38. ábra a teljes égéstermékek átlagos volumetrikus hő kapacitását mutatja, amelyek nem hígíthatók levegővel különböző hőmérsékleti tartományokhoz.
38. táblázat.
|
Az érték az átlagos heatabases nem levegővel hígítjuk égési és a levegő égés hőmérséklet-tartományban, 0 és T ° C
|
Az üzemanyag nedvességtartalmának növekedése növeli az égési termékek hőmagasságát, mivel a vízgőz tartalmának növekedése ugyanolyan hőmérsékleti tartományban, szemben az alacsonyabb nedvességtartalmú tüzelőanyag-égetési termékek hőkapacitásával, ugyanakkor csökkentve az üzemanyag égési hőmérséklete az égési termékek volumenének növekedése miatt a víz párnak köszönhetően.
A tüzelőanyag nedvességtartalmának növekedésével az adott hőmérséklet-tartományban lévő égési termékek ömlesztett hő kapacitása növekszik, és ugyanakkor a hőmérséklet-tartomány 0-tól a £ TAKH-ra csökken az érték csökkenése miatt<тах. ПОСКОЛЬКУ ТЄПЛОЄМКОСТЬ ГЭЗОВ уМвНЬ — шается с понижением температуры, теплоемкость продуктов сгорания топлива с различной влажностью в интервале температур от нуля до <тах для данного топлива претерпевает незначительные колебания (табл. 39). В соответствии с этим можно принять теплоемкость продуктов сгорания всех видов твердого топлива от 0 до tmax равной 0,405, жидкого топлива 0,401, природного, доменного и генераторного газов 0,400 ккал/(м3-°С).
Ez lehetővé teszi a kalorimetriás és kiszámított égési hőmérséklet meghatározását (a VII. VII) bekezdésében meghatározott eljárás szerint. A hiba pontossága általában nem haladja meg az 1% -ot, vagy 20 ° -ot.
A 4. és 5. görbék megfontolásából. 5 Látható, hogy a hőtartályok teljes égetéseinek aránya a hőmérséklet sztöchiometrikus térfogatában a hőmérsékleten 0-tól T ° C-ig
|
Az égéstermékek hőmagassága 0 és T'mayl között különböző típusú szilárd tüzelőanyagokból 0-40% nedvességtartalom, sztöchiometrikus levegő térfogat
|
200 és 0 és 2100 ° C között gyakorlatilag megegyezik a hidrogén égésű termékek hőjének arányával azonos hőmérsékleti intervallumokban. A hő-kapacitás C 'meghatározott aránya szinte állandó marad, valamint a különböző típusú tüzelőanyagok teljes égetésének termékei számára a levegő sztöchiometon térfogatában.
A lapon. A 40. ábra mutatja a hő-kapacitású termékek kapcsolatait az üzemanyag teljes égetésének kis mennyiségű ballasztzal, gázégető termékek (antracit, koksz, kőszék, folyékony üzemanyag, természetes, olaj, koksz gázok stb. 0 és t ° C között, a hőmérséklet-tartományban 0 és 2100 ° C között tartományban. Mivel ezeknek a tüzelőanyagoknak a hőtermelője közel 2100 ° C-ra van, a hő-kapacitás "aránya" megegyezik a hőmérséklet-kapacitás arányával a hőmérséklet-tartományban 0-tól T-ig és 0-ról TM & X-
A lapon. 40 is kapnak értékei a C értékre”, számít az égéstermékeket az üzemanyag magas tartalma ballaszt, mozgó, amikor az égő tüzelőanyag gáznemű égéstermékek, azaz, nedvesség szilárd tüzelőanyag, nitrogén és szén-dioxid gáz halmazállapotú . A meghatározott tüzelőanyagok hőtermelése (tűzifa, tőzeg, barna szén, vegyes generátor, levegő és tartománygázok) 1600-1700 ° C.
40. táblázat.
|
Az égésű termékek hő-kapacitásának kezelése a "és a K AIR K hőmérséklet-tartományban 0-tól t ° C-ig terjedjen a 0-tól (SCH) égésű termékek hőmagasságára
|
Amint az a táblázatból látható. 40, a "és kevésbé különböznek az üzemanyag-égető termékek esetében, amelyek különböző tartalmú ballaszt és hő-teljesítmény.
A magasabb szakmai oktatás állami oktatási intézménye
"Samara Állami Műszaki Egyetem"
Tanszék "kémiai technológia és ipari ökológia"
Tanfolyam
a "technikai termodinamika és a hőtechnika" fegyelem alatt
Téma: A technológiai kemence hulladékgázának hőjének kiszámítása
Befejezett: Student Ryabinin E.a.
ZF kurzus III. Csoport 19
Ellenőrzött: Consultant Churkina A.YU.
Samara 2010
Bevezetés
A legtöbb vegyi vállalkozás magas és alacsony hőmérsékletű termikus hulladékot képez, amelyek másodlagos energiaforrásokként (WEP) használhatók. Ezek közé tartoznak a különböző kazánok és technológiai kemencék, hűtött áramok, hűtővíz és az elköltött gőzök kimenő gázok.
Thermal Wer nagymértékben fedezi az egyes iparágak melegét. Így a nitrogén-iparban, rovására a WEP, a Bole elégedett egy 26% -os, hővel szükség, a szóda iparban - több mint 11%.
A használt WER mennyisége három tényezőtől függ: WEP hőmérséklete, a hőerő és a kilépési folytonosság.
Jelenleg a kipufogógázok hőelhelyezése a legnagyobb eloszlás volt, amely szinte minden tűzoltó folyamat magas hőmérsékletpotenciálral rendelkezik, és a legtöbb iparágban folyamatosan használható. A kipufogógázok hője a fő anyagi energiaegyensúly. Ez elsősorban technológiai, és bizonyos esetekben - mind az energia célokra (a kazánokban - hasznosítók).
Azonban a magas hőmérsékletű termálfájás széles körű használata a hasznosítási módszerek kialakulásához kapcsolódik, beleértve a hőforrásokat, termékeket stb., A kipufogógázok hőkezelésének új módszereit, valamint a meglévő tervek javítását Használt berendezések.
1. A technológiai rendszer leírása
A csőszerű kemencékben, amelyek nem rendelkeznek konvekciós kamrákkal vagy sugárzó-konvekciós típusú kemencékben, de a fűtött termék viszonylag magas kezdeti hőmérséklete, a kipufogógázok hőmérséklete viszonylag magas lehet, ami fokozott hőveszteséget eredményez, csökkenhet A kemence hatékonyságában és a nagyobb üzemanyag-fogyasztásban. Ezért szükség van a kipufogógázok hőjének használatára. Ezt lehet elérni egy légmelegítővel, fűtési levegővel, amely az üzemanyag-égető kemencébe vagy a hulladék-recyclars telepítésével érhető el, amelyek lehetővé teszik a technológiai igényekhez szükséges vízgőz megszerzését.
Azonban a légmelegítő, a ventilátor és a ventilátor motor által elfogyasztott további villamosenergia-fogyasztás szükségletei a levegőfűtés elvégzéséhez szükségesek.
A légmelegítő normál működésének biztosítása érdekében fontos megakadályozni, hogy a felszínének korróziójának lehetősége a füstgázok füstgázain. Ez a jelenség akkor lehetséges, ha a hőcserélő felületének hőmérséklete a harmatpont hőmérséklete alatt van; Ebben az esetben jelentősen lehűtjük a füstgázok részét, amelyek közvetlenül érintkeznek a légmelegítő felületével, szignifikánsan lehűtjük, a bennük lévő vízgőz részlegesen kondenzálódik, és az abszorbeáló kén-dioxid gázokból, agresszív gyenge savat képez.
A harmatpont megfelel azoknak a hőmérsékletnek, amelyeknél a telített gőzvíz nyomása megegyezik a füstgázokban található vízgőz részleges nyomásával.
Az egyik legmegbízhatóbb korróziós védelmi módszer a levegő előmelegítése bármilyen módon (például vízben vagy gőzkazánban) a harmatpont feletti hőmérsékleten. Ilyen korrózió fordulhat elő a konvekciós csövek felületén, ha a kemencébe belépő nyersanyag hőmérséklete alacsonyabb, mint a harmatpont.
A hőforrás, hogy növelje a telített gőz hőmérsékletét, az elsődleges üzemanyag oxidációs reakciója (égés). Az égés során kialakított füstgázok sugárzást adnak a sugárzásba, majd a nyers áramlással rendelkező konvekciós kamrák (vízpár). A túlheves vízgőz belép a fogyasztóba, és az égésű termékek elhagyják a sütőt, és beírják az újrahasznosító kazánt. A KU kimeneténél a telített vízgőz visszaáll a kemencében lévő gőz-túlmelegedés tápellátásához, és a füstgázokat, amelyek hűtőfolyadékot adnak a tápközeget a légmelegítőbe. A levegő által működtetett fűtésből a füstgázok a sátorba mennek, ahol a tekercsre érkező víz felmelegszik, és közvetlenül a fogyasztóhoz és a füstgázokba kerül a légkörbe.
2. A kemence kiszámítása
2.1 Az égési folyamat kiszámítása
Meghatározzuk az üzemanyag alacsony hővesztését Q. R N. . Ha az üzemanyag egyéni szénhidrogén, akkor hő égetés Q. R N. Ez megegyezik az égés standard hőjével, mínusz a víz elpárologtatása égési termékekben. A forrás és a végtermékek képződésének standard termikus hatásai szerint is kiszámítható a GEG-törvény alapján.
A szénhidrogének keverékéből áll, az égés hőjét meghatározzák, de az additivitás szabálya:
hol Q PI N. - Az égés hője ÉN. -HO üzemanyag-komponens;
y I. - koncentráció ÉN. - az üzemanyag komponense az egyik frakcióban, majd:
Q. R N. cm = 35.84 ∙ 0,987 + 63,80 ∙ 0,00333+ 91.32 ∙ 0,0012+ 118.73 ∙ 0,0004 + 146,10 ∙ 0,0001 \u003d 35,75 MJ / m 3.
Az üzemanyag moláris tömege:
M. = Σ M I. ∙ y I. ,
hol M I. - moláris tömeg ÉN. -HO üzemanyag-komponens, innen:
M m \u003d. 16,042 ∙ 0,987 + 30.07 ∙ 0,0033 + 44,094 ∙ 0,0012 + 58,120 ∙ 0,0004 + 72,15 ∙ 0,0001 + 44,010 ∙ 0,0001 + 44,010 ∙ 0,001 + 28,01 ∙ 0,007 \u003d 16,25 kg / mol.
kg / m 3,
azután Q. R N. cm , MJ / kg-ban kifejezve:
MJ / kg.
A számítás eredményei a táblázatban vannak csökkentve. egy:
Az üzemanyag összetétele Asztal 1
Meghatározzuk az üzemanyag elemi összetételét,% (tömeg):
,
hol n I C. , nIH, Nemzeti Egészségügyi Intézet. , n i n. , n I. - a szén, a hidrogénatomok, a nitrogén és az oxigén száma az üzemanyagban szereplő egyedi komponensek molekuláiban;
Az üzemanyagok, a tömegek minden egyes összetevője. %;
x I. - Az egyes tüzelőanyag-komponensek tartalma, mondják. %;
M I. - az üzemanyag egyes összetevőinek moláris tömege;
M. - az üzemanyag moláris tömege.
A kompozíció ellenőrzése :
C + H + O + N \u003d 74,0 + 24,6 + 0,2 + 1.2 \u003d 100% (tömeg.).
Meghatározzuk az 1 kg-os égetéshez szükséges levegő elméleti mennyiségét, az égési reakció és az oxigéntartalom atmoszférikus levegőben való sztöchiometrikus egyenletéből áll. Ha az üzemanyag elemi összetétele, elméleti levegőmennyiség ismert L 0. , kg / kg, a képlet által kiszámított:
A gyakorlatban túlzott mennyiségű levegőt vezetünk be annak érdekében, hogy biztosítsuk a kemencében működő üzemanyag égetésének teljességét, érvényes légáramlást találunk az α \u003d 1,25:
L. = αl 0 ,
hol L. - érvényes légáramlás;
α - felesleges levegő együttható,
L. = 1,25 ∙ 17,0 \u003d 21,25 kg / kg.
Specifikus légmennyiség (N. Y.) 1 kg üzemanyag égéséhez:
hol ρ B. \u003d 1,293 - Légsűrűség normál körülmények között,
m 3 / kg.
Megtaláljuk az égető termékek számát, amikor 1 kg üzemanyagot égetünk:
ha ismert, hogy az üzemanyag elemi összetétele ismert, akkor a füstgázok tömegkompozíciója 1 kg üzemanyagként teljes égésben meghatározható a következő egyenletek alapján:
hol m CO2. , m H2O. , m N2. , m O2. - megfelelő gázok tömege, kg.
Teljes égésű termékek:
m. P. S. = m CO2 + M H2O + M N2 + M O2
m. P. S. \u003d 2,71 + 2,21 + 16,33 + 1.00 \u003d 22,25 kg / kg.
Ellenőrizze a kapott értéket:
hol W F. - A fúvóka gőzének specifikus fogyasztása folyékony üzemanyag, kg / kg (gázüzemanyag esetében) W F. = 0),
Mivel az üzemanyag gáz, a levegő nedvességtartalma elhanyagolható, és a vízmennyiség mennyisége nem veszi figyelembe.
Keresse meg az égéstermékek mennyiségét Normál körülmények között 1 kg üzemanyag égése során:
hol m I. - az 1 kg üzemanyag égetése során keletkező megfelelő gáz tömege;
ρ I. - a gáz sűrűsége normál körülmények között, kg / m 3;
M I. - ennek a gáznak a moláris tömege, kg / kmol;
22.4 - moláris térfogat, m 3 / kmol,
m 3 / kg; 
m 3 / kg;
m 3 / kg; 
m 3 / kg.
Az égési termékek teljes mennyisége (N. Y.) a levegő tényleges áramlásában:
V \u003d v CO2 + V H2O + V N2 + V O2 ,
V. = 1.38 + 2,75+ 13.06 + 0,70 \u003d 17,89 m 3 / kg.
Az égési termékek sűrűsége (N. Y.):
kg / m 3.
Megtaláljuk a hő kapacitását és az égésű termékek 1 kg üzemanyagot a hőmérséklet-tartományban 100 ° C-tól (373 k) és 1500 ° C (1773 K). 2.
Közepes specifikus gázkapacitás a P, KJ / (kg ∙ k) 2. táblázat
| t. , ° S. |
|||||
Az 1 kg üzemanyag égése során kialakított füstgázok entalpiája:
hol cO2-vel. , h2O-val. , n2-vel. , o2-vel. - középső specifikus hőmagasság a megfelelő gyep állandó nyomásán a hőmérsékleten t. , Kj / (kg · k);
t. - az 1 kg üzemanyag égetése során kialakított füstgázok átlagos hőteljesítménye t. , kj / (kg k);
100 ° C-on: kj / (kg ∙ k);
200 ° C-on: KJ / (kg ∙ k);
300 ° C-on: KJ / (kg ∙ k);
400 ° C-on: KJ / (kg ∙ k);
500 ° C-on: KJ / (kg ∙ k);
600 ° C-on: KJ / (kg ∙ k);
700 ° C-on: kj / (kg ∙ k);
800 ° C-on: KJ / (kg ∙ k);
1000 ° C-on: kj / (kg ∙ k);
1500 ° C-on: KJ / (kg ∙ k);
A számítások eredményei a táblázatban vannak csökkentve. 3.
Enderpia égésű termékek 3. táblázat.
A táblázat szerint. 3 Építsen függőségi ütemtervet H T. = f. ( t. ) (1. ábra) lásd a mellékletet .
2.2 A kemence termikus egyensúlyának kiszámítása, a kemence hatékonysága és az üzemanyag-fogyasztás
A hőáram, amelyet vízgőzzel érzékelnek a kemencében (hasznos termikus terhelés):
hol G. - a túlhevedezett vízgőz mennyisége időtartamonként, kg / s;
H v1. és N vp2.
Vegye ki a 320 ° C (593 K) közötti áramlási füstgázok hőmérsékletét. A környezeti sugárzás hővesztesége 10% lesz, és 9% -uk elveszett a sugárzó kamrában, és 1% a konvekcióban. A kemence hatékonysága η t \u003d 0,95.
A kémiai noszta hővesztesége, valamint a bejövő üzemanyag és a levegő elhanyagolásának hő száma.
Határozza meg a KPD kemencét:
hol Hogyan - az égés entalpia termékei a füstgázok hőmérsékletén, amelyek elhagyják a sütőt, t UK ; A kimenő füstgázok hőmérsékletét általában 100-150 ° C-on vesszük fel a nyersanyag kezdeti hőmérséklete a kemence bejáratánál; q pot - a sugárzással szembeni hőveszteség,% vagy részvények Q padló ;
Üzemanyag-fogyasztás, kg / s:
kg / s.
2.3 A sugárzó kamera és a konvekciós kamera kiszámítása
Meghatározzuk a füstgáz hőmérsékletét a következőben: t. P \u003d 750 - 850 ° С, elfogadja
t. P \u003d 800 ° С (1073 K). Enderpia égésű termékek a passzolás hőmérsékleten
H. P \u003d 21171,8 kj / kg.
A vízgőz által érzékelt hőáramlás sugárzó csövekben:
hol N. P - Enthalpy égéstermékek a füstgázok hőmérsékletén Pa Perevali, KJ / kg;
η t - a kemence hatékonysága; Javasoljuk, hogy egyenlő legyen 0,95 - 0,98;
A vízgőz által érzékelt hőáramlás a konvekciós csövekben:
A vízgőz entalpiája a sugárzó rész bejáratánál:
KJ / kg.
Elfogadjuk a nyomásveszteség nagyságát a konvekciós kamrában ∆ P. nak nek \u003d 0,1 MPa, akkor:
P. nak nek = P. - P. nak nek ,
P. nak nek \u003d 1.2 - 0,1 \u003d 1.1 MPa.
Vízgőz bemeneti hőmérséklet a sugárzó szakaszban t. nak nek \u003d 294 ° C, akkor a sugárzó csövek külső felületének átlagos hőmérséklete:
hol Δt. - a sugárzó csövek külső felületének hőmérséklete és a csövekben fűtött vízgőz (nyersanyagok) hőmérséklete közötti különbség; Δt. \u003d 20-60 ° C;
NAK NEK.
Maximális számított égési hőmérséklet:
hol nAK NEK. - az üzemanyag és a levegő kezdeti keverékének csökkentett hőmérséklete; Elfogadható az égetéshez mellékelt levegő hőmérsékletével;
kÖSZ. - az égési termékek meghatározott hőmagassága hőmérsékleten t. P;
° С.
-Ért t max = 1772,8 ° C és t. P \u003d 800 ° C A teljesen fekete felület hőállása q S. A sugárzó csövek külső felületének különböző hőmérsékletei esetében a következő értékek:
Θ, ° C 200 400 600
q S. , W / m 2 1.50 ∙ 10 5 1.30 ∙ 10 5 0,70 ∙ 10 5
Kiegészítő diagramot építünk (2. ábra) lásd a mellékletet ahol a θ \u003d 527 ° C-os hőt bámulunk: q S. \u003d 0,95 ∙ 10 5 W / m 2.
A kemencébe bevezetett teljes termikus áramot kiszámítjuk:
Az egyenértékű terület előzetes értéke abszolút fekete felület:
m 2.
Elfogadjuk a falazat árnyékolásának mértékét ψ \u003d 0,45 és a α \u003d 1,25
H S. /H. L. = 0,73.
Az egyenértékű sík felület értéke:
m 2.
Elfogadjuk az egysoros csövek elhelyezését és lépését közöttük:
S. = 2d. N. \u003d 2 ∙ 0,152 \u003d 0,304 m. Ezeknek az értékeknek az alakja NAK NEK = 0,87.
A fedett kőműves felület nagysága:
m 2.
A fűtés sugárzó csövek felülete:
m 2.
Válassza ki a BB2 kemencét, paramétereit:
sugárzási kamra felülete, m 2 180
konvekciós kamra felület, m 2 180
munkahosszú sütő, m 9
sugárzási kamra szélessége, m 1,2
b. Végrehajtás
Üzemanyag égés módszer láng
a cső átmérője sugárzása, mm 152 × 6
a konvekciós kamra csövek átmérője, mm 114 × 6
A csövek száma a sugárzási kamrában:
hol d. H a csövek külső átmérője a sugárzási kamrában, m;
l. Paul - A sugárzó csövek hasznos hossza, füstgázzal mossuk, m,
l. Nem \u003d 9 - 0,42 \u003d 8,2 m,
.
A sugárzó csövek felületének hőváltozása:
W / m 2.
Meghatározzuk a konvekciós kamra csövek számát:
Egy vízszintes sorban van egy ellenőrző sorrendben. Lépés az s \u003d 1,7 csövek között d. H \u003d 0,19 m.
Az átlagos hőmérsékletkülönbséget a képlet határozza meg:
° С.
Hőátvitel együtthatója a konvekciós kamrában:
W / (m 2 ∙ k).
A konvekciós csövek felületének hőváltozását a képlet határozza meg:
W / m 2.
2.4 A kályha tekercs hidraulikus számítása
A kemence tekercs hidraulikus kiszámítása a vízgőznyomás elvesztése sugárzó és konvekciós csövekben.
hol G.
ρ v.p. - a sűrűsége vízgőz egy átlagos hőmérsékletet és nyomást a Concents kamrában, kg / m 3;
d. K - A konvekciós csövek belső átmérője, m;
z. K - A konvekciós kamrában lévő patakok száma,
kisasszony.
ν K \u003d 3,311 ∙ 10 -6 m 2 / s.
A Reynolds kritériumának értéke:
m.
Nyomásveszteség súrlódás:
PA \u003d 14,4 kPa.
PA \u003d 20,2 kPa.
ahol σ. ζ K.
- A fordulatszámok száma.
Teljes nyomásveszteség:
2.5 A vízgőz nyomásveszteségének kiszámítása a sugárzási kamrában
Átlagos vízgőz fordulatszám:
hol G. - a vízgőz kemencében túlmelegedett fogyasztás, kg / s;
ρ R.p. - a sűrűsége vízgőz egy átlagos hőmérsékletet és nyomást a Concents kamrában, kg / m 3;
d. P - A konvekciós csövek átmérője, m;
z. P a patakok száma a sejtkamrában,
kisasszony.
A vízgőz kinematikus viszkozitása átlagos hőmérsékleten és nyomáson a konvekciós kamrában ν P \u003d 8,59 ∙ 10 -6 m 2 / s.
A Reynolds kritériumának értéke:
A csövek teljes hossza az egyenes területen:
m.
Hidraulikus súrlódási együttható:
Nyomásveszteség súrlódás:
PA \u003d 15,1 kPa.
Nyomásveszteség a helyi ellenállás leküzdésére:
Pa \u003d 11,3 kPa,
ahol σ. ζ R. \u003d 0,35 - Az ellenállási koefficiens 180 ºС,
- A fordulatszámok száma.
Teljes nyomásveszteség:
A számítások azt mutatták, hogy a kiválasztott kemence biztosítja a vízgőz túlmelegedését egy adott üzemmódban.
3. A kazánhasználó kiszámítása
Megtaláljuk a füstgázok átlagos hőmérsékletét:
hol t. 1 - A füstgázok hőmérséklete a bejáratnál,
t. 2 - A füstgázok hőmérséklete a kimeneten, ° C;
° С (538 k).
A füstgázok tömegárama:
ahol in - üzemanyag-fogyasztás, kg / s;
A füstgázokhoz specifikus entalpia meghatározza az adat táblázat alapján. 3 és ÁBRA. 1 képlet szerint:
Entalpiás hőszállítók 4. táblázat.
Füstgázzal továbbított hőáramlás:
hol N. 1 I. H. 2 - a entalpiája füstgázok hőmérsékletén a bejárat és a kijárat ku, illetve az égetéskor keletkező 1 kg tüzelőanyag, KJ / kg;
B - üzemanyag-fogyasztás, kg / s;
h. 1 I. h. 2 - A füstgázok, a KJ / KG specifikus entalpies,
Hőáramlás, vízzel érzékelve W:
hol η KU - A KU hőhasználati együttható; η ku \u003d 0,97;
G. N - gőzkimenet, kg / s;
h. A VP - a telített vízgőz entalpiája a kilépési hőmérsékleten, KJ / kg;
h. n in - a tápláló víz, a kj / kg,
A KU-ban kapott vízgőz mennyisége meghatározza a képletet:
kg / s.
A hőáramlás, amelyet vízzel érzékelnek a fűtési zónában:
hol h. - specifikus entalpia a víz elpárologtatási hőmérsékleten, KJ / kg;
A fűtési zónában (hasznos hő) vízfolyás (hasznos hő) termikus áramlása:
hol h. X - A füstgázok specifikus entalpiája hőmérsékleten t. X, ezért:
kJ / kg.
Az 1 kg üzemanyag égése értéke:
Ábrán. 1 Az értéknek megfelelő füsthőmérséklet H. x \u003d 5700.45 kg / kg:
t. X \u003d 270 ° C.
Az átlagos hőmérsékleti különbség a fűtési zónában:
° С.
270 füstgáz 210, figyelembe véve az ellenáramú indexet:
hol NAK NEK F - hőátadási együttható;
m 2.
Az átlagos hőmérsékletkülönbség a párolgási övezetben:
° С.
320 füstgázok 270, figyelembe véve az ellenáramú indexet:
187 vízgőz 187
A hőcserélő felülete a fűtési zónában:
hol NAK NEK F - T6 koefficiens;
m 2.
A hőcserélő felület teljes területe:
F. = F. N +. F. u,
F. \u003d 22,6 + 80 \u003d 102,6 m 2.
A 14248-79-es GOST-nak megfelelően standard párologtatót választunk a következő jellemzőkkel:
burkolat átmérője, mm 1600
a csőgerendák száma 1
a csövek száma egy kötegben 362
felszíni hőcserélő, M 2 170
Éneklés egyedülálló
csövekkel, m 2 0,055
4. Hőegyensúly légmelegítő
Légköri levegő hőmérsékletű t ° in x Belép az eszközbe, ahol felmelegszik a hőmérséklet t x in x A füstgázok hőjének köszönhetően.
A légáramlást, a kg / s-t a szükséges tüzelőanyag mennyisége alapján határozzák meg:
hol BAN BEN - üzemanyag-fogyasztás, kg / s;
L. - Érvényes légáramlás 1 kg üzemanyag, kg / kg,
Füstgázokat, adva a melegségüket, hűtöttük t dhg = t DG2. előtt t DG4. .
=
hol H 3. és H 4. - a füstgázok entalpiája hőmérsékleten t DG3 és t DG4. Ennek megfelelően, KJ / kg,
A levegő által érzékelt hőáram, W:
hol az X-vel - az átlagos konkrét hőteljesítmény, KJ / (kg-t);
0,97 - A légmelegítő hatékonysága,
Végső levegő hőmérséklete ( t x in x) A hőegyensúly-egyenletből:
NAK NEK.
5. KTANA termikus egyensúlya
A légmelegítő után a füstgázok aktív fúvókával (sant), ahol a hőmérséklet csökken t DG5 = t DG4. a hőmérsékletre t DG6 \u003d 60 ° C.
A füstgázok melegét két különálló vízáramlással eltávolítjuk. Az egyik patak közvetlenül érintkezik a füstgázokkal, a másik pedig váltakozik velük a tekercs falán keresztül.
A füstgázok által adott hőáramlás:
hol H 5. és H6. - a füstgázok entalpiája hőmérsékleten t DG5 és t DG6 Ennek megfelelően, KJ / kg,
A hűtővíz (összérték), a kg / s mennyiségét a hőegyensúly-egyenletből határozzák meg:
ahol η - kpd ktan, η \u003d 0,9,
kg / s.
Hőáramlás, hűtővízzel, W:
hol G víz - hűtés vízfogyasztás, kg / s:
vízzel - specifikus vízhő kapacitás, 4.19 KJ / (kg to);
t n víz és t a vízhez - vízhőmérséklet a KTANA bejáratánál és kimeneténél,
6. A hőeltávolítás hatékonyságának kiszámítása
A szintetizált rendszer hatékonyságának meghatározásakor ( η TU) a hagyományos megközelítést alkalmazzák.
A villamosenergia-szerelési hatékonyság kiszámítását a képlet végzi:
7. A rendszer rendszerének exergetikai értékelése - Coile-Utilistor rendszer
Az energiatechnológiai rendszerek elemzésére szolgáló extracetikus módszer lehetővé teszi a leginkább objektíven és minőségi szinten az energiaveszteséget, amelyeket semmilyen módon nem észlelnek a szokásos becsléssel a termodinamika első törvényével. A vizsgált ügyben bekövetkezett becslések kritériumának köszönhetően extracetikus hatékonyságot alkalmaznak, amelyet a fenntartott exergy viszonylagossága a rendszerben felsorolt \u200b\u200bexergyára vonatkoztatott:
hol Holland - üzemanyag, mj / kg extszertigatása;
E - A kemencében és a kazánhasznosítás vízgőzének áramlása által érzékelt exsertálás.
Gáznemű tüzelőanyag esetén a külső külső külsőt az exerving üzemanyagból szállítják ( E DT1) és az Exserving Air ( E play2.):
hol N. és NEM. - levegő entalpi a bemeneti hőmérsékleten a kemence kemence és a mossion hőmérséklet, illetve a kJ / kg;
NAK NEK. - 298 K (25 ° C);
Δs. - Air Entropy, KJ / (KG K) váltása.
A legtöbb esetben az Exserváló levegő mennyisége elhanyagolható, vagyis:
A vizsgált rendszer által fenntartott exsertigation az exsertiga-ból származik, amelyet a kemencében lévő víz kompok érzékelnek ( E ans1), és az exxiga, amelyet a Ku vízkerefe érzékelt ( E avd2.).
A kemencében fűtött vízgőz áramlására:
hol G. - gőzfogyasztás a kemencében, kg / s;
N vp1 és N vp2. - a vízgőz entalpiája a kemence bejáratánál és kimeneténél, a kj / kg;
Δs vp - Vízgőz entrópiája, KJ / (kg k).
A KU-ban kapott vízgőz áramlására:
hol G N. - gőzfogyasztás KU, kg / s;
h a VP-hez - a telített vízgőz entalpiája KU, KJ / kg kijáratnál;
h N B. - A tápláló víz entalpiája a KU, KJ / kg bejáratánál.
E = E dv1 + e ans2 ,
E \u003d 1965,8 + 296,3 \u003d 2262.1 j / kg.
Következtetés
A javasolt telepítés kiszámítása (a technológiai kemence kipufogógázok hőjének kihasználása) arra lehet következtetni, hogy az üzemanyag ezen összetételével, a kemence teljesítménye vízpárban, más mutatókkal - a nagyságrendben A szintetizált rendszer hatékonysága magas, így a telepítés hatékony; Ez azt is megmutatta, hogy a "kazán-kazán-kazán" rendszer extracetikus értékelését is megmutatta, de az energia költségein a telepítés sokra kívánatos, és finomítást igényel.
A használt irodalom listája
1. Kharaz D. . ÉS . A szekunder energiaforrások használata a vegyiparban / D. I. Kharaz, B. I. Psazhis. - M.: Chemistry, 1984. - 224 p.
2. Skoblo A. . ÉS . Az olajfinomítás és a petrolkémiai ipar folyamata és eszközei / A. I. Skoblo, I. A. Tregubova, Yu. K., Molokanov. - 2. Ed., Pererab. és add hozzá. - M.: Chemistry, 1982. - 584 p.
3. Pavlov K. . F. . Példák és feladatok a kémiai technológiák folyamatai és eszközei: Tanulmányok. Az egyetemek / K. F. Pavlov, P. G. Romankov, A. A. Soskov; Ed. P. G. Romakova. - 10. Ed., Pererab. és add hozzá. - L.: Chemistry, 1987. - 576 p.
Alkalmazás
