Caracteristicile și proprietățile termofizice ale gazelor. Proprietățile fizice ale aerului, gazelor și proprietățile de apă ale gazelor de ardere de la temperatură
Stat instituție educațională Superior educație profesională
"Statul Samara. Universitate tehnica»
Departamentul "Tehnologia chimică și ecologia industrială"
Munca de curs
sub disciplina "Tehnica tehnică și ingineria termică"
Subiect: Calcularea instalării de gaze reziduale eliminarea căldurii cuptor tehnologic
Finalizat: Student Ryabinin E.a.
Cursul ZF III Grupul 19
Verificat: consultant churkina A.Yu.
Samara 2010.
Introducere
Majoritatea întreprinderilor chimice au format deșeuri termice cu temperatură ridicată și scăzută, care pot fi folosite ca resurse de energie secundară (WEP). Acestea includ gaze de ieșire ale diferitelor cazane și cuptoare tehnologice, fluxuri răcite, apă de răcire și abur uzat.
Thermal Wer acoperă în mare măsură nevoia de căldură a industriilor individuale. Astfel, în industria de azot, în detrimentul WEP, Bole este mulțumită de o nevoie de căldură de 26%, în industria sifonului - mai mult de 11%.
Cantitatea de WER utilizat depinde de trei factori: temperatura WEP, puterea lor termică și continuitatea ieșirii.
În prezent, eliminarea căldurii a gazelor de producție a gazelor de eșapament a fost cea mai mare distribuție, care aproape toate procesele de incendiu au un potențial de temperatură ridicată, iar în majoritatea industriilor pot fi utilizate în mod continuu. Căldura gazelor de evacuare este principalul echilibru energetic substanțial. Este folosit în principal pentru tehnologice și, în unele cazuri - atât în \u200b\u200bscopuri energetice (în cazanele - utilizatorii).
Cu toate acestea, utilizarea pe scară largă a WER-ului termic de temperatură mare este asociată cu dezvoltarea metodelor de utilizare, inclusiv a zgurii calde termice, a produselor etc., a noilor metode de eliminare a căldurii a gazelor de eșapament, precum și prin îmbunătățirea desenelor existente Echipamente de utilizare.
1. descriere schema tehnologică
În cuptoarele tubulare care nu au camere de convecție sau într-un cuptoare de tip radiant-convecție, dar având o temperatură inițială relativ ridicată a produsului încălzit, temperatura gazelor de eșapament poate fi relativ ridicată, ceea ce duce la creșterea pierderii de căldură, scăderea pierderii de căldură în eficiența cuptorului și un consum mai mare de combustibil. Prin urmare, este necesar să se utilizeze căldura gazelor de eșapament. Acest lucru poate fi realizat fie prin utilizarea unui încălzitor de aer, a aerului de încălzire care intră în cuptorul de combustie a combustibilului, fie instalarea reciclărilor deșeuri care vă permit să obțineți vapori de apă necesari pentru nevoile tehnologice.
Cu toate acestea, costurile suplimentare ale încălzitorului aerian, suflantei și un consum suplimentar de energie electrică consumate de motorul suflantei sunt obligați să efectueze încălzirea aerului.
Pentru a asigura funcționarea normală a încălzitorului de aer, este important să se prevină posibilitatea coroziunii suprafeței sale din partea fluxului. gaze de ardere. Acest fenomen este posibil atunci când temperatura suprafeței de schimb de căldură este sub temperatura punctului de rouă; În acest caz, o parte din gazele de ardere, direct în contact cu suprafața încălzitorului de aer, este răcit semnificativ, vaporii de apă conținute în ele sunt parțial condensate și, absorbante de dioxid de sulf din gaze, formează acid slab agresiv.
Punctul de rouă corespunde temperaturii la care presiunea apei de vapori saturate se dovedește a fi egală cu presiunea parțială a vaporilor de apă conținută în gazele de ardere.
Una dintre cele mai fiabile metode de protecție împotriva coroziunii este o preîncălzire a aerului în orice mod (de exemplu, în canal de apă sau abur) la o temperatură deasupra punctului de rouă. O astfel de coroziune poate apărea pe suprafața țevilor de convecție, dacă temperatura materiei prime care intră în cuptor este mai mică decât punctul de rouă.
Sursa de căldură, pentru a crește temperatura unui abur saturat, este reacția de oxidare (arderea) a combustibilului primar. Gazele de fum formate în timpul arderii își dau căldura în radiații și apoi camerele de convecție cu debitul brut (perechea de apă). Vaporii de apă supraîncălzită intră în consumator, iar produsele de combustie părăsesc cuptorul și introduceți boilerul reciclatoarelor. La ieșirea mașinii, o vapori de apă saturată ajung înapoi la hrană în cuptor de supraîncălzire a aburului, și gaze de ardere, răcire apă nutritivăIntroduceți încălzitorul de aer. Din încălzitorul cu aer, gazele de ardere merg la cort, unde apa care vine pe bobină este încălzită și merge direct la consumator, iar gazele de ardere în atmosferă.
2. Calculul cuptorului
2.1 Calculul procesului de ardere
Definim combustia scăzută a combustibilului Q. R. N. . Dacă combustibilul este o hidrocarbură individuală, apoi arderea termică Q. R. N. Este egal cu căldura standard de combustie minus căldura de evaporare a apei în produsele de combustie. Poate fi calculată și în conformitate cu efectele termice standard ale formării sursei și a produselor finale pe baza legii GESS.
Pentru combustibilul constând dintr-un amestec de hidrocarburi, se determină căldura de combustie, dar regula de aditivitate:
unde Q pi n. - căldura de combustie i. - componenta de combustibil;
y. - concentrarea i. - componenta combustibilului în fracțiuni de la unul, apoi:
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.
Masa molară de combustibil:
M M. = Σ M I. ∙ y. ,
unde M I. - Masă molară i. -HO componentă de combustibil, de aici:
M m \u003d. 16.042 ∙ 0,987 + 30,07 ∙ 0,0012 + 58,120 ∙ 0,0004 + 72,15 ∙ 0,0001 + 44,010 ∙ 0,001 + 28,01 ∙ 0,007 \u003d 16,25 kg / mol.
kg / m 3,
atunci Q. R. N. cm , exprimată în MJ / kg, este egală cu:
MJ / kg.
Rezultatele calculului sunt reduse în tabelul. unu:
Compoziția combustibilului tabelul 1
Definim compoziția elementară a combustibilului,% (masă):
,
unde n i c. , nIH. , n i n. , n i o. - numărul de carbon, atomi de hidrogen, azot și oxigen în moleculele componentelor individuale incluse în combustibil;
Conținutul fiecărei componente a combustibilului, maselor. %;
x I. - Conținutul fiecărei componente de combustibil, spun ei. %;
M I. - masa molară a componentelor individuale ale combustibilului;
M M. - masa molară de combustibil.
Verificarea compoziției :
C + H + O + N \u003d 74,0 + 24,6 + 0,2 + 1,2 \u003d 100% (masă).
Definim cantitatea teoretică de aer necesar pentru incinerarea de 1 kg de combustibil, este determinată din ecuația stoichiometrică a reacției de combustie și a conținutului de oxigen în aerul atmosferic. Dacă este cunoscută compoziția elementară a combustibilului, cantitatea teoretică de aer L 0. , kg / kg, calculată cu formula:
În practică, este introdusă o cantitate excesivă de aer pentru a asigura caracterul complet al combustiei combustibilului în cuptor, vom găsi un flux de aer valid la α \u003d 1.25:
L. = αl. 0 ,
unde L. - flux de aer valabil;
a - coeficientul de aer excesiv,
L. = 1.25 ∙ 17,0 \u003d 21,25 kg / kg.
Volumul specific al aerului (n. Y.) pentru arderea 1 kg de combustibil:
unde ρ b. \u003d 1,293 - densitatea aerului în condiții normale,
m 3 / kg.
Noi găsim numărul de produse de combustie formate la arderea 1 kg de combustibil:
dacă se cunoaște compoziția elementară a combustibilului, atunci compoziția de masă a gazelor de ardere la 1 kg de combustibil complet poate fi determinată pe baza următoarelor ecuații:
unde m CO2. , m h2o. , m n2. , m o2. - Masa gazelor adecvate, kg.
Produse totale de combustie:
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.
Verificați valoarea obținută:
unde W F. - Consumul specific de abur cu duză la arderea combustibilului lichid, kg / kg (pentru combustibilul cu gaz W F. = 0),
Deoarece combustibilul este gaz, conținutul de umiditate în aer este neglijat, iar cantitatea de aburi de apă nu ia în considerare.
Găsiți volumul produselor de combustie în condiții normale formate în timpul arderii de 1 kg de combustibil:
unde m I. - masa gazului corespunzător generat în timpul arderii de 1 kg de combustibil;
ρ I. - densitatea acestui gaz în condiții normale, kg / m 3;
M I. - masa molară a acestui gaz, kg / kmol;
22,4 - volum molar, M 3 / Kmol,
m 3 / kg; 
m 3 / kg;
m 3 / kg; 
m 3 / kg.
Volumul total al produselor de combustie (N. Y.) În fluxul real al aerului:
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.
Densitatea produselor de combustie (n. Y.):
kg / m 3.
Vom găsi capacitatea de căldură și entalpia produselor de combustie 1 kg de combustibil în intervalul de temperatură de la 100 ° C (373 K) până la 1500 ° C (1773 k) folosind tabelul de date. 2.
Capacitatea de căldură specifică medie a gazelor cu P, KJ / (kg ∙ k) masa 2
| t. , S. |
|||||
Entalpia gazelor de ardere formate în timpul arderii de 1 kg de combustibil:
unde cu CO2. , cu H2O. , cu n2. , cu O2. - Capacitatea de căldură specifică medie la o presiune constantă a gazonului corespunzător la temperaturi t. , KJ / (kg · k);
cu T. - Capacitatea medie de căldură a gazelor de ardere formate în timpul arderii de 1 kg de combustibil la temperaturi t. , kJ / (kg k);
la 100 ° C: kJ / (kg ∙ k);
la 200 ° C: KJ / (kg ∙ k);
la 300 ° C: KJ / (kg ∙ k);
la 400 ° C: KJ / (kg ∙ k);
la 500 ° C: KJ / (kg ∙ k);
la 600 ° C: kJ / (kg ∙ k);
la 700 ° C: KJ / (kg ∙ k);
la 800 ° C: KJ / (kg ∙ k);
la 1000 ° C: kJ / (kg ∙ k);
la 1500 ° C: kJ / (kg ∙ k);
Rezultatele calculelor sunt reduse în tabel. 3.
Enhaulpia Produse de combustie Tabelul 3.
Conform tabelului. 3 Construiți un program de dependență H t. = f. ( t. ) (Figura 1) vedeți atașamentul .
2.2 Calculul balanța termică Cuptoare, cuptoare de eficiență și consum de combustibil
Fluxul de căldură, perceput de aburul apei în cuptor (sarcină termică utilă):
unde G. - cantitatea de vapori de apă supraîncălzită pe unitate de timp, kg / s;
H v1. și N vp2.
Luați temperatura gazelor de ardere care curge egale cu 320 ° C (593 K). Pierderea de căldură prin radiații în mediu inconjurator Faceți 10%, iar 9% dintre aceștia sunt pierduți în camera radiantă și 1% în convecție. Eficiența cuptorului η t \u003d 0,95.
Pierderea de căldură din nosta chimică, precum și numărul de căldură a combustibilului și neglijența aerului.
Determinați cuptorul KPD:
unde Cum - produse de ardere de combustie la temperatura gazelor de ardere care părăsesc cuptorul, t Marea Britanie ; Temperatura gazelor de evacuare a gazelor de evacuare este de obicei luată cu 100 până la 150 ° C peste temperatura inițială a materiei prime la intrarea în cuptor; q oală - pierderea de căldură prin radiații la mediu,% sau acțiuni de la Q Etajul. ;
Consumul de combustibil, kg / s:
kg / s.
2.3 Calculul camerei radiante și a camerei de convecție
Definim temperatura gazului de ardere la trecere: t. P. \u003d 750 - 850 ° С, acceptați
t. P. \u003d 800 ° С (1073 K). Produse de combustie Enhaulpia la o temperatură în trecere
H. P. \u003d 21171,8 kJ / kg.
Fluxul termic, perceput de vapori de apă în țevi radiante:
unde N. P - Entalpia produselor de combustie la temperatura gazelor de ardere PA Perevali, KJ / kg;
η t - eficiența cuptorului; Se recomandă să o luați egal cu 0,95 - 0,98;
Fluxul termic, perceput de vapori de apă în conductele de convecție:
Entalpia vaporilor de apă la intrarea în secțiunea radiantă va fi:
KJ / kg.
Acceptăm magnitudinea pierderii de presiune în camera de convecție ∆ P. la \u003d 0,1 MPa, apoi:
P. la = P. - P. la ,
P. la \u003d 1.2 - 0,1 \u003d 1,1 MPa.
Temperatura de intrare a vaporilor de apă în secțiunea radiantă t. la \u003d 294 ° C, apoi temperatura medie a suprafeței exterioare a țevilor radiante va fi:
unde Δt. - diferența dintre temperatura suprafeței exterioare a țevilor radiante și temperatura vaporilor de apă (materii prime) încălzite în țevi; Δt. \u003d 20 - 60 ° C;
LA.
Temperatura maximă calculată de combustie:
unde lA. - temperatura redusă a amestecului inițial de combustibil și aer; Se acceptă egal cu temperatura aerului furnizat la ardere;
mERSI. - Capacitatea de căldură specifică a produselor de combustie la temperaturi t. P;
° С.
Pentru t max. = 1772,8 ° C și t. P \u003d 800 ° C Poziția căldurii de suprafață absolut neagră q S. Pentru diferite temperaturi ale suprafeței exterioare a țevilor radiante, următoarele valori sunt:
Θ, ° C 200 400 600
q S. , W / m 2 1.50 ∙ 10 5 1.30 ∙ 10 5 0.70 ∙ 10 5
Construim diagramă auxiliară (figura 2) vedeți atașamentul unde găsim căldură la θ \u003d 527 ° C: q S. \u003d 0,95 ∙ 10 5 W / m2.
Calculăm fluxul termic complet introdus în cuptor:
Valoarea preliminară a suprafeței echivalente absolut neagră:
m 2.
Acceptăm gradul de ecranare a zidăriei ψ \u003d 0,45 și pentru α \u003d 1,25 găsim că
H S. /H. L. = 0,73.
Valoarea suprafeței plane echivalente:
m 2.
Acceptăm plasarea și pasul cu un singur rând între ele:
S. = 2d. N. \u003d 2 ∙ 0,152 \u003d 0,304 m. Pentru aceste valori formați factorul LA = 0,87.
Mărimea suprafeței de zidărie acoperite:
m 2.
Suprafața țevilor radiante de încălzire:
m 2.
Selectați cuptorul BB2, parametrii săi:
suprafața camerei de radiații, M 2 180
suprafața camerei de convecție, M 2 180
cuptorul lungimii de lucru, M 9
lățimea camerei de radiație, M 1,2
b. Execuția
metoda de combustie a combustibilului Flacăra
diametrul radiației diametrului țevii, mm 152 × 6
diametrul tuburilor camerei de convecție, mm 114 × 6
Numărul de țevi din camera de radiație:
unde d. H este diametrul exterior al țevilor din camera de radiații, M;
l. Paul - lungimea utilă a țevilor radiante, spălate de gazele de ardere, M,
l. sex \u003d 9 - 0,42 \u003d 8,2 m,
.
Schimbarea căldurii a suprafeței conductelor radiante:
W / m 2.
Determim numărul de țevi din camera de convecție:
Le avem într-o ordine de verificare 3 într-un rând orizontal. Pasul dintre țevi S \u003d 1.7 d. H \u003d 0,19 m.
Diferența medie de temperatură este determinată prin formula:
° С.
Coeficientul de transfer de căldură în camera de convecție:
W / (m 2 ∙ k).
Schimbarea căldurii a suprafeței conductelor de convecție este determinată prin formula:
W / m 2.
2.4 Calculul hidraulic al bobinei aragazului
Calculul hidraulic al bobinei cuptorului este de a determina pierderea presiunii de vapori de apă în țevi radiante și de convecție.
unde G.
ρ la v.p. - densitatea vaporilor de apă la o temperatură medie și o presiune în camera concentrică, kg / m3;
d. k - diametrul interior al țevilor de convecție, M;
z. K - numărul de fluxuri din camera de convecție,
domnișoară.
ν K \u003d 3.311 ∙ 10-6 m 2 / s.
Valoarea criteriului Reynolds:
m.
Pierderea de presiune pentru frecare:
PA \u003d 14,4 kPA.
PA \u003d 20,2 kPa.
unde σ. ζ K.
- Numărul de rotiri.
Pierderea totală a presiunii:
2.5 Calculul pierderii presiunii de vapori de apă în camera de radiație
Viteza medie a vaporilor de apă:
unde G. - consumul de supraîncălzită în cuptorul vaporilor de apă, kg / s;
ρ R.P. - densitatea vaporilor de apă la o temperatură medie și o presiune în camera concentrică, kg / m3;
d. P - Diametrul intrunniei de conducte de convecție, M;
z. P este numărul de fluxuri din camera celulară,
domnișoară.
Vâscozitatea cinematică a vaporilor de apă la o temperatură medie și o presiune în camera de convecție ν P \u003d 8,59 ∙ 10-6 m 2 / s.
Valoarea criteriului Reynolds:
Lungimea totală a țevilor în zona dreaptă:
m.
Coeficientul de frecare hidraulic:
Pierderea de presiune pentru frecare:
PA \u003d 15,1 kPa.
Pierderea presiunii asupra depășirii rezistenței locale:
Pa \u003d 11,3 kPa,
unde σ. ζ R. \u003d 0,35 - coeficientul de rezistență când se rotește 180 ° C,
- Numărul de rotiri.
Pierderea totală a presiunii:
Calculele au arătat că cuptorul selectat va furniza procesul de supraîncălzire a vaporilor de apă într-un mod dat.
3. Calcularea utilizării cazanului
Găsi midh Temperatura Gaze de ardere:
unde t. 1 - temperatura gazelor de ardere la intrare,
t. 2 - temperatura gazelor de ardere la priza, ° C;
° С (538 k).
Fluxul de masă al gazelor de ardere:
în cazul consumului de combustibil, kg / s;
Pentru gazele de ardere, entalpia specifică determină pe baza tabelului de date. 3 și FIG. 1 cu formula:
Transportatorii termici Entalpy Tabelul 4.
Fluxul de căldură transmis de gaze de fum:
unde N. 1 I. H. 2 - entalpia gazelor de ardere la temperatura intrării și a ieșirii din Ku, respectiv, formate în timpul arderii de 1 kg de combustibil, KJ / kg;
B - consumul de combustibil, kg / s;
h. 1 I. h. 2 - entalpii specifici de gaze de ardere, KJ / kg,
Fluxul de căldură, perceput de apă, W:
unde η KU - coeficientul de utilizare a căldurii în KU; η ku \u003d 0,97;
G. N - ieșirea cu abur, kg / s;
h. la VP - entalpia vaporilor de apă saturată la temperatura de ieșire, KJ / kg;
h. n în apă nutritivă, kJ / kg,
Cantitatea de vapori de apă obținută în KU, definim formula:
kg / s.
Fluxul de căldură, perceput de apă în zona de încălzire:
unde h. Pentru a - entalpia specifică a apei la temperatura de evaporare, KJ / kg;
Debitul termic realizat de gazele de ardere de apă în zona de încălzire (căldură utilă):
unde h. X - entalpia specifică a gazelor de ardere la temperaturi t. X, prin urmare:
kJ / kg.
Valoarea combustiei de 1 kg de combustibil:
În fig. 1 Temperatura fumului corespunzătoare valorii H. x \u003d 5700,45 kJ / kg:
t. X \u003d 270 ° C.
Diferența medie a temperaturii în zona de încălzire:
° С.
270 Gaze de ardere 210, luând în considerare indicele contracurentului:
unde LA F - coeficientul de transfer de căldură;
m 2.
Diferența medie a temperaturii în zona de evaporare:
° С.
320 Gaze de ardere 270, luând în considerare indicele contracurentului:
187 Vapori de apă 187
Suprafața de schimb de căldură în zona de încălzire:
unde LA F - coeficientul T6;
m 2.
Suprafața totală a suprafeței de schimb de căldură:
F. = F. N +. F. U,
F. \u003d 22,6 + 80 \u003d 102,6 m 2.
În conformitate cu GOST 14248-79, alegem un evaporator standard cu spațiu de aburi cu următoarele caracteristici:
diametrul carcasei, MM 1600
numărul grinzilor de țevi 1
numărul de țevi într-un singur pachet 362
schimbul de căldură de suprafață, M 2 170
cântând single single.
prin țevi, m 2 0,055
4. Încălzitor de aer
Aerul atmosferic cu temperatură t ° în x Intră în dispozitivul în care se încălzește până la temperatură t x în x Datorită căldurii gazelor de ardere.
Debitul de aer, KG / S este determinat pe baza cantității necesare de combustibil:
unde ÎN - consumul de combustibil, kg / s;
L. - debit de aer valid pentru arderea 1 kg de combustibil, kg / kg,
Gazele de ardere, dând căldura lor, răcită de la t dhg. = t dg2. inainte de t dg4. .
=
unde H 3. și H 4. - entalpia gazelor de ardere la temperaturi t dg3. și t dg4. În consecință, KJ / kg,
Fluxul termic, perceput de aer, W:
unde cu in-x - capacitatea medie de căldură specifică, KJ / (kg la);
0,97 - Eficiența încălzitorului de aer,
Temperatura maximă a aerului ( t x în x) Determinat din ecuația balanței termice:
LA.
5. Balanța termică a KTANA
După încălzitorul de aer, gazele de ardere introduc aparatul de contact cu o duză activă (tantă), unde temperatura lor scade de la t dg5. = t dg4. la temperatura t dg6. \u003d 60 ° C.
Căldura gazelor de ardere este îndepărtată de două fluxuri de apă separate. Un flux vine în contact direct cu gazele de ardere, iar cealaltă este alternantă cu căldura prin peretele bobinei.
Fluxul de căldură dat de gazele de fum, W:
unde H 5. și H 6. - entalpia gazelor de ardere la temperaturi t dg5. și t dg6. În consecință, KJ / kg,
Cantitatea de apă de răcire (total), kg / s este determinată din ecuația balanței termice:
unde η - KPD Ktan, η \u003d 0,9,
kg / s.
Fluxul termic, perceput de apa de răcire, W:
unde G apă - consum de apă de răcire, kg / s:
cu apă - capacitate specifică de căldură a apei, 4,19 kJ / (kg la);
t n apă și t la apă - temperatura apei la intrarea și priza Ktana, respectiv,
6. Calcularea eficienței instalării de îndepărtare a căldurii
Când se determină eficiența sistemului sintetizat ( η Tu) se utilizează abordarea tradițională.
Calculul eficienței instalației de energie electrică se efectuează prin formula:
7. Evaluarea exergetică a sistemului sistemului - Cilindru-Utilistor
Metoda extracetică pentru analizarea sistemelor tehnologice energetice permite evaluarea cea mai obiectivă și calitativă a pierderilor de energie, care nu sunt detectate în nici un fel cu estimarea obișnuită folosind prima lege a termodinamicii. Ca criteriu de estimare în cazul în cauză, se utilizează o eficiență extracetică, care este definită ca relația Exergiei rezervate cu exergia enumerate în sistem:
unde E olandeză - Exservația combustibilului, MJ / kg;
E oricare - Exservație, percepută de fluxul de vapori de apă în cuptor și utilizarea cazanului.
În cazul combustibilului gazos, exteriorul extern este expediat din combustibilul extern ( E DT1.) și aerul de utilizare ( E play2.):
unde N N. și NU. - entalpia aerului la temperatura de intrare din cuptorul cuptorului și temperatura ambulsiei, respectiv KJ / kg;
LA. - 298 K (25 ° C);
Δs. - Schimbarea entropiei aerului, KJ / (kg K).
În cele mai multe cazuri, cantitatea de aer de exservare poate fi neglijată, adică:
Exservația rezervată pentru sistemul în cauză este făcută din exervica, percepută de feribotul de apă din cuptor ( E ANS1.), iar Exxiga, percepută de feribotul de apă din Ku ( E Avd2.).
Pentru fluxul de vapori de apă încălzită în cuptor:
unde G. - consumul de abur în cuptor, kg / s;
N vp1. și N vp2. - entalpia vaporilor de apă la intrarea și ieșirea cuptorului, respectiv KJ / kg;
Δs vp. - schimbarea entropiei vaporilor de apă, KJ / (kg K).
Pentru fluxul de vapori de apă obținuți în KU:
unde G N. - consumul de abur în ku, kg / s;
h la VP. - entalpia vaporilor de apă saturată la ieșirea din Ku, KJ / kg;
h n b. - entalpia apei nutritive la intrarea în Ku, KJ / kg.
E oricare = E DV1 + E ANS2 ,
E oricare \u003d 1965,8 + 296,3 \u003d 2262,1 J / kg.
Concluzie
Realizarea calculului asupra instalației propuse (utilizarea căldurii gazelor de eșapament ale cuptorului tehnologic), se poate concluziona că, cu această compoziție a combustibilului, performanța cuptorului pe o pereche de apă, alți indicatori - magnitudinea de Eficiența sistemului sintetizat este ridicată, astfel încât instalarea este eficientă; Acest lucru a arătat, de asemenea, evaluarea extracetică a sistemului "boiler-boiler", dar la costurile de energie, instalarea frunze mult de dorit și necesită rafinament.
Lista literaturii utilizate
1. Kharaz D. . ȘI . Modalități de utilizare a resurselor secundare de energie în industria chimică / D. I. Kharaz, B. I. Psakhis. - M.: Chimie, 1984. - 224 p.
2. Skoblo A. . ȘI . Procese și dispozitive ale industriei de rafinare și petrochimie / A. I. Skoblo, I. A. Tregubova, Yu. K., Molokanov. - Al doilea ed., Pererab. si adauga. - M.: Chimie, 1982. - 584 p.
3. Pavlov K. . F. . Exemple și sarcini la rata proceselor și dispozitivelor de tehnologie chimică: studii. Alocație pentru universități / K. F. Pavlov, P. G. Romankov, A. A. Soskov; Ed. P. G. Romahova. - A 10-a Ed., Pererab. si adauga. - L.: Chimie, 1987. - 576 p.
aplicație
Proprietăți termofizice Produsele de combustie gazoase necesare pentru a calcula dependența diferiților parametri de la temperatura acestui mediu de gaz pot fi stabilite pe baza valorilor date în tabel. În particular, dependența specificată de capacitate de căldură au fost obținute sub formă:
C psm \u003d a -1/ D.,
unde a. = 1,3615803; b. = 7,0065648; c. = 0,0053034712; d. = 20,761095;
C psm \u003d a + bT SM. + cT. 2 Sm.,
unde a. = 0,94426057; b. = 0,00035133267; c. = -0,0000000539.
Prima dependență este preferată de exactitatea apropierii, cea de-a doua dependență poate fi adoptată pentru calcularea mai puțină precizie.
Parametrii fizici ai gazelor de ardere
(pentru P \u003d. 0,0981 MPa; r. CO2 \u003d 0,13; p. H2O \u003d 0,11; r. N2 \u003d 0,76)
| t., S. | γ, n · m -3 | cu R., W (m 2 · ° С) -1 | λ · 10 2, w (m · k) -1 | dar · 10 6, m 2 · s -1 | · 10 6, pa · s | v. · 10 6, m 2 · s -1 | Relatii cu publicul. |
| 12,704 | 1,04 | 2,28 | 16,89 | 15,78 | 12,20 | 0,72 | |
| 9,320 | 1,07 | 3,13 | 30,83 | 20,39 | 21,54 | 0,69 | |
| 7,338 | 1,10 | 4,01 | 48,89 | 24,50 | 32,80 | 0,67 | |
| 6,053 | 1,12 | 4,84 | 69,89 | 28,23 | 45,81 | 0,65 | |
| 5,150 | 1,15 | 5,70 | 94,28 | 31,69 | 60,38 | 0,64 | |
| 4,483 | 1,18 | 6,56 | 121,14 | 34,85 | 76,30 | 0,63 | |
| 3,973 | 1,21 | 7,42 | 150,89 | 37,87 | 93,61 | 0,62 | |
| 3,561 | 1,24 | 8,27 | 183,81 | 40,69 | 112,10 | 0,61 | |
| 3,237 | 1,26 | 9,15 | 219,69 | 43,38 | 131,80 | 0,60 | |
| 2,953 | 1,29 | 10,01 | 257,97 | 45,91 | 152,50 | 0,59 | |
| 2,698 | 1,31 | 10,90 | 303,36 | 48,36 | 174,30 | 0,58 | |
| 2,521 | 1,32 | 11,75 | 345,47 | 40,90 | 197,10 | 0,57 | |
| 2,354 | 1,34 | 12,62 | 392,42 | 52,99 | 221,00 | 0,56 |
Apendicele 3.
(referinţă)
Permeabilitatea aerului și a fumului conductelor și supapelor de aer
1. Pentru a determina scurgerile sau somnul aerului, pot fi utilizate următoarele formule obținute prin aproximarea datelor tabulare în raport cu canalele de ventilație ale sistemelor scenei:
pentru conductele de aer de clasă H (în intervalul de presiune de 0,2 - 1,4 kPa): Δl. = dar(R. - b.) dinUnde Δl. - sufuri (scurgeri) de aer, m 3 / m2 · h; R. - presiune, kPa; dar = 10,752331; b. = 0,0069397038; din = 0,66419906;
pentru clasa de conducte de aer P (în intervalul de presiune de 0,2 - 5,0 kPa): unde a \u003d. 0,00913545; b \u003d. -3,1647682 · 10 8; c \u003d. -1.2724412 · 10 9; d \u003d. 0,68424233.
2. Pentru combaterea incendiilor cu supapele închise în mod normal, valorile numărului caracteristice specifice ale rezistenței la permeabilitatea fumului în funcție de temperatura gazului corespund datelor obținute în timpul testelor de ardere permanente ale diferitelor produse pe baza experimentală din VNIPO:
| 1. Dispoziții generale. 2 2. Datele sursă. 3 3. Anti-ventilația de evacuare. 4 3.1. Eliminarea produselor arzătoare direct din arderea camerei. 4 3.2. Eliminarea produselor de combustie din camerele fierbinți adiacente. 7 4. A furniza ventilație de aer. 9 4.1. Alimentarea cu aer B. scari.. 9 4.2. Alimentarea cu aer B. arbori de ridicare.. 14 4.3. Aeroportul de aer la gateway-urile tambur. 16 4.4. Compensarea alimentării cu aer. 17 5. Specificații echipamente. 17 5.1. Echipamente de sisteme de ventilație a aerului de evacuare. 17 5.2. Echipamente de sisteme de alimentare cu ventilație de aeronave. 21 6. Moduri de control al incendiilor. 21 Referințe. 2 22 Apendicele 1. Determinarea parametrilor de bază ai încărcăturii de incendiu a spațiilor. 22 Anexa 2. Proprietățile termofizice ale gazelor de ardere. 24 Apendicele 3. Răspunsul la aer și fum al conductelor și supapelor de aer. 25. |
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, acest lucru se poate face folosind un coș de fum. Într-adevăr, cele mai intense arsuri de foc de foc, ar trebui să fie mai multe gaze de ardere mai calde, cu atât 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 la fel de des când se întâmplă atunci când conduceți cărbune cu cuptoarele închise la ușă. 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.
Aerul umed este un amestec de aer uscat și vapori de apă. În aerul nesaturat, umiditatea se află într-o stare de abur supraîncălzit și, prin urmare, proprietățile aerului umed pot fi descrise aproximativ de legile gazelor ideale.
Principalele caracteristici ale aerului umed sunt:
1. Umiditate absolută g.Determinarea cantității de vapori de apă conținută în aerul umed de 1 m 3. Apa abur ocupă întregul volum al amestecului, astfel încât umiditatea absolută a aerului este egală cu masa 1 m 3 de vapori de apă sau densitatea aburului, kg / m 3
2. Umiditatea relativă a aerului J este exprimată prin raportul dintre umiditatea absolută a aerului la conținutul maxim de umiditate posibil la aceeași presiune și temperatură sau raportul dintre masa vaporilor de apă încheiat în 1 m 3 de aer umed , la masa vaporilor de apă necesară pentru saturația totală de 1 m 3 aer umed sub aceeași presiune și temperatură.
Umiditatea relativă determină gradul de saturație a aerului în umiditate:
, (1.2)
unde - presiunea parțială a vaporilor de apă, care corespunde densității lui PA; - presiunea unei perechi saturate la aceeași temperatură, PA; - cantitatea maximă posibilă de abur în aerul umed de 1 m 3, kg / m 3; - Densitatea pereche în timpul presiunii sale parțiale și a temperaturii umede a aerului, kg / m 3.
Raportul (1.2) este valabil numai atunci când se poate presupune că perechile de lichid sunt gazul perfect până la starea de saturație.
Densitatea aerului umed R este cantitatea de densități de vapori de apă și aer uscat în presiuni parțiale în 1 m 3 de aer umed la o temperatură a aerului umed T.La:
(1.3)
unde este densitatea aerului uscat în timpul presiunii sale parțiale în 1 m 3 de aer umed, kg / m 3; - presiunea parțială a aerului uscat, PA; - Constanta gazului de aer uscat, J / (kg × k).
Exprimând atât ecuația pentru starea pentru vapori de aer și apă, ajungem
, (1.5)
unde este fluxul de masă de vapori de aer și apă, kg / s.
Aceste egalități sunt valabile pentru același volum V. Aer umed și aceeași temperatură. Împărtășirea celei de-a doua egalități la început, obținem o altă expresie pentru conținutul de umiditate
. (1.6)
Sublinierea valorilor constantei gazului pentru aer J / (kg × k) și pentru vapori de apă J / (kg × k), obținem valoarea conținutului de umiditate, exprimat în kilograme de vapori de apă pe 1 kg de aer uscat
. (1.7)
Înlocuind presiunea parțială a aerului de magnitudinea, în cazul în care de la cea anterioară și ÎN - presiunea aerului barometric în aceleași unități ca și r., Am pentru aer umed sub presiune barometrică
. (1.8)
Astfel, la o anumită presiune barometrică, conținutul de umiditate al aerului depinde doar de presiunea parțială a vaporilor de apă. Conținut maxim de umiditate posibil în aer, de unde
. (1.9)
Deoarece presiunea de saturație crește cu o temperatură, atunci cantitatea maximă posibilă de umiditate, care poate fi conținută în aer depinde de temperatura sa, cu atât este mai mare temperatura. Dacă ecuațiile (1.7) și (1.8) rezolvă relativ și, atunci ajungem
(1.10)
. (1.11)
Volumul aerului umed în metri cubi pe 1 kg de aer uscat este calculat prin formula
(1.12)
Volum specific de aer umed v., M3 / kg este determinat prin împărțirea volumului de aer umed pe o masă a unui amestec la 1 kg de aer uscat:
Aerul umed ca un lichid de răcire este caracterizat de entalpie (în kilodzhoules per 1 kg de aer uscat), egal cu cantitatea de enthalpy de aer uscat și vapori de apă
(1.14)
unde este capacitatea de căldură specifică a aerului uscat, KJ / (kg × k); t. - temperatura aerului, ° C; i. - entalpia aburului supraîncălzit, kJ / kg.
Entalpy 1 kg de vapori de apă saturată uscată presiuni reduse Determinată de formula empirică, KJ / KG:
unde - un coeficient permanent, aproximativ egal cu entalpia perechii la 0 ° C; \u003d 1,97 kJ / (kg × k) - Capacitate specifică de căldură cu abur.
Substituirea semnificațiilor i. În expresia (1.14) și luând capacitatea specifică de căldură a aerului uscat permanent și egal cu 1,0036 kJ / (kg × k), vom găsi entalpia aerului umed în kilodzhoules pe 1 kg de aer uscat:
Pentru a determina parametrii gazului umed, se utilizează similar cu ecuația discutată mai sus.
, (1.17)
unde este constanta gazului pentru gazul studiat; R. - Presiunea gazului.
Gazul Entalpy, KJ / KG,
unde este capacitatea de căldură specifică a gazului, KJ / (kg × k).
Conținutul absolut de umiditate a gazului:
. (1.19)
Atunci când se calculează schimbătoarele de căldură pentru agenții de răcire a apei aeriene, puteți utiliza tabelul de date. 1.1-12 sau dependențe calculate pentru a determina parametrii fizico-chimici ai aerului (1,24-1,34) și a apei (1,35). Pentru gazele de ardere, poate fi utilizată tabelul de date. 1.3
Densitatea gazelor reziduale, kg / m 3:
, (1.20)
unde - densitatea gazului uscat la 0 ° C, kg / m3; MG, M P este greutățile moleculare de gaz și abur.
Coeficientul dinamic de vâscozitate al gazului umed, PA × C:
, (1.21)
unde este coeficientul dinamic de vâscozitate al vaporilor de apă, PA × C; - coeficientul de vâscozitate dinamică a gazului uscat, PA × C; 
- concentrația de masă a aburului, kg / kg.
Capacitatea de căldură specifică a gazului umed, KJ / (kg × K):
Coeficientul conductivității termice a gazelor umede, W / (m × K):
, (1.23)
unde k. - indicatorul ADIABAT; ÎN - Coeficientul (pentru gazele monatomice ÎN \u003d 2,5; Pentru gazele diatomice ÎN \u003d 1,9; Pentru gazele trochomoomice ÎN = 1,72).
Tabelul 1.1. Proprietățile fizice ale aerului uscat ( r. \u003d 0,101 MPa)
| t., ° C. | , kg / m 3 | , KJ / (kg × k) | , W / (m × k) | , PA × C | , m 2 / s | Relatii cu publicul. |
| -20 | 1,395 | 1,009 | 2,28 | 16,2 | 12,79 | 0,716 |
| -10 | 1,342 | 1,009 | 2,36 | 16,7 | 12,43 | 0,712 |
| 1,293 | 1,005 | 2,44 | 17,2 | 13,28 | 0,707 | |
| 1,247 | 1,005 | 2,51 | 17,6 | 14,16 | 0,705 | |
| 1,205 | 1,005 | 2,59 | 18,1 | 15,06 | 0,703 | |
| 1,165 | 1,005 | 2,67 | 18,6 | 16,00 | 0,701 | |
| 1,128 | 1,005 | 2,76 | 19,1 | 16,96 | 0,699 | |
| 1,093 | 1,005 | 2,83 | 19,6 | 17,95 | 0,698 | |
| 1,060 | 1,005 | 2,90 | 20,1 | 18,97 | 0,696 | |
| 1,029 | 1,009 | 2,96 | 20,6 | 20,02 | 0,694 | |
| 1,000 | 1,009 | 3,05 | 21,1 | 21,09 | 0,692 | |
| 0,972 | 1,009 | 3,13 | 21,5 | 22,10 | 0,690 | |
| 0,946 | 1,009 | 3,21 | 21,9 | 23,13 | 0,688 | |
| 0,898 | 1,009 | 3,34 | 22,8 | 25,45 | 0,686 | |
| 0,854 | 1,013 | 3,49 | 23,7 | 27,80 | 0,684 | |
| 0,815 | 1,017 | 3,64 | 24,5 | 30,09 | 0,682 | |
| 0,779 | 1,022 | 3,78 | 25,3 | 32,49 | 0,681 | |
| 0,746 | 1,026 | 3,93 | 26,0 | 34,85 | 0,680 | |
| 0,674 | 1,038 | 4,27 | 27,4 | 40,61 | 0,677 | |
| 0,615 | 1,047 | 4,60 | 29,7 | 48,33 | 0,674 | |
| 0,566 | 1,059 | 4,91 | 31,4 | 55,46 | 0,676 | |
| 0,524 | 1,068 | 5,21 | 33,6 | 63,09 | 0,678 | |
| 0,456 | 1,093 | 5,74 | 36,2 | 79,38 | 0,687 | |
| 0,404 | 1,114 | 6,22 | 39,1 | 96,89 | 0,699 | |
| 0,362 | 1,135 | 6,71 | 41,8 | 115,4 | 0,706 | |
| 0,329 | 1,156 | 7,18 | 44,3 | 134,8 | 0,713 | |
| 0,301 | 1,172 | 7,63 | 46,7 | 155,1 | 0,717 | |
| 0,277 | 1,185 | 8,07 | 49,0 | 177,1 | 0,719 | |
| 0,257 | 1,197 | 8,50 | 51,2 | 199,3 | 0,722 | |
| 0,239 | 1,210 | 9,15 | 53,5 | 233,7 | 0,724 |
Proprietățile termofizice ale aerului uscat pot fi aproximate prin următoarele ecuații.
Vâscozitatea cinematică a aerului uscat la o temperatură de la -20 la +140 ° C, m 2 / s:
PA; (1.24)
și de la 140 la 400 ° C, m 2 / s:
. (1.25)
Tabelul 1.2. Proprietățile fizice ale apei în stare de saturație
| t., ° C. | , kg / m 3 | , KJ / (kg × k) | , W / (m × k) | , m 2 / s | , N / m | Relatii cu publicul. | |
| 999,9 | 4,212 | 55,1 | 1,789 | -0,63 | 756,4 | 13,67 | |
| 999,7 | 4,191 | 57,4 | 1,306 | 0,7 | 741,6 | 9,52 | |
| 998,2 | 4,183 | 59,9 | 1,006 | 1,82 | 726,9 | 7,02 | |
| 995,7 | 4,174 | 61,8 | 0,805 | 3,21 | 712,2 | 5,42 | |
| 992,2 | 4,174 | 63,5 | 0,659 | 3,87 | 696,5 | 4,31 | |
| 988,1 | 4,174 | 64,8 | 0,556 | 4,49 | 676,9 | 3,54 | |
| 983,2 | 4,179 | 65,9 | 0,478 | 5,11 | 662,2 | 2,98 | |
| 977,8 | 4,187 | 66,8 | 0,415 | 5,70 | 643,5 | 2,55 | |
| 971,8 | 4,195 | 67,4 | 0,365 | 6,32 | 625,9 | 2,21 | |
| 965,3 | 4,208 | 68,0 | 0,326 | 6,95 | 607,2 | 1,95 | |
| 958,4 | 4,220 | 68,3 | 0,295 | 7,52 | 588,6 | 1,75 | |
| 951,0 | 4,233 | 68,5 | 0,272 | 8,08 | 569,0 | 1,60 | |
| 943,1 | 4,250 | 68,6 | 0,252 | 8,64 | 548,4 | 1,47 | |
| 934,8 | 4,266 | 68,6 | 0,233 | 9,19 | 528,8 | 1,36 | |
| 926,1 | 4,287 | 68,5 | 0,217 | 9,72 | 507,2 | 1,26 | |
| 917,0 | 4,313 | 68,4 | 0,203 | 10,3 | 486,6 | 1,17 | |
| 907,4 | 4,346 | 68,3 | 0,191 | 10,7 | 466,0 | 1,10 | |
| 897,3 | 4,380 | 67,9 | 0,181 | 11,3 | 443,4 | 1,05 | |
| 886,9 | 4,417 | 67,4 | 0,173 | 11,9 | 422,8 | 1,00 | |
| 876,0 | 4,459 | 67,0 | 0,165 | 12,6 | 400,2 | 0,96 | |
| 863,0 | 4,505 | 66,3 | 0,158 | 13,3 | 376,7 | 0,93 |
Densitatea gazului umed, kg / m 3.
