Capacitatea de căldură a produselor complete de combustie în volumul stoichiometric al aerului. Cursuri: Calculul reciclării reciclatorului Cuptoare tehnologice de reciclare Proprietățile fizice ale tabelului gazelor de ardere
Când dispozitivul cuptorului în mod ideal, vreau să am un design care a dat automat atât de mult aer, deoarece este necesar pentru ardere. La prima vedere, se poate face cu șemineu. Într-adevăr, lemnul de foc mai intens, cu atât mai cald gaze de ardereCea mai mare ar trebui să fie împingătorul (modelul carburatorului). Dar nu este. Împingeți nu depinde de cantitatea de gaze cu efect de ardere. Împingeți este căderea de presiune a țevii din rezervorul tubului înainte de combustibil. Este determinată de înălțimea țevii și de temperatura gazelor de ardere sau mai degrabă, densitatea lor.
Împingerea este determinată de formula:
F \u003d a (p b - p d) h
unde F este tracțiunea, și coeficientul, p B este densitatea aerului exterior, p D - densitatea gazelor de ardere, H este înălțimea țevii
Densitatea gazelor de ardere se calculează cu formula:
p d \u003d p în (273 + t c) / (273 + t)
În cazul în care T B și T D este temperatura în grade Celsius de aer atmosferic extern în afara conductei și gazelor de ardere din țeavă.
Viteza de mișcare a gazelor de ardere în țeavă (consum de volum, adică capacitatea de aspirație a țevii) G. Nu depinde de înălțimea țevii și este determinată de diferența de temperatură a gazelor de ardere și a aerului în aer liber, precum și zona secțiune transversală șemineu. Prin urmare, numărul de concluzii practice.
in primul randȚevile de ardere sunt deloc ridicate pentru a crește fluxul de aer prin al cincilea, dar numai pentru a mări împingerea (adică, scăderea presiunii în țeavă). Este foarte important să preveniți răsturnarea împingerii (umflarea cuptorului) cu o cantitate de vânt (magnitudinea împingerii trebuie să depășească întotdeauna posibilele backup de vânt).
În al doilea rând, Reglarea fluxului de aer este convenabil utilizând dispozitivele care schimbă zona secțiunii transversale live a țevii, adică cu ajutorul supapelor. Cu o creștere a zonei transversale a canalului de coș, de exemplu, de două ori - vă puteți aștepta la o creștere brută a fluxului de aer volumetric prin combustibil.
Să-i explicăm un exemplu simplu și vizual. Avem două cuptoare identice. Le combinăm într-unul. Obținem un cuptor dublu cu lemn de foc de două ori, cu consum de aer de două ori și o conductă transversală. Sau (ceea ce este același) dacă mai mult decât un lemn de foc se aprind în Fifuel, atunci trebuie să deschideți supapele de pe țeavă din ce în ce mai mult.
În al treilea rândDacă soba arde în mod normal în modul constant și vom adăuga fluxul de aer rece de lemn de foc de ardere în al cincilea, gazele de ardere vor veni imediat, iar fluxul de aer prin cuptor va fi redus. În același timp, lemn de foc de ardere va începe să se estompeze. Adică, parcăm în mod direct pe lemn de foc nu afectează și trimite un flux suplimentar prin lemn de foc și se pare că conducta poate sări peste gazele de ardere mai puțin decât înainte, când acest flux suplimentar de aer a fost absent. Conducta însăși va reduce fluxul de aer pe lemn de foc, care a fost anterior, și în plus, nu permite fluxul suplimentar de aer rece. Cu alte cuvinte, tubul de fum funcționează.
De aceea este atât de dăunător superstarului aerului rece prin sloturile din conductele de ardere, fluxurile de aer inutile în celula de combustibil și, într-adevăr, orice luminozitate de căldură în coșul de fum, ceea ce duce la o scădere a temperaturii gazelor de ardere.
Al patruleaCu cât este mai mare coeficientul de rezistență dinamică a coșului, cu atât mai puțin fluxul de aer. Adică zidurile coșului de fum se efectuează, de preferință, la fel de netede, fără răsucire și fără roți.
a cinceaCu cât temperatura mai mică a gazelor de ardere, cu atât mai repede modifică fluxul de aer în timpul fluctuațiilor temperaturii gazelor de ardere, ceea ce explică situația de stripare a țevii sub aprinderea cuptorului.
La locul al șaselea, P. temperaturi mari Gazele de evacuare a gazelor de ardere nu depinde de temperatura gazelor de ardere. Aceasta este, cu o supraviețuire puternică a cuptorului, debitul de aer încetează să crească și să înceapă să depinde numai de secțiunea transversală a țevii.
Problemele de instabilitate apar nu numai atunci când analizează caracteristicile termice ale țevii, ci și atunci când se iau în considerare dinamica fluxurilor de gaze din țeavă. Într-adevăr, coșul de fum este bine umplut cu coșuri ușoare. Dacă acest gaz de ardere luminoasă se ridică nu foarte rapid, atunci probabilitatea nu este exclusă că aerul exterior greu poate pur și simplu îneca în gazul luminos și poate crea o cădere în aval în conductă. Acest lucru este deosebit de probabil ca o astfel de situație cu zidurile reci ale coșului de fum, adică în timpul cuptorului de peste mări.
Smochin. 1. schema de mișcare a gazului într-un coș rece: 1 - un combustibil; 2 - alimentarea cu aer prin intermediul Pissed; Trompetă de 3 fum; 4 - captura; 5 - dinte de semineu; Gaze de 6 fum; Aer rece; 8 - Debitul de aer, cauzând împingătorul de vârf.
a) țeavă verticală deschisă netedă
b) Tub cu o supapă și dinte
c) țeavă cu supapă de vârf
Săgeți solide - direcții de mișcare a gazelor de ardere ușoară. Arrows punctate - direcția de mișcare a fluxurilor descendente de aer greu rece din atmosferă.
Pe smochin. 1a. Cuptorul este descris schematic în care sunt furnizate gazele de ardere și sunt afișate prin tubul de ardere 6. Dacă secțiunea transversală a țevii este mare (sau fluxul mișcării gazelor de ardere), apoi ca urmare a fluctuațiilor țevii începe răceala grea aerul atmosferical. 7, realizând chiar și combustibilul. Acest flux de incident poate înlocui fluxul de aer "regulat" prin confuz 2. Chiar dacă cuptorul este blocat la toate ușile și toate clapele de orificiile de admisie a aerului vor fi închise, atunci cuptorul poate arde din cauza aerului de sus. Apropo, este atât de des care se întâmplă atunci când se dau cărbunele uși închise sobe. Poate chiar să se întâmple un vârf complet de împingere: aerul va veni pe partea de sus prin țeavă, iar gazele de ardere - ieși prin ușă.
De fapt, pe peretele interior al coșului de fum, există întotdeauna nereguli, îngroșare, rugozitate, cu gazele de evacuare și fluxurile de aer rece în jos sunt plasate și amestecate unul cu celălalt. Un flux de aer rece în aval este împins sau, încălzire, începe să crească un amestec cu gaze fierbinți.
Efectul implementării fluxurilor de aer rece în aval este îmbunătățită în prezența unor supape parțial deschise, precum și așa-numitul dinte, utilizat pe scară largă în fabricarea șemineelor. smochin. 1b.). Dintele împiedică fluxul de aer rece din țeavă în spațiul de șemineu și, prin urmare, împiedică topirea șemineului.
Fluxurile de aer din aval din țeavă sunt deosebit de periculoase în ceață: Gazele de ardere nu sunt capabile să se evaporeze cele mai mici picături de apă, răcite, împingerea este redusă și poate chiar înclinată. Cuptorul este foarte fumat, nu se aprinde.
Din același motiv, sobele cu țevi de fum fumate puternic fumează. Pentru a preveni apariția de jos, supapele de vârf sunt deosebit de eficiente ( smochin. 1V.), reglementate în funcție de viteza gazelor de ardere în coșul de fum. Cu toate acestea, funcționarea acestor supape este incomodă.
Smochin. 2. Dependența coeficientului de aer în exces este din momentul protestului cuptorului (curba solidă). Curba punctată este debitul de aer necesar G de Potch pentru oxidarea completă a produselor de lemn de foc (inclusiv substanțele funogice și volatile) în gazele de ardere (în unități relative). Curba cu coduri de bare - consumul real de aer al țevii furnizate de tub (în unități relative). Coeficientul de aer în exces este un compartiment privat G țeavă pe G Potch
Funcționarea stabilă și suficient de puternică apare numai după încălzire pereții tubului de fum, care necesită timp considerabil, astfel încât la începutul protestatului de aer lipsesc întotdeauna. Coeficientul de aer în exces în același timp mai mic decât unul și cuptorul de fum ( smochin. 2.). Dimpotrivă: La sfârșitul provenit, tubul de fum rămâne fierbinte, împingerea este păstrată de mult timp, deși lemnul de foc a fost deja aproape ars (coeficientul de aer în exces este mai mare de unul). Cuptoarele metalice cu țevi de fum încălzite metalice sunt mai rapide la regim datorită capacității scăzute de căldură în comparație cu trâmbițele de cărămidă.
Analiza proceselor din coșul de fum poate fi continuată, dar este deja atât de clară încât, indiferent cât de bun este cuptorul însuși, toate avantajele sale pot fi reduse la zero de un coș de coș rău. Desigur, în versiunea perfectă, conducta de fum ar trebui să înlocuiască sistem modern Forța de evacuare a spălării forțată cu un ventilator electric cu consum reglabil și cu pre-condensare de umiditate din gazele de ardere. Un astfel de sistem, printre altele, ar putea curăța gazele de ardere din funingine, monoxid de carbon și alte impurități dăunătoare, precum și răcirea gazelor de ardere evacuate și asigură recuperarea căldurii.
Dar toate acestea se află într-o perspectivă îndepărtată. Pentru un dachet și grădinar, trâmbița de fum poate deveni uneori mult mai scumpă decât cuptorul în sine, în special în cazul încălzirii unei case multi-nivel. Țevile de ardere interzise sunt de obicei mai simple și mai scurte, dar nivelul de putere termică a cuptorului poate fi foarte mare. Astfel de țevi, de regulă, sunt puternic lansate de-a lungul întregii lungimi, ele zboară adesea scântei și cenușă, dar condens și funinginează nesemnificativ.
Dacă intenționați să utilizați o clădire de baie numai ca o baie, conducta poate fi făcută și strânsă. Dacă baia se gândește de dvs. și ca un loc de ședere posibilă (ședere temporară, peste noapte), în special în timpul iernii, atunci este mai rapid să facă imediat izolarea și calitativ, "pentru viață". Sobele pot fi schimbate cel puțin în fiecare zi, ridicați designul murdarului și mai detaliat, iar conducta va fi aceeași.
Cel puțin în cazul în care aragazul funcționează în modul arderea lungă (Uscare), apoi izolarea țevii este absolut necesară, deoarece la instalații joase (1 - 5 kW), conducta metalică strânsă va deveni complet rece, condensul va fi abundent curge, care în cele mai puternice înghețuri pot urca chiar și suprapuneți conducta. Acest lucru este deosebit de periculos în prezența ochiurilor de plasă și a umbrelelor cu mici lacune de trecere. Incrohoverele sunt potrivite pentru protuburi intense în timpul verii și sunt extrem de periculoase pentru modurile slabe de ardere de lemn de foc în timpul iernii. Datorită posibilelor înfundare a gheții de țevi, instalarea deflectorilor și a umbrelelor Țevi de fum. a fost interzis în 1991 (și în coșuri de chimne cuptoare de gaze chiar mai devreme).
Potrivit acelorași considerații, nu este necesar să se implice în înălțimea țevii - nivelul de împingere nu este atât de important pentru un cuptor de baie ne-free. Dacă se va simula, puteți fi întotdeauna rapid ventilați camera. Dar înălțimea de deasupra crestei acoperișului (nu mai puțin de 0,5 m) trebuie observată pentru a preveni împingerea vârfului în timpul rafalelor de vânt. Pe acoperișurile blânde, conducta ar trebui să efectueze peste capacul de zăpadă. În orice caz, este mai bine să aveți o conductă în jos, dar mai caldă (ceea ce este mai mare, dar mai rece). Țevile mari în timpul iernii sunt întotdeauna reci și periculoase în funcțiune.
Conductele de ardere rece au o mulțime de defecte. În același timp, încurcate, dar nu foarte lungi pe cuptoarele metalice în timpul extractoarelor încălzite rapid (mult mai rapid decât țevile de cărămidă), rămân fierbinți cu un protest energetic și, prin urmare, în băi (și nu numai în băi) sunt utilizate foarte larg , mai ales că sunt relativ ieftini. Conductele de ciment asbic pe cuptoarele metalice nu sunt utilizate, deoarece au o mulțime de greutate și, de asemenea, distrug atunci când supraîncălziți cu germenul de fragmente.
Smochin. 3. Cele mai simple modele de țevi metalice: 1 - coș de fum rotund metalic; 2 - spumante; 3 - capac pentru a proteja conducta din precipitații atmosferice; 4 - Rafters; 5 - lambers; 6. - Drainy Brucki. între rafturi (sau grinzi) pentru înregistrarea pompierului (tăiere) în acoperiș sau suprapunere (dacă este necesar); 7 - Roush Rustle; opt - acoperiș moale (cauciuc, hidrokhotloizol, Țiglă moale, foi de carton ondulat-bitum etc.); 9 - foaia de metal pentru pardoseala de acoperiș și suprapunerea prizei (este permisă utilizarea unei foi plate de ace oi - o placă izolatoare electrice de aspirație); 10 - Căptușe de drenaj metalic; 11 - Etanșarea azbestului a decalajului (articulației); 12 - capacul metalic; 13 - grinzi de tavan (cu umplerea spațiului prin izolație); 14 - capacul plafonului; 15 - Sexul mansardei (dacă este necesar); 16 - tăiere plafon de tablă de metal; 17 - colțuri de armare metalice; 18 - capacul metalic al tăierii tavanului (dacă este necesar); 19 - izolație rezistentă la căldură necombustibilă (Ceramzit, Nisip, Perlite, Minvat); 20 - Placi de protecție (foaie de metal pe un strat de carton de azbest cu o grosime de 8 mm); 21 - Țeavă de ecran metalic.
a) tubul neexlagențat;
b) țeava ecranată termoizolată cu rezistență la transfer de căldură de cel puțin 0,3 m2 -GRAD / W (care este echivalentă cu grosimea cărămidă de 130 mm sau grosimea izolației de tip minvata 20 mm).
Pe smochin. 3. A prezentat scheme tipice de montare înclinate Țevi metalice. Conducta în sine trebuie achiziționată din oțel inoxidabil cu o grosime de cel puțin 0,7 mm. Cea mai mare diametru de șasare a țevii ruse este de 120 mm, finlandeză - 115 mm.
Conform GOST 9817-95, zona transversală a coșului de fum ar trebui să fie de cel puțin 8 cm2 la 1 kW a puterii termice nominale eliberate în focul de foc atunci când arde lemn de foc. Această putere nu ar trebui să fie confundată cu puterea de căldură a cuptorului, eliberată de suprafața de cărămidă exterioară a cuptorului în cameră cu SNIP 2.04.05-91. Aceasta este una dintre numeroasele noastre neînțelegeri. documente de reglementare. Deoarece cuptoarele de uscare la căldură sunt, de obicei, așezate doar 2-3 ore pe zi, atunci puterea din cuptor este de aproximativ zece ori puterea eliberării căldurii de pe suprafața cuptorului de cărămidă.
Data viitoare vom vorbi despre caracteristicile de montare a țevilor de inundații.
2. Căldura transportată prin ieșirea gazelor. Definim capacitatea de căldură a gazelor de ardere la Tukh \u003d 8000;
3. Pierderea de căldură prin zidaria conductivității termice.
Pierderi prin Arch.
Grosimea arcului este de 0,3 m, forma materialului. Acceptăm această temperatură suprafață interioară Arcul este egal cu temperatura gazelor.
Temperatura medie în cuptor:
La această temperatură, alegem coeficientul conductivității termice a materialului Chamotte:
Astfel, pierderile prin arc sunt:
unde α este coeficientul de transfer de căldură de pe suprafața exterioară a pereților la aerul înconjurător, egal cu 71,2 kJ / (m2 * h * 0s)
Pierderile prin pereți. Masoneria pereților este fabricată din două straturi (arbore 345 mm, diatome 115 mm)
Zid pătrat, M2:
Zona metodică
Zona de sudare
Zona de tomil
Rupt
Zona completă a pereților 162.73 m2
Cu o distribuție liniară a grosimii peretelui temperatura medie Chamotul va fi egal cu 5500C și Diatomitia 1500C.
Prin urmare.
Pierderi complete prin zidărie
4. Pierderi de căldură cu apă de răcire în funcție de datele practice Acceptăm la sosirea QX egală cu 10%, adică QX + Q
5. Pierderile neînsoțite iau în cantitatea de 15% q de sosire la căldură
Face o ecuație balanța termică cuptor
Echilibrul termic al cuptorului pe care îl conferăm în Tabelul 1; 2.
tabelul 1
masa 2
| Consumul CD / H | % |
| Căldura petrecută pe încălzire metalică
| 53 |
| căldura de gaze de ieșire | 26 |
| pierderi prin zidărie
| 1,9 |
| răcirea pierderilor de apă | 6,7 |
| pierderi neînregistrate | 10,6 |
| TOTAL: | 100 |
Consumul specific de căldură pentru încălzirea 1 kg de metal va fi
Alegerea și calculul arzătorului
Acceptăm că cuptoarele sunt instalate arzătoare de tip "țeavă în țeavă".
În zonele de sudură de 16 bucăți, în Tomile 4PCS. Numărul total de arzătoare 20pcs. A determina numărul calculat Aer care vine pe arzător.
Fluxul de aer vv-oră;
TV - 400 + 273 \u003d 673 k - temperatura de încălzire a aerului;
N - numărul arzătoarelor.
Presiunea aerului în fața arzătorului acceptă 2,0 kPa. Rezultă că consumul necesar de aer asigură arzătorul DBV 225.
Definim cantitatea calculată de gaz pe arzător;
Vg \u003d b \u003d consum de combustibil de 2667 ore;
Tg \u003d 50 + 273 \u003d 323 k - Temperatura gazului;
N - numărul arzătoarelor.
8. Calcularea recuperării
Pentru încălzirea aerului, proiectăm o recuperare de căldură din buclă metalică din țevi cu diametrul de 57/49,5 mm cu o poziție coridică
Datele inițiale pentru calcul:
Consumul de combustibil orar B \u003d 2667 kJ / h;
Debitul de aer pe 1 m3 de combustibil Lα \u003d 13,08 m3 / m3;
Cantitatea de produse de combustie de la 1 m3 de gaz combustibil Vα \u003d 13,89 m3 / m3;
Temperatura de încălzire TB \u003d 4000С;
Temperatura gazelor de ieșire din tractul cuptorului \u003d 8000.
Debitul de aer de oră:
Orificiu de ore de fum:
O cantitate orară de fum care trece prin recuperare, ținând seama de pierderea fumului pe baterea și prin canalul de apă și alimentarea cu aer.
Coeficientul M, ținând cont de pierderea fumului, ia 0,7.
Coeficientul, ținând seama de sub-copila de aer în facturile, luăm 0,1.
Temperatura fumului în fața recuperării, luând în considerare alimentarea cu aer;
unde i - gaze care conțin căldură la TUCH \u003d 8000S
Această generație de căldură corespunde temperaturii fumului TD \u003d 7500C. (vezi Fig.67 (3))
Când arderea carbonului combustibil în aer, ecuația (21C + 2102 + 79N2 \u003d 21C02 + 79N2) pe fiecare volum C02 în produsele de combustie reprezintă 79: 21 \u003d 3.76 Volumul N2.
Atunci când arderea antracitului, a cărbunelui slab și a altor tipuri de combustibil cu un conținut ridicat de carbon, produsele de combustie sunt formate aproape de compoziția produselor cu combustie de carbon. Când arderea hidrogenului prin ecuație
42H2 + 2102 + 79N2 \u003d 42H20 + 79N2
Pe fiecare volum H20 reprezintă 79:42 \u003d 1,88 Volumul azotului.
În produsele de combustie a gazelor naturale, lichefiate și de cocs, combustibil lichid, lemn de foc, turbă, cărbune brun, cărbune cu flăcări lungi și gaze și alte tipuri de combustibil cu un conținut semnificativ de hidrogen într-o masă combustibilă un numar mare de Vapori de apă, uneori depășind volumul C02. Prezența umidității în partea de sus
|
Tabelul 36. Capacitatea de căldură, KCAL / (MW ° C) |
Live, în mod natural, mărește conținutul de vapori de apă în produsele de combustie.
Compoziția produselor complete de combustie a combustibililor principali din volumul chiometric cu abur este administrată în tabel. 34. Din aceste tabele, se poate observa că, în produsele de combustie a tuturor tipurilor de combustibil, conținutul N2 depășește în mod semnificativ conținutul total al C02-F-H20 și în produsele de combustie de carbon este de 79%.
Produsele de combustie ale hidrogenului conțin 65% N2, în produsele de combustie ale gazelor naturale și lichefiate, benzină, ulei de combustibil și alte tipuri de combustibil hidrocarbonat, conținutul său este de 70-74%.
Smochin. 5. Capacitatea de căldură volumetrică
Combustia produselor
4 - Produse de combustie de carbon
5 - Produse de combustie cu hidrogen
Capacitatea medie de căldură a produselor complete de combustie care nu conțin oxigen poate fi calculată prin formula
C \u003d 0,01 (CC02C02 + CSO2S02 + C "20H20 + CN2N2) KCAL / (m3- ° C), (VI.1)
În cazul în care CC0G, CSO2, Sina0, CNA este capacitatea de căldură volumetrică a dioxidului de carbon, a gazului de sulf, a vaporilor de apă și a azotului și a C02, S02, H20 și N2 este conținutul componentelor corespunzătoare din produsele de combustie,% (volum).
În conformitate cu aceasta, formula (VI.1) achiziționează următorul formular:
C \u003d 0,01. (CC02 /? 02 + CHJ0H20-BCNI! N2) KCAL / (M3 "° С). (VI.2)
Capacitatea medie de căldură volumetrică C02, H20 și N2 în intervalul de temperatură de la 0 la 2500 ° C este administrată în tabel. 36. Curbele care caracterizează modificarea capacității medii de căldură volumetrice a acestor gaze cu o creștere a temperaturii sunt prezentate în fig. cinci.
De la cele prezentate în tabel. 16 date și curbe descrise în fig. 5, puteți vedea următoarele:
1. Capacitatea de căldură în vrac a C02 depășește în mod semnificativ capacitatea de căldură H20, care, la rândul său, depășește capacitatea de căldură N2 pe parcursul intervalului de temperatură de la 0 la 2000 ° C.
2. Capacitatea de căldură a C02 crește cu creșterea temperaturii mai rapidă decât capacitatea de căldură H20 și capacitatea de căldură H20 este mai rapidă decât capacitatea de căldură N2. Cu toate acestea, în ciuda acestui fapt, capacitatea de căldură volumetrică ponderată a arderii carbonului și a hidrogenului în volumul stoichiometric al aerului diferă puțin.
Poziția specificată, oarecum neașteptată la prima vedere, se datorează faptului că în produsele de combustie completă a carbonului în aer pentru fiecare metru cubic de C02, care are cea mai mare capacitate de căldură volumetrică, reprezintă 3,76 m3 N2 cu volumetric minimal
|
Capacitatea medie de căldură volumetrică a produselor cu combustie carbon și hidrogen în cantitatea teoretic necesară de aer, kcal / (m3- ° C)
|
Capacitatea de căldură și în produsele de ardere pe bază de hidrogen Pentru fiecare contor cubic de vapori de apă, capacitatea de căldură volumetrică este mai mică decât cea a shotului, dar mai mult decât în \u200b\u200bN2, există o jumătate de cantitate mai mică de azot (1,88 m3).
Ca urmare, capacitatea medie de căldură volumetrică a produselor cu combustie carbon și hidrogen în aer este aliniată, așa cum se poate observa din tabelul de date. 37 și compararea curbelor 4 și 5 din fig. 5. Diferența dintre produsele ponderate de alimentare cu energie termică a arderii carbonului și a hidrogenului în aer nu depășește 2%. În mod natural, capacitatea de căldură a produselor de combustie a combustibilului constând în principal din carbon și hidrogen, în volumul stoichiometric al aerului, se află într-o zonă îngustă între curbele 4 și 5 (umbrite în figura 5).
Produse complete de combustie de diferite tipuri; Combustibilul în aer stoichiometric în intervalul de temperatură de la 0 la 2100 ° C au următoarea capacitate de căldură, KCAL / (M3\u003e ° C):
Ștergătoarele în capacitatea de căldură în produsele de combustie specii diferite Combustibilul este relativ mic. W. combustibil solid cu un conținut ridicat de umiditate (lemn de foc, turbă, cărbuni bruni etc.) Capacitatea de căldură a produselor de combustie în același domeniu de temperatură este mai mare decât cea a combustibilului cu conținut scăzut de umiditate (antracit, cărbuni de piatră, ulei de combustibil, gaze naturale etc. ). Acest lucru se datorează faptului că, atunci când arderea combustibilului cu un conținut ridicat de umiditate în produsele de combustie, conținutul de vapori de apă are o capacitate de căldură mai mare comparativ cu gazul de dioxid - azot.
În fila. 38 prezintă capacitatea medie de căldură volumetrică a produselor cu combustie completă care nu sunt diluate cu aer pentru diferite intervale de temperatură.
Tabelul 38.
|
Valoarea căldurii medii care nu sunt diluate cu combustie aeriană și arderea aerului în intervalul de temperatură de la 0 la T ° C
|
Creșterea conținutului de umiditate în combustibil mărește capacitatea de căldură a produselor de ardere datorită creșterii conținutului vaporilor de apă în același domeniu de temperatură comparativ cu capacitatea de căldură a produselor de combustie a combustibilului cu un conținut mai mic de umiditate și, în același timp, scăzute Temperatura de combustie a combustibilului datorită creșterii volumului produselor de combustie din cauza cuplului de apă.
Cu o creștere a conținutului de umiditate în combustibil, capacitatea de căldură în vrac a produselor de ardere într-o anumită interval de temperatură crește și, în același timp, distanța de temperatură de la 0 la £ Takh este redusă din cauza unei scăderi a valorii<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).
Acest lucru face posibilă simplificarea semnificativă a determinării temperaturilor de combustie calorimetrice și calculate (în conformitate cu procedura stabilită în CH. VII). Acuratețea erorii nu depășește de obicei 1% sau 20 °.
De la luarea în considerare a curbelor 4 și 5 din fig. 5 Se poate observa că raportul dintre recipientele de căldură de combustie completă a carbonului în volumul stoichiometric al aerului în intervalul de temperatură de la 0 la T ° C, de exemplu de la 0 la 0 la 0 la
|
Capacitatea de căldură a produselor de combustie de la 0 la T'Mayl de diferite tipuri de combustibili solizi cu un conținut de la 0 la 40% umiditate, în volumul de aer stoichiometric
|
200 și de la 0 la 2100 ° C sunt practic egale cu raportul dintre căldura produselor de combustie a hidrogenului în aceleași intervale de temperatură. Raportul specificat de capacitate termică C 'rămâne aproape constant și pentru produsele de combustie completă a diferitelor tipuri de combustibil în volumul de aer din stoichiometon.
În fila. 40 prezintă relațiile produselor cu capacitate termică a combustibilului complet al combustibilului cu un conținut mic de balast, deplasându-se în produse de ardere gazoase (antracit, cocs, cărbuni de piatră, combustibil lichid, gaze naturale, ulei, cocs etc.) la temperatură variază de la 0 la T ° C și în intervalul de temperatură de la 0 la 2100 ° C. Deoarece producția de căldură a acestor combustibili este aproape de 2100 ° C, raportul specificat de capacitate termică cu "este egal cu raportul dintre capacitatea de căldură în intervalul de temperatură de la 0 la T și de la 0 la TM & X-
În fila. 40 sunt, de asemenea, date valoroase ale valorii C ', numărate pentru produsele de combustie a combustibilului cu un conținut ridicat de balast, deplasându-se la arderea combustibilului în produse de combustie gazoasă, adică umiditate în combustibil solid, azot și dioxid de carbon în gaze . Productivitatea căldurii a combustibililor specificați (lemn de foc, turbă, cărbuni bruni, generator mixt, gaze și gaze de domeniu) este egal cu 1600-1700 ° C.
Tabelul 40.
|
Tratamentul capacității de căldură a produselor de combustie cu "și aer K într-un interval de temperatură de la 0 la T ° C la capacitatea de căldură a produselor de combustie de la 0 la (SCH
|
După cum se poate vedea din masă. 40, valori cu "și mici diferă chiar și pentru produsele cu combustibil cu conținut diferit de balast și performanță de căldură.
Ardere de căldură. Cea mai mică ardere a căldurii a combustibilului gazos uscat QF variază foarte mult de la 4 la 47 mJ / m3 și depinde de compoziția sa - raportul și calitatea combustibilă și necombustibilă
Componente. Cea mai mică valoare a QF în gazul de domeniu, din care compoziția medie este de aproximativ 30% compusă din gaze combustibile (în principal oxid de carbon) și aproximativ 60% din azot N2 necombustibil N2. Cel mai
Valoarea QF în gazele asociate, caracterizată printr-un conținut crescut de hidrocarburi grele. Căldura de combustie a gazelor naturale variază în intervalul îngust QF \u003d 35,5 ... 37,5 MJ / m3.
Căldura mai mică a arderii gazelor individuale incluse în compoziția combustibililor gazoși este dată în tabel. 3.2. Privind metodele de determinare a căldurii de combustie a combustibilului gazos, a se vedea secțiunea 3.
Densitate. Există o densitate absolută și relativă a gazului.
Densitatea absolută a gazului RG, kg / m3, este masa gazului, care vine la 1 m3 a acestui gaz în acest gaz. La calcularea densității unui gaz separat, volumul kilometru este egal cu 22,41 m3 (ca și gazul perfect).
Densitatea relativă a gazului ROTT este raportul dintre densitatea absolută a gazului în condiții normale și densitatea similară a aerului:
ROTT \u003d RG / PV \u003d RG / 1,293, (6.1)
În cazul în care RG, re - respectiv, densitatea absolută a gazului și a aerului în condiții normale, kg / m3. Densitatea relativă a gazelor este de obicei folosită pentru a compara diferite gaze între ele.
Valorile densității absolute și relative ale gazelor simple sunt prezentate în tabel. 6.1.
Densitatea amestecului de gaz PJM, KG / M3 este determinată pe baza regulii de aditivitate, conform căreia proprietățile gazelor sunt rezumate prin fracția lor de volum în amestec:
Unde XJ este conținutul volumetric al celui de-al șaptelea gaz din combustibil,%; (Rg); - densitatea gazului j-th inclus în combustibil, kg / m3; Numărul de gaze individuale din combustibil.
Valorile densității combustibililor gazoși sunt prezentate în tabel. P.5.
Densitatea gazelor P, kg / m3, în funcție de temperatură și presiune, poate fi calculată prin formula
Unde P0 este densitatea gazului în condiții normale (T0 \u003d 273 K și p0 \u003d 101,3 kPa), kg / m3; P și t-, respectiv, presiune validă, kPa și temperatura absolută a gazului, K.
Aproape toate tipurile de combustibil gazos sunt mai ușoare decât aerul, astfel încât atunci când scurgerea, gazul se acumulează sub etaje. Din motive de securitate înainte de a începe cazanul, absența gazului este verificată în cele mai probabile locuri ale clusterului său.
Viscozitatea gazului crește cu creșterea temperaturii. Valorile vâscozității dinamice ale R, PA-C pot fi calculate de ecuația empirică Siezer - împrumuta
Tabelul 6.1.
Caracteristicile componentelor combustibilului cu gaz (la t-o ° C chr \u003d 101,3 kPa)
|
Chimic |
Masa molară m, |
Densitate |
Concentratul de volum |
||
|
Nume Gaza. |
Absolut |
Relativ |
Limitele de inflamabilitate a gazului într-un amestec cu aer,% |
||
|
Gaze combustibile |
|||||
|
Propilenă |
|||||
|
Oxid de carbon |
|||||
|
Sulfat de hidrogen |
|||||
|
Gaze necombustibile |
|||||
|
Dioxid de carbon |
|||||
|
dioxid de sulf |
|||||
|
Oxigen |
|||||
|
Atmosfera aerului. |
|||||
|
Apă par |
Unde P0 este coeficientul vâscozității dinamice a gazului în condiții normale (G0 \u003d 273 K și P0 - 101,3 kPa), PA-C; T - temperatura gazului absolut, K; C este un coeficient în funcție de tipul de gaz, K, este acceptat în tabel. 6.2.
Pentru un amestec de gaze, coeficientul dinamic de vâscozitate poate fi aproximativ determinat de valorile de vâscozitate ale componentelor individuale:
Unde GJ este o fracțiune de masă a gazului J-Th în combustibil,%; Vâscozitatea dinamică a componentei J-TH, PA-C; P este numărul de gaze individuale din combustibil.
În practică, coeficientul de vâscozitate cinematică V, M2 / C, care
Ry asociate cu vâscozitate dinamică P prin dependența de densitate
V \u003d p / p. (6.6)
Luând în considerare (6.4) și (6.6), coeficientul de vâscozitate cinematică V, M2 / S, în funcție de presiune și temperatură, poate fi calculat prin formula
Unde V0 este coeficientul vâscozității cinematice a gazului în condiții normale (TH \u003d 273 K și p0 \u003d 101,3 kPa), m2 / s; p și presiunea valabilă, KPa și temperatura absolută a gazului, K; C este un coeficient în funcție de tipul de gaz, K, este acceptat în tabel. 6.2.
Valorile coeficienților de vâscozitate cinematică pentru combustibilii gazoși sunt prezentate în tabel. P.9.
Tabelul 6.2.
Coeficienții de vâscozitate și conductivitate termică a componentelor combustibilului cu gaz
(la t \u003d 0 ° С ir \u003d 101,3 kPa)
|
Nume Gaza. |
Coeficientul de vâscozitate |
Coeficientul conductivității termice de yo3, w / (m-k) |
Ceff seserld cu, la |
|
|
Dinamic R-106, PA-C |
Kinematic V-106, M2 / S |
|||
|
Gaze combustibile |
||||
|
Propilenă |
||||
|
Oxid de carbon |
||||
|
Sulfat de hidrogen |
||||
|
Gaze necombustibile Dioxid de carbon |
||||
|
Oxigen |
||||
|
Aerul atmosferic de aer |
||||
|
Abus de apă la 100 ° C |
Conductivitate termică. Transferul de energie moleculară în gaze este caracterizat de coeficientul de conductivitate termică "K, W / (M-K). Coeficientul de conductivitate termică este invers proporțional cu presiunea și crește cu creșterea temperaturii. Valorile coeficientului X pot fi calculate prin formula seorerandului
Unde X, 0 este coeficientul conductivității termice a gazului în condiții normale (G0 \u003d 273 K și PO \u003d 101,3 kPa), W / (M-K); P și t-, respectiv, presiunea validă, kPa și temperatura absolută a gazului, k; C este un coeficient în funcție de tipul de gaz, K, este acceptat în tabel. 6.2.
Valorile coeficienților de conductivitate termică pentru combustibilii gazoși sunt prezentate în tabel. P.9.
Capacitatea de căldură a combustibilului gazos clasificat cu 1 m3 de gaz uscat depinde de compoziția sa și este în general definită ca
4L \u003d 0. , 01 (CH2N2 + SS0 +
SSN4SH4 + CSO2COG + - + CX. X;), (6.9) unde CH2, CRS0, SCHSCH, SS02, ..., CX. - capacitatea de căldură a componentelor componentelor combustibilului, respectiv hidrogen, monoxid de carbon, metanul, dioxidul de carbon și / componentă, KJ / (M3-K); H2, CO, CH4, C02, ..., XG--
Capacitatea de căldură a componentelor combustibile ale combustibililor gazoși este prezentată în tabel. P.6, ne-combustibil - în tabel. P.7.
Capacitatea de căldură a combustibilului gazos umed
SGGTL, KJ / (M3-K) este definit ca
<тл = ctrn + 0,00124cHzq йтля, (6.10) где drTn- влагосодержание газообразного топлива,
Explozie. Un amestec de gaze combustibile cu aer în anumite proporții în prezența focului sau chiar scântei poate exploda, adică procesul de aprindere și combustie la o viteză apropiată de viteza de propagare a sunetului. Concentrațiile de gaze combustibile explozive în aer depind de compoziția chimică și de proprietățile gazelor. Limitele de concentrație volumetrică de aprindere pentru gazele combustibile individuale din amestec cu aer sunt prezentate anterior în tabel. 6.1. Hidrogenul are cele mai largi limite ale aprinderii (4 ..74% în volum) și oxid de carbon (12,5 ... 74%). Pentru gazul natural, limitele inferioare și superioare medii ale aprinderii sunt de 4,5 și respectiv 17%; pentru cocs - 5.6 și 31%; Pentru domeniu - 35 și 74%.
Toxicitate. În conformitate cu toxicitatea, capacitatea gazului de a provoca otrăvirea organismelor vii. Gradul de toxicitate depinde de tipul de gaz și de concentrarea acestuia. Cele mai periculoase componente ale gazelor în acest sens sunt monoxidul de carbon și hidrogenul sulfurat H2S.
Toxicitatea amestecurilor de gaze este determinată în principal de concentrația celor mai toxice componente prezente în amestec, cu efectul său nociv, de regulă, este consolidat considerabil în prezența altor gaze nocive.
Prezența și concentrarea în aerul de gaze nocive pot fi determinate de un instrument special - un analizor de gaze.
Aproape toate gazele naturale nu miroase. Pentru a detecta măsurile de scurgere a gazelor și a măsurilor de siguranță, gazul natural înainte de admiterea la autostradă este, ceea ce este, este saturat cu o substanță care are un miros ascuțit (de exemplu, mercaptanii).
Căldura de combustie a diferiților combustibili fluctuează pe scară largă. Pentru ulei de combustibil, de exemplu, este de peste 40 mJ / kg, și pentru gazul de domeniu și unele branduri de flacon de combustibil - aproximativ 4 mj / kg. Compoziția combustibililor energetici variază, de asemenea, pe scară largă. Astfel, aceleași caracteristici calitative în funcție de tipul și brandul de combustibil pot fi puternic diferite între ele însele cantitativ.
Caracteristicile de combustibil specificate. Pentru analiza comparativă în rolul caracteristicilor, generalizarea calității combustibilului, sunt utilizate caracteristicile de combustibil,% -KG / MJ, care sunt, în general, calculate prin formula
Unde HG este un indicator al calității combustibilului de lucru,%; Q [- ardere termică specifică (inferioară), MJ / kg.
Deci, de exemplu, pentru a calcula cele de mai sus
Umiditatea sulfului s "p și
Azot n ^ p (pentru starea de lucru a combustibilului)
Formula (7.1) achiziționează următorul formular,% -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)
Ca exemplu vizual, următoarea comparație indică incinerarea diferiților combustibili în cazanele aceleiași puteri termice. Deci, o comparație a umidității reduse a cărbunelui
Branduri 2B (WјP \u003d 3.72% -KG / MJ) și Nazarov
2B Coal (W ^ p \u003d 3,04% -KG / MJ) arată că, în primul caz, cantitatea de umiditate introdusă în boilerul de combustibil va fi de aproximativ 1,2 ori mai mare decât în \u200b\u200bal doilea, în ciuda faptului că umiditatea de lucru în cărbune lângă Moscova (W [\u003d 31%) este mai mic decât atât
Nazarovsky Coal (WF \u003d 39%).
Combustibil condiționat. În sectorul energetic pentru a compara eficiența utilizării combustibilului în diferite instalații cazanelor, conceptul de combustibil condiționat este introdus pentru a planifica producerea și consumul de combustibil în calcule economice. Acest combustibil este acceptat ca un combustibil condiționat, căldura specifică a arderii (inferioară) a cărei în stare de funcționare este egală cu QY T \u003d 29300 kJ / kg (sau
7000 kcal / kg).
Pentru fiecare combustibil natural, există un așa-numit echivalent termic, fără dimensiuni, care poate fi mai mare sau mai mic decât unul:
