Pojemność cieplna kompletnych produktów spalania w objętości stechiometrycznej powietrza. Kursy: Obliczanie recyklingu Recykling Piece technologiczne gazu Fizyczne Właściwości tabeli gazów spalinowych
Gdy urządzenie piec idealnie, chcę mieć projekt, który automatycznie dał tyle powietrza, ponieważ jest to konieczne do spalania. Na pierwszy rzut oka można to zrobić komin. Rzeczywiście, im bardziej intensywnie płonący drewno opałowe, tym gorąco spalinyIm większy powinien być trust (model gaźnika). Ale to nie jest. Pchnięcie nie zależy od ilości utworzonych gazów spalinowych. Pchnięciem jest spadek ciśnienia w rurze z zbiornika rury przed paliwem. Jest określany przez wysokość rury i temperatury gazów spalinowych, a raczej ich gęstość.
Pchnięcie zależy od wzoru:
F \u003d a (p b - p d) h
gdzie f jest trakcją, a współczynnik pb jest gęstością zewnętrznego powietrza, p D - gęstość gazów spalinowych, H jest wysokością rury
Gęstość gazów spalin jest obliczana przez wzór:
p d \u003d p w (273 + t c) / (273 + t)
gdzie T B i T D są temperaturą w stopniach Celsjusza zewnętrznego powietrza atmosferycznego poza rurami i gazami spalinowymi w rurze.
Szybkość ruchu gazów spalinowych w rurze (zużycie objętości, czyli pojemność ssania rury) SOL. Nie zależy od wysokości rury i jest określona przez różnicę temperatury gazów spalinowych i powietrza zewnętrznego, a także obszaru przekrój komin. Stąd liczba praktycznych wniosków.
po pierwszeRury spalinowe są w ogóle wysokie, aby zwiększyć przepływ powietrza przez piąty, ale tylko w celu zwiększenia ciągu (czyli spadek ciśnienia w rurze). Bardzo ważne jest, aby zapobiec przewróceniu ciągu ciągu (tłumik pieca) z Winddrop (wielkość ciągu powinna zawsze przekraczać możliwe kopie zapasowe wiatru).
Po drugie, Dostosowanie przepływu powietrza jest wygodnie przy użyciu urządzeń, które zmieniają obszar przekroju transmisji na żywo rury, która jest z pomocą zaworów. Wraz ze wzrostem obszaru przekroju poprzecznego kanału komina, na przykład dwukrotnie - można oczekiwać z grubsza podwyższonego wzrostu przepływu powietrza objętościowego przez paliwo.
Wyjaśnijmy to prosty i wizualny przykład. Mamy dwa identyczne piekarniki. Łączymy je w jednym. Uzyskujemy podwójny piec z podwójnym drewnem opałowym, z dwukrotnym zużyciem powietrza i rurą przekrojową. Lub (co jest takie samo), jeśli w Fifuelu jest więcej niż drewno opałowe, musisz otworzyć zawory na rurze coraz więcej.
Po trzecieJeśli piec spala normalnie w trybie stabilnym, a my dodajemy strumień zimnego powietrza przez spalające drewno opałowe w ciągu piątych, gazy spalinowe przyjdą natychmiast, a przepływ powietrza przez piekarnik zostanie zmniejszony. Jednocześnie rozpocznie się spalanie drewna opałowego. Oznacza to, że wydaje się, że bezpośrednio na drewnie nie wpływa i wysyła dodatkowy przepływ przez drewno opałowe, i okazuje się, że rura może pominąć mniej gazów spalin niż wcześniej, gdy ten dodatkowy przepływ powietrza był nieobecny. Sama rura zmniejszy przepływ powietrza na drewnie opałowym, który wcześniej, a poza tym nie pozwala na dodatkowy przepływ zimnego powietrza. Innymi słowy, rura dymu jest uruchomiona.
Dlatego jest to tak szkodliwe dla superstaru zimnego powietrza przez szczeliny w rurach spalinowych, niepotrzebne przepływy powietrza w komórce paliwowej i rzeczywiście jakąkolwiek jasność ciepła w kominie, co prowadzi do zmniejszenia temperatury gazów spalinowych.
CzwartyIm większy współczynnik oporności dynamicznej gazu komina, mniej przepływu powietrza. Oznacza to, że ściany komina są korzystnie prowadzone jako gładkie, bez skręcania i bez tur.
PiątyIm mniejsza temperatura gazów spalinowych, tym wyraźnie zmienia przepływ powietrza podczas wahań w temperaturze gazów spalinowych, co wyjaśnia sytuację zdejmowania rury pod zapłonem pieca.
O szóstym, P. wysokie temperatury Przepływ powietrza gazów spalin nie zależy od temperatury gazów spalinowych. Oznacza to, że z silnym najjemnym piecem przepływ powietrza przestaje zwiększyć i zaczyna polegać tylko na przekroju poprzecznego rury.
Problemy niestabilności powstają nie tylko podczas analizowania charakterystyki termicznej rury, ale także przy rozpatrywaniu dynamiki płynie gazu w rurze. Rzeczywiście, komin jest dobrze wypełniony lekkimi kominami. Jeśli ten lekki gaz spalin wznosi się niezbyt szybko, prawdopodobieństwo nie jest wykluczone, że ciężkie zewnętrzne powietrze może po prostu utopić się w lekkim gazie i stworzyć spadające w dół w rurze. Jest to szczególnie prawdopodobne dla takiej sytuacji z zimnymi ścianami komina, to jest podczas piekarnika zagranicznego.
Figa. 1. Schemat ruchu gazu w zimnym kominie: 1 - paliwo; 2 - dopływ powietrza przez wkurzony; Trąbka 3-dymowa; 4 - połów; 5 - ząb kominkowy; Gaze 6-dymowe; 7-niepowodzenie zimnego powietrza; 8 - przepływ powietrza, powodując odwrócenie pchnięcia.
a) gładka otwarta pionowa rura
b) rurka z zaworem i zębem
c) rura z górnym zaworem
Solidne strzałki - kierunki ruchu lekkich gorących gazów spalinowych. Kropkowane strzały - kierunek ruchu przepływów w dół zimnego ciężkiego powietrza z atmosfery.
Na figa. 1a. Piekarnik jest schematycznie przedstawiony, w którym dostarczane są gazy spalinowe i są wyświetlane przez rurę dymną. atmosferyczne powietrze 7, osiągając nawet paliwo. Ten przepływ padający może zastąpić "regularny" przepływ powietrza przez zdezorientowany 2. Nawet jeśli piec jest zablokowany do wszystkich drzwi, a wszystkie klapy otworów wlotu powietrza zostaną zamknięte, a następnie piekarnik może się spalić z powodu powietrza z góry. Nawiasem mówiąc, jest tak często tak się dzieje, gdy doszcząc węgiel zamknięte drzwi piece. Może się nawet zdarzyć się całkowitym przechyleniem ciągu: powietrze przyjdzie na górze przez rurę, a gazeny spalinowe - wyjdź przez drzwi.
W rzeczywistości, na wewnętrznej ścianie komina, zawsze istnieją nieprawidłowości, pogrubienie, chropowatość, z których gazów spalinowych i przeciwprzesztowych przepływów zimnych powietrza są umieszczone i mieszane ze sobą. Zimny \u200b\u200bprzepływ powietrza jest wypychany lub, ogrzewanie, zaczyna wznieść mieszany z gorącymi gazami.
Efekt wdrażania dalszych strumieni powietrza zimnego jest wzmocnione w obecności częściowo otwartych zaworów, a także tak zwany ząb, szeroko stosowany w produkcji kominków. figa. 1b.). Ząb zapobiega przepływowi zimnego powietrza z rury do przestrzeni kominkowej, a tym samym zapobiega wytapianiu kominka.
Downstream powietrza przepływy w rurze są szczególnie niebezpieczne w mglistej pogodzie: Gazy spalinowe nie są w stanie odparować najmniejszych kropelek wody, chłodzone, ciąg jest zmniejszony i może nawet przechylić. Piekarnik bardzo palenia, nie porusza się.
Z tego samego powodu, piece z surowymi dymnymi rurami mocno dymią. Aby zapobiec wystąpieniu obwodnia, górne zawory są szczególnie skuteczne ( figa. 1V.) Regulowany w zależności od prędkości gazów spalinowych w kominie. Jednak działanie takich zaworów jest niewygodne.
Figa. 2. Zależność nadmiaru współczynnika powietrza jest od momentu protestu pieca (krzywa stała). Krzywa kropkowana jest wymaganym natężeniem przepływu powietrza G potomu do pełnego utleniania produktów do drewna (w tym substancji sadzy i substancji lotnych) w gazach spalinowych (w jednostkach względnych). Krzywa kropkowana kreskowana - prawdziwe zużycie powietrza rury dostarczonej przez rurkę (w jednostkach względnych). Nadmiar współczynnika powietrza jest prywatną rurą G na G Potch
Stabilny i wystarczająco mocny ciąg wystąpi tylko po ogrzewania ścianach rurki dymnej, która wymaga znacznego czasu, tak że na początku protestowania powietrza zawsze brakuje. Współczynnik nadmiaru powietrza w tym samym czasie mniejszym niż jeden, a piec dymny ( figa. 2.). I odwrotnie: Na końcu protood rurka dymu pozostaje gorąca, pchnięcie jest zachowane przez długi czas, chociaż drewno opałowe zostało już prawie spalone (nadmiar współczynnika powietrza jest więcej niż jeden). Metalowe piece z metalowymi rur kominowych są szybsze do reżimu z powodu niskiej pojemności ciepła w porównaniu z ceglanymi trąbkami.
Analiza procesów w kominie można kontynuować, ale jest już tak jasna, że \u200b\u200bbez względu na to, jak dobry piec, wszystkie jego zalety można zmniejszyć do zera przez zerowy komin. Oczywiście w perfekcyjnej wersji, rura dymu musiałaby zastąpić nowoczesny system. Wymuszony spalin spalinowy z wentylatorem elektrycznym o regulowanej zużyciu i przed kondensacją wilgoci z gazów spalinowych. Taki system, między innymi, może oczyścić spaliny z sadzenia, tlenku węgla i innych szkodliwych zanieczyszczeń, a także chłodzących odprowadzanych gazów spalinowych i zapewnić odzyskiwanie ciepła.
Ale to wszystko jest w odległej perspektywie. W przypadku Dacket i ogrodnika trąbka dymu czasami może stać się znacznie droższa niż sam piekarnik, zwłaszcza w przypadku ogrzewania wielopoziomowego domu. Zakazane rury spalinowe są zazwyczaj prostsze i krótsze, ale poziom siły cieplnej pieca może być bardzo duże. Takie rury z reguły są mocno uruchomione wzdłuż całej długości, często wylatują iskry i popiół, ale kondensat i sadowca upadają nieznacznie.
Jeśli planujesz użyć budynku kąpielowego tylko jako kąpiel, rura może być wykonana i szczelna. Jeśli wanna myśli przez ciebie i jako miejsce możliwego pobytu (tymczasowe zamieszkanie, na noc), zwłaszcza w zimie, a następnie jest bardziej celowy, aby natychmiast wykonać izolowane i jakościowo "," na całe życie ". Piece można zmienić przynajmniej każdego dnia, podnieś projekt brudnej i bardziej szczegółowo, a rura będzie taka sama.
Przynajmniej jeśli piec działa w trybie długi spalanie (Suszenie), a następnie izolacja rury jest absolutnie konieczna, ponieważ przy niskich obiektach (1 - 5 kW) szczelna rura metalowa stanie się całkowicie zimna, kondensat będzie obficie przepływający, co w najsilniejszych mrozach może nawet wspinać się i nakładają się na rurę. Jest to szczególnie niebezpieczne w obecności iskrzącej siatki i parasoli z małymi przechodzącymi szczelinami. Incovers nadają się do intensywnych progurentów latem i są niezwykle niebezpieczne dla słabych spalaniach środków drewna opałowego w zimie. Ze względu na możliwe zatykanie lodu rur, instalacji deflektorów i parasoli kominy Był zakazany w 1991 r. (W kominach piece gazowe. nawet wcześniej).
Zgodnie z tymi samymi względami nie jest konieczne zaangażowanie się w wysokość rury - poziom ciągu nie jest tak ważny dla niewolnego piekarnika do kąpieli. Jeśli będzie symulować, zawsze możesz szybko wentylować pokój. Ale należy przestrzegać wysokości nad grzbietem dachu (nie mniejsza niż 0,5 m), aby zapobiec przechylaniu ciągu podczas podmuchów wiatrowych. Na delikatnych dachach rura powinna występować nad pokrywą śnieżną. W każdym razie lepiej jest mieć rurę, ale cieplej (co jest wyższe, ale zimniejsze). Wysokie rury zimą są zawsze zimne i niebezpieczne.
Zimne rury spalinowe mają wiele wad. Jednocześnie splątane, ale nie bardzo długie rury na metalowych piecach podczas ekstraktorów szybko ogrzewane (znacznie szybciej niż rury ceglane), pozostają gorące z protestem energetycznym, a zatem w kąpielach (a nie tylko w kąpielach) są używane bardzo szeroko , zwłaszcza, że \u200b\u200bsą one stosunkowo tanie. Rury cementowe ASBIC na piecach metalowych nie są używane, ponieważ mają dużo wagi, a także niszczą podczas przegrzania fragmentów fragmentów.
Figa. 3. Najprostsze projekty metalowych rur kominowych: 1 - metalowy komin 2 - musujące; 3 - czapka do ochrony rury przed wytrącaniem atmosferycznym; 4 - krokwie; 5 - Lambers dachu; 6. - Dreasly bruki. między krokwiami (lub wiązkami) do rejestracji strażaków (cięcia) w dachu lub nakładaniu się (w razie potrzeby); 7 - dach szelest; osiem - miękki dach (Rubberoid, Hydrokhotloizol, miękka płytka, arkusze tektury falistej itp.); 9 - metalowy arkusz do podłogi dachowej i nakładanie się wylotu (pozostawiono do stosowania płaskiej arkusza ACEIDA - ASBO-cementowej płyty izolacyjnej); 10 - metalowa podszewka odwadniająca; 11 - uszczelnianie azbestu luki (połączenie); 12 - metalowa czapka; 13 - belki sufitowe (z wypełnieniem przestrzeni przez izolację); 14 - Pokrywa sufitowa; 15 - seks strychu (jeśli to konieczne); 16 - metalowe cięcie sufitowe; 17 - metalowe rogi wzmacniające; 18 - metalowa pokrywa cięcia sufitowego (jeśli to konieczne); 19 - izolacja odporna na ciepło (Ceramzyit, piasek, perlite, minvat); 20 - Podkładka ochronna (blacha metalowa na warstwie kartonu azbestu o grubości 8 mm); 21 - metalowa rura ekranowa.
a) rurka nielagowana;
b) izolowana przez izolowana rura ekranowana z odpornością na przenoszenie ciepła co najmniej 0,3 m2 -grad / W (która jest równoważna z grubością cegły 130 mm lub grubości izolacji minvaty typu 20 mm).
Na figa. 3. Przedstawione typowe schematy montażowe splątane metalowe rury. Sama rura powinna być zakupiona ze stali nierdzewnej o grubości co najmniej 0,7 mm. Najbardziej podwoziem średnicy rury rosyjskiej wynosi 120 mm, fiński - 115 mm.
Według GOST 9817-95, obszar przekroju poprzecznego multi-tury komina powinno wynosić co najmniej 8 cm2 na 1 kW nominalnej mocy termicznej uwalnianej w palenisku podczas spalania drewna opałowego. Ta moc nie powinna być mylona z mocą ciepła piekarnika, wydana z zewnętrznej ceglanej powierzchni pieca do pokoju przez Snip 2.04.05-91. Jest to jeden z naszych licznych nieporozumień. dokumenty regulacyjne. Ponieważ piece do suszenia ciepła są zwykle zaśmiecone tylko 2-3 godziny dziennie, wtedy moc w piecu wynosi około dziesięciu razy moc uwalniania ciepła z powierzchni pieca ceglanego.
Następnym razem porozmawiamy o cechach montażu rur powodziowych.
2. Ciepło prowadzone przez pozostawienie gazów. Definiujemy pojemność ciepła gazów spalinowych w Tukh \u003d 8000s;
3. Utrata ciepła przez masonerię przewodności cieplnej.
Straty przez łuk
Grubość łuku wynosi 0,3 m, wał materiału. Akceptujemy tę temperaturę powierzchnia wewnętrzna Łuk jest równy temperaturze gazów.
Średnia temperatura w piecu:
W tej temperaturze wybieramy współczynnik przewodności termicznej materiału Chamotte:
Tak więc straty przez łuk to:
gdzie α jest współczynnikiem przenikania ciepła z zewnętrznej powierzchni ścian do otaczającego powietrza, równa 71,2 KJ / (M2 * H * 0С)
Straty przez ściany. Masonry ścian wykonany jest z dwuwarstwowej (wał 345 mm, okrzemki 115 mm)
Mur kwadratowy, M2:
Strefa metodyczna
Strefa spawania
Strefa tomila
Rozdarty
Pełny obszar ścian 162,73 m2
Z liniową rozkładem temperatury grubości ściany Średnia temperatura Chamot będzie równy 5500C, a diatomitia 1500c.
W związku z tym.
Pełne straty przez masonerię
4. Straty ciepła z wodą chłodzącą zgodnie z praktycznych danych akceptujemy równą 10% 5% przybycia QX, to znaczy QX + Q
5. Nieudane straty podejmują kwotę 15% Q przyjazdu ciepła
Zrobić równanie bilans termiczny kuchenka
Bilans termiczny pieca, który ma zamiar zamieniać się w tabeli 1; 2.
Tabela 1
Tabela 2
| Zużycie CD / H | % |
| Ogrzewanie spędzone na ogrzewanie metalowe
| 53 |
| ciepło gazów wychodzących | 26 |
| straty przez murację
| 1,9 |
| utraty wody chłodzącej | 6,7 |
| niezabezpieczone straty | 10,6 |
| CAŁKOWITY: | 100 |
Specyficzne zużycie ciepła do ogrzewania 1 kg metalu będzie
Wybór i obliczenie palnika
Akceptujemy, że piece są zainstalowane palniki typu "rury w rurze".
W strefach spawalniczych 16 sztuk, w pomiarach 4 sztuk. Całkowita liczba palników 20 sztuk. Określać obliczona liczba Powietrze nadchodzące na palnik.
VV - przepływ powietrza na godzinę;
TV - 400 + 273 \u003d 673 k - temperatura ogrzewania powietrza;
N - liczba palników.
Ciśnienie powietrza przed palnikiem akceptuje 2,0 kPa. Wynika z tego, że wymagane zużycie powietrza zapewnia palnik DBV 225.
Definiujemy obliczoną ilość gazu na palnik;
VG \u003d B \u003d 2667 godziny zużycia paliwa;
Tg \u003d 50 + 273 \u003d 323 k - temperatura gazu;
N - liczba palników.
8. Obliczanie odzyskiwania
W przypadku ogrzewania powietrza projektujemy odzysk ciepła pętli metalowej z rur o średnicy 57/49,5 mm z korygującą pozycją
Dane początkowe do obliczenia:
Zużycie paliwa godzinowego B \u003d 2667 KJ / h;
Przepływ powietrza na 1 m3 paliwa Lα \u003d 13,08 m3 / m3;
Ilość produktów spalania od 1 m3 gazu palnego Vα \u003d 13,89 m3 / m3;
Temperatura ogrzewania TB \u003d 4000С;
Temperatura wychodzących gazów z pieca Tow \u003d 8000s.
Przepływ powietrza godzin:
Outlet dymny:
Godzinowa ilość dymu przechodzącego przez rekuperator, biorąc pod uwagę utratę dymu na wycięcie i za pośrednictwem obejściowej szycia i dostaw powietrza.
Współczynnik M, biorąc pod uwagę utratę dymu, weź 0,7.
Współczynnik, biorąc pod uwagę podcenie powietrza w rachunkach, biorącymy na 0,1.
Temperatura dymu przed rekuperatorem, biorąc pod uwagę zasilanie powietrzem;
gdzie i - gazy zawierające ciepło w Tuch \u003d 8000s
Ta generacja ciepła odpowiada temperaturę dymu TD \u003d 7500C. (Patrz rys.67 (3))
Gdy spalanie węgla paliwa w powietrzu, równanie (21 ° C + 2102 + 79N2 \u003d 21C02 + 79N2) na każdym objętości C02 w produktach spalania odpowiadają za 79: 21 \u003d 3,76 objętości N2.
Gdy spalanie antracytowego, chudych węgli i innych rodzajów paliwa o wysokiej zawartości węgla, produkty spalania są tworzone w pobliżu składu produktów spalania węgla. Gdy spalanie wodoru przez równanie
42H2 + 2102 + 79N2 \u003d 42H20 + 79N2
Na każdym objętości H20 konta za 79:42 \u003d 1,88 objętości azotu.
W produktach spalania gazów naturalnych, skraplonych i koksowych, paliwa ciekłego, drewna opałowego, torfu, węgla brunatnego, długiego płomienia i węgla gazowego oraz innych rodzajów paliwa o znacznej zawartości wodoru w masie palnych jest utworzona duża liczba Para wodna, czasami przekraczająca objętość C02. Obecność wilgoci na górze
|
Tabela 36. Pojemność ciepła, KCAL / (MW. ° C) |
Żyj, naturalnie zwiększa zawartość pary wodnej w produktach spalania.
Skład pełnych produktów spalania głównych paliw w objętości chniometrycznej pary podano w tabeli. 34. Z tych tabeli widać, że w produktach spalania wszystkich rodzajów paliwa treści N2 znacząco przekracza całkowitą zawartość C02-F-H20, aw produktach spalania węgla jest 79%.
Produkty spalania wodoru zawierają 65% N2, w produktach spalinowych gazów naturalnych i skroplonych, benzyny, oleju opałowego i innych rodzajów paliw węglowodorowych, jego zawartość wynosi 70-74%.
Figa. 5. Wolumetryczna pojemność ciepła
Spalanie produktów
4 - Produkty do spalania węglowego
5 - Produkty spalania wodorowe
Średnia pojemność cieplna kompletnych produktów spalania, które nie zawierają tlenu, można obliczyć o wzorze
C \u003d 0,01 (CC02C02 + CSO2S02 + C "20H20 + CN2N2) KCAL / (M3- ° C), (VI. 1)
W przypadku CC0G, CSO2, SINY0, CNA jest objętościową pojemność cieplnej dwutlenku węgla, gazu siarki, pary wodnej i azotu, a C02, S02, H20 i N2 jest zawartości odpowiednich elementów w produktach spalania,% (objętość).
Zgodnie z tym wzorem (VI. 1) nabywa następującą formę:
C \u003d 0,01. (CC02 /? 02 + ChJ0H20-BCNI! N2) KCAL / (M3 "С). (VI.2)
Średnia wolumetryczna pojemność cieplna C02, H20 i N2 w zakresie temperatur od 0 do 2500 ° C podano w tabeli. 36. Krzywe charakteryzujące zmianę średniej objętościowej pojemności cieplnej tych gazów o zwiększeniu temperatury pokazano na FIG. pięć.
Od tych pokazanych w tabeli. 16 Dane i krzywe przedstawione na FIG. 5, możesz zobaczyć następujące elementy:
1. Nasypowa pojemność ciepła C02 znacząco przekracza pojemność cieplną H20, która z kolei przekracza pojemność cieplną N2 w zakresie zakresu temperatur od 0 do 2000 ° C.
2. Pojemność ciepła C02 wzrasta wraz ze wzrostem temperatury szybciej niż pojemność ciepła H20, a pojemność ciepła H20 jest szybsza niż pojemność cieplna N2. Jednak pomimo tego średnia ważona średnia objętościowa pojemność cieplna spalania spalania węgla i wodoru w stechiometrycznej objętości powietrza różni się niewiele.
Określona pozycja, nieco nieoczekiwana na pierwszy rzut oka, wynika z faktu, że w produktach całkowitego spalania węgla w powietrzu dla każdego miernika sześciennego C02, który ma najwyższą objętościową pojemność ciepła, stanowi 3,76 m3 N2 z minimalnym objętościami
|
Średnia objętość cieplna pojemność produktów spalania węgla i wodoru w teoretycznie niezbędnej ilości powietrza, KCAL / (M3- ° C)
|
Pojemność cieplna oraz w produktach spalania wodorowych dla każdego miernika sześciennego pary wodnej, objętościowej pojemności cieplnej, która jest mniejsza niż w przypadku SHO, ale więcej niż w N2, istnieje połowę mniejszej ilości azotu (1,88 m3).
W rezultacie, średnia objętościowa pojemność cieplna węgla i produktów spalania wodoru w powietrzu jest wyrównana, jak widać z tabeli danych. 37 i porównanie krzywych 4 i 5 na FIG. 5. Różnica w średnie ważonych środków dostaw ciepła spalania węgla i wodoru w powietrzu nie przekracza 2%. Oczywiście pojemność cieplna produktów spalania paliwa składająca się głównie z węgla i wodoru, w objętości stechiometrycznej powietrza, leżą w wąskim obszarze między krzywymi 4 a 5 (zacienioną na fig. 5) ..
Pełne produkty spalania różnych typów; Paliwo w powietrzu stechiometrycznym w zakresie temperatur od 0 do 2100 ° C ma następującą pojemność ciepła, KCAL / (M3\u003e ° C):
Wycieraczki w pojemności cieplnej w produktach spalania różne gatunki Paliwo jest stosunkowo małe. W. paliwo stałe Dzięki wysokiej zawartości wilgoci (drewno opałowe, torf, węgle brązowe itp.) Pojemność cieplna produktów spalinowych w tym samym zakresie temperatur jest wyższa niż paliwa o niskiej zawartości wilgoci (antracyt, węgle kamienne, olej opałowy, gaz ziemny itp. ). Wynika to z faktu, że gdy spalanie paliwa o wysokiej zawartości wilgoci w produktach spalania, zawartość pary wodnej ma wyższą wydajność cieplną w porównaniu z gazem dwutlenkowym - azotem.
W zakładce. 38 przedstawia średnią wolumetryczną pojemność ciepła pełnego spalania produktów, które nie są rozcieńczane powietrzem dla różnych zakresów temperatur.
Tabela 38.
|
Wartość średnich radiatorów nie rozcieńczonych spalinami powietrzem i spalaniem powietrza w zakresie temperatur od 0 do T ° C
|
Wzrost zawartości wilgoci w paliwa zwiększa pojemność cieplną produktów spalinowych ze względu na zwiększenie zawartości pary wodnej w tym samym zakresie temperatur w porównaniu z pojemnością ciepła produktów spalinowych o niższej zawartości wilgoci, a jednocześnie obniżają Temperatura spalania paliwa ze względu na zwiększenie ilości produktów spalinowych z powodu pary wodnej.
Wraz ze wzrostem zawartości wilgotności w paliwie, większa pojemność cieplna produktów spalania w danym zakresie temperatury wzrasta, a jednocześnie zakres temperatur od 0 do £ wynosi zmniejszona z powodu zmniejszenia wartości<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).
Umożliwia to znacząco uprościć oznaczanie poziomów kalorymetrycznych i obliczonych temperatur spalania (zgodnie z procedurą określoną w CH. VII). Dokładność błędu zwykle nie przekracza 1% lub 20 °.
Od rozważenia krzywych 4 i 5 na FIG. 5 Widać, że stosunek ciepła - pojemniki z całkowitego spalania węgla w stechiometrycznej objętości powietrza w zakresie temperatur od 0 do T ° C, na przykład od 0 do
|
Pojemność cieplna produktów spalinowych od 0 do T'mayl różnych rodzajów paliw stałych o zawartości od 0 do 40% wilgoci, w objętości powietrza stechiometrycznego
|
200 i od 0 do 2100 ° C jest praktycznie równy stosunku ciepła produktów spalania wodoru w tych samych odstępach czasu. Określony stosunek pojemności cieplnej C 'pozostaje prawie stałą i dla produktów całkowitego spalania różnych rodzajów paliwa w objętości powietrza stechiometonu.
W zakładce. 40 przedstawia relacje wyrobów potencjału ciepła pełnego spalania paliwa z małą zawartością balastów, przemieszczając się do produktów spalania gazowego (antracyt, koks, kamienne węgle, paliwo ciekłe, naturalne, olejowe, koksowe, itp.) W temperaturze zakres od 0 do T ° C i w zakresie temperatur od 0 do 2100 ° C. Ponieważ wytwarzający ciepło z tych paliw jest zbliżona do 2100 ° C, określony stosunek pojemności cieplnej z "jest równy stosunku ciepła pojemności w zakresie temperatur od 0 do T i od 0 do TM i X-
W zakładce. 40 są również podawane wartościami wartości C ', zaliczane do produktów spalania paliwa o wysokiej zawartości balastów, poruszając się podczas spalania paliwa do produktów spalinowych gazowych, tj. Wilgoć w paliwie stałym, azotem i dwutlenku węgla w gazołu . Produktywność ciepła określonych paliw (drewno opałowe, torfowisko, węgle brązowe, generator mieszany, gazazy powietrza i domen) wynosi 1600-1700 ° C.
Tabela 40.
|
Leczenie cieplnej pojemności produktów spalinowych z "i powietrzem K w zakresie temperatur od 0 do T ° C do pojemności cieplnej produkty spalania od 0 do (SCH
|
Jak widać ze stołu. 40, wartości z "i niewiele różnią się nawet dla produktów spalania paliwa o różnych treściach balastów i ciepła.
Spalanie ciepła. Najniższy spalanie ciepła suchego paliwa gazowego QF zmienia się szeroko od 4 do 47 MJ / m3 i zależy od jej składu - stosunku i jakości palnych i niepalących
Składniki. Najmniejsza wartość QF w gazie domen, średnia kompozycja wynosi około 30% składająca się z gazów palnych (głównie tlenku węgla CO) i około 60% niepalalnego azotu N2. Większość
Wartość QF w powiązanych gazach, która charakteryzuje się zwiększoną zawartością ciężkich węglowodorów. Ciepło spalania gazów ziemnych zmienia się w wąskim zakresie QF \u003d 35.5 ... 37,5 MJ / M3.
Niższe ciepło spalania poszczególnych gazów zawartych w kompozycji paliw gazowych podano w tabeli. 3.2. W przypadku metod określania ciepła spalania paliwa gazowego, patrz punkt 3.
Gęstość. Istnieją absolutna i względna gęstość gazu.
Gęstość bezwzględna gazu RG, kg / m3, jest masą gazu, która przychodzi na 1 m3 tego gazu w tym gazie. Przy obliczaniu gęstości oddzielnego gazu objętość kilometra jest pobierana równa 22,41 m3 (jak dla idealnego gazu).
Względna gęstość gazu Rott jest stosunkiem bezwzględnej gęstości gazu w normalnych warunkach i podobnej gęstości powietrza:
Rott \u003d rg / pv \u003d rg / 1,293, (6.1)
Gdzie RG, RE - odpowiednio, bezwzględna gęstość gazu i powietrza w normalnych warunkach, kg / m3. Względna gęstość gazów jest zwykle stosowana do porównania różnych gazów między sobą.
Wartości bezwzględnej i względnej gęstości prostych gazów przedstawiono w tabeli. 6.1.
Gęstość mieszaniny gazu PJM, kg / m3 określa się na podstawie reguły dodatności, zgodnie z którą właściwości gazów są podsumowane przez frakcję objętościową w mieszaninie:
Gdzie XJ jest zawartość objętościowa 7. gazu w paliwie,%; (Rg); - gęstość gazu J-TH zawarta w paliwie, kg / m3; Liczba poszczególnych gazów w paliwie.
Wartości gęstości paliw gazowych przedstawiono w tabeli. P.5.
Gęstość gazów P, kg / m3, w zależności od temperatury i ciśnienia, można obliczyć o wzorze
Gdzie p0 jest gęstością gazu w normalnych warunkach (T0 \u003d 273 K i P0 \u003d 101,3 kPa), kg / m3; P i T - odpowiednio, ważne ciśnienie, kPa i absolutna temperatura gazu, K.
Prawie wszystkie rodzaje gazowych paliwa są lżejsze niż powietrze, więc po wycieku gazu gromadzi się pod podłogami. Ze względów bezpieczeństwa przed rozpoczęciem kotła, brak gazu jest sprawdzany w najbardziej prawdopodobnych miejscach jego klastra.
Lepkość gazu wzrasta wraz ze wzrostem temperatury. Wartości lepkości dynamicznej R, PA-C, można obliczyć przez Sieer Empiryczne równanie - pożyczać
Tabela 6.1.
Charakterystyka składników paliwa gazowego (w T - o ° C CH \u003d 101,3 kPa)
|
Chemiczny |
Masa molowa M, |
Gęstość |
Koncentrat objętościowy |
||
|
Nazwa Gaza. |
Absolutny |
Krewny |
Ograniczenia palności gazu w mieszaninie z powietrzem,% |
||
|
Palne gazy |
|||||
|
Propylen. |
|||||
|
Tlenek węgla |
|||||
|
Siarkowodór |
|||||
|
Gazy nieprzemakalne |
|||||
|
Dwutlenek węgla |
|||||
|
dwutlenek siarki |
|||||
|
Tlen |
|||||
|
Atmosfera powietrza. |
|||||
|
Par. |
Gdzie P0 jest współczynnikiem dynamicznej lepkości gazu w normalnych warunkach (G0 \u003d 273 K i P0 - 101,3 kPa), PA-C; T - Absolutna temperatura gazu, K; C jest współczynnikiem w zależności od rodzaju gazu, K, jest akceptowany w tabeli. 6.2.
Do mieszaniny gazów dynamiczny współczynnik lepkości może być w przybliżeniu określony przez wartości lepkości poszczególnych elementów:
Gdzie GJ jest masową ułamkiem gazu J-TH w paliwie,%; Dynamiczna lepkość składnika J-TH, PA-C; P jest liczbą poszczególnych gazów w paliwie.
W praktyce współczynnik lepkości kinematycznej V, M2 / C, który
RY związane z dynamiczną lepkością p przez zależność gęstości p
V \u003d p / p. (6.6)
Biorąc pod uwagę (6,4) i (6,6), współczynnik lepkości kinematycznej V, M2 / S, w zależności od ciśnienia i temperatury, można obliczyć o wzorze
Gdzie V0 jest współczynnikiem lepkości kinematycznej gazu w normalnych warunkach (th \u003d 273 k i p0 \u003d 101,3 kPa), m2 / s; P i G-odpowiednio ważne ciśnienie, KPA i absolutna temperatura gazu, K; C jest współczynnikiem w zależności od rodzaju gazu, K, jest akceptowany w tabeli. 6.2.
Wartości współczynników lepkości kinematycznych dla paliw gazowych pokazano w tabeli. Str.9.
Tabela 6.2.
Lepkość i współczynniki przewodności cieplnej składników paliwa gazowego
(w t \u003d 0 ° С ir \u003d 101.3 kPa)
|
Nazwa Gaza. |
Współczynnik lepkości |
Współczynnik przewodności cieplnej YO3, W / (M-K) |
Ceff Seserld z, do |
|
|
Dynamiczna R-106, PA-C |
Kinematic V-106, M2 / s |
|||
|
Palne gazy |
||||
|
Propylen. |
||||
|
Tlenek węgla |
||||
|
Siarkowodór |
||||
|
Gazy nieprzemakalne Dwutlenek węgla |
||||
|
Tlen |
||||
|
Powietrze powietrza atmosferycznego |
||||
|
Para wodna w 100 ° C |
Przewodność cieplna. Przenoszenie mocy molekularnej w gazach charakteryzuje się współczynnik przewodności cieplnej "K, W / (M-K). Współczynnik przewodności cieplnej jest odwrotnie proporcjonalny do ciśnienia i wzrasta wraz ze wzrostem temperatury. Wartości współczynnika X można obliczyć za pomocą formuły Seorerand
Gdzie X, 0 jest współczynnikiem przewodności cieplnej gazu w normalnych warunkach (G0 \u003d 273 K i PO \u003d 101,3 kPa), W / (M-K); P i T - odpowiednio ważne ciśnienie, KPA i absolutna temperatura gazu, K; C jest współczynnikiem w zależności od rodzaju gazu, K, jest akceptowany w tabeli. 6.2.
Wartości współczynników przewodności cieplnej dla paliw gazowych przedstawiono w tabeli. Str.9.
Pojemność cieplna paliwa gazowego sklasyfikowanego przez 1 m3 suchego gazu zależy od jego składu i jest ogólnie zdefiniowana jako
4L \u003d 0. , 01 (CH2N2 + SS0 +
SSN4SH4 + CSO2COG + - + CX. X;), (6,9) Gdzie CH2, CRS0, SCHSCH, SS02, ..., CX. - pojemność ciepła składników składników paliwa, odpowiednio wodoru, tlenku węgla, metanu, dwutlenku węgla i / TH składnik, KJ / (M3-K); H2, CO, CH4, C02, ..., XG--
Pojemność cieplna palnych składników paliw gazowych pokazano w tabeli. Str.6, bez palnego - w tabeli. Str .7.
Pojemność cieplna mokrego paliwa gazowego
SGGTL, KJ / (M3-K) jest zdefiniowany jako
<тл = ctrn + 0,00124cHzq йтля, (6.10) где drTn- влагосодержание газообразного топлива,
Eksplozja. Mieszanka gazu palnego z powietrzem w pewnych proporcjach w obecności ognia lub nawet iskry może eksplodować, tj. Występuje proces jego zapłonu i spalania z prędkością zbliżoną do szybkości rozmnażania dźwięku. Wybuchowe stężenia gazów palnych w powietrzu zależą od składu chemicznego i właściwości gazu. Wolumetryczne limity koncentracji zapłonu do poszczególnych gazów palnych w mieszaninie z powietrzem są wcześniej pokazane w tabeli. 6.1. Wodór ma najszersze ograniczenia zapłonu (4 ..74% objętościowo) i tlenku węgla (12.5 ... 74%). W przypadku gazu ziemnego uśrednione niższe i górne limity zapłonu wynosi odpowiednio 4,5 i 17%; dla koksu - 5,6 i 31%; Dla domeny - 35 i 74%.
Toksyczność. W związku z toksycznością zdolność gazu powoduje zatrucie żywych organizmów. Stopień toksyczności zależy od rodzaju gazu i jego koncentracji. Najbardziej niebezpieczne składniki gazu w tym zakresie są tlenek węgla i siarczowodór H2S.
Toksyczność mieszanin gazowych określa się głównie przez stężenie najbardziej toksycznego składnika obecnego w mieszaninie, z jego szkodliwym wpływem, z reguły, jest zauważalnie wzmocniona w obecności innych szkodliwych gazów.
Obecność i koncentracja w powietrzu szkodliwych gazów można określić specjalnym instrumentem - analizator gazu.
Prawie wszystkie gazy ziemne nie pachną. Aby wykryć wyciek i środki bezpieczeństwa gazu, gaz ziemny przed przyjęciem do autostrady jest szanse, że jest nasycony substancją o ostrym zapachu (na przykład merkaptany).
Ciepło spalania różnych paliw waha się znacznie. W przypadku oleju opałowego, na przykład, jest ponad 40 MJ / kg, a do gazu domenowego i niektórych marek kolby paliwowej - około 4 MJ / kg. Skład paliw energetycznych różni się również szeroko. Zatem te same cechy jakościowe w zależności od rodzaju i marki paliwowej mogą być ostro różne między sobą.
Określone właściwości paliwa. Do analizy porównawczej w roli cech, uogólniających jakość paliwa, stosuje się podane cechy paliwa,% -kg / MJ, które są ogólnie obliczane przez wzór
Gdzie Hg jest wskaźnikiem jakości paliwa pracy,%; Q [- Specjalne spalanie ciepła (niższe), MJ / kg.
Więc na przykład, aby obliczyć powyższe
Wilgotność siarki siarki S "P i
Azot n ^ p (dla stanu roboczego paliwa)
Formuła (7.1) nabywa następujący formularz,% -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)
Jako przykładowy przykład, następujące porównanie wskazuje na spalanie różnych paliw w kotłach tej samej mocy cieplnej. Więc porównanie zmniejszonej wilgotności węgla
Marki 2b (Wјp \u003d 3,72% -kg / MJ) i Nazarowa
2B węgla (w ^ p \u003d 3,04% -kg / mj) pokazuje, że w pierwszym przypadku ilość wilgoci wprowadzana do kominka z kotła paliwa wynosi około 1,2 razy więcej niż w drugim, pomimo faktu, że wilgotność robocza w węgiel w pobliżu Moskwy (W [\u003d 31%) jest mniejszy niż to
Nazarowski węgiel (WF \u003d 39%).
Paliwo warunkowe. W sektorze energetycznym porównaniu efektywności stosowania paliwa w różnych instalacjach kotła, koncepcja paliwa warunkowego wprowadza się do zaplanowania produkcji i zużycia paliwa w obliczeniach ekonomicznych. Paliwo to jest akceptowane jako paliwo warunkowe, którego specyficzne ciepło spalania (niższe), którego w stanie operacyjnym jest równe qy t \u003d 29300 KJ / kg (lub
7000 kcal / kg).
Dla każdego paliwa naturalnego jest tak zwany wymiarowy ekwiwalent termiczny E, który może być większy lub mniejszy niż jeden:
