Fyzikálne vlastnosti vzduchu, plynov a vody. Thermofyzikálne vlastnosti spalín Hustota spalín pri rôznych teplotách
Pri spaľovaní paliva vo vzduchu, rovnica (21c + 2102 + 79N2 \u003d 21C02 + 79N2) na každom objeme C02 v produktoch spaľovania predstavuje 79: 21 \u003d 3,76 objem N2.
Keď sa spaľovanie antracitov, chudé uhlie a iné druhy paliva s vysokým obsahom uhlíka, produkty spaľovania vznikajú v blízkosti zloženia produktov spaľovania uhlíka. Pri spaľovaní vodíka podľa rovnice
42H2 + 2102 + 79N2 \u003d 42H20 + 79N2
Na každom objeme H20 predstavuje 79:42 \u003d 1,88 objem dusíka.
V spaľovacích produktoch prírodných, skvapalnených a koksovacích plynov, kvapalných paliva, palivového dreva, rašeliny, hnedého uhlia, dlhého plameňa a plynového uhlia a iných typov paliva s významným obsahom vodíka v horľavostnej hmote veľký počet Vodná para, niekedy presahujúca objem C02. Prítomnosť vlhkosti v hornej časti
|
Tabuľka 36. Tepelná kapacita, KCAL / (MW. ° C) |
Žiť, prirodzene, zvyšuje obsah vodnej pary v spaľovacích výrobkoch.
Zloženie výrobkov plné spaľovanie Hlavné typy paliva v objeme parného chiometrického objemu sú uvedené v tabuľke. 34. Z týchto tejto tabuľky je možné vidieť, že v produktoch spaľovania všetkých druhov paliva, obsah N2 výrazne prevyšuje celkový obsah C02-F-H20 a v produktoch spaľovania uhlíka je 79%.
Spaľovacie produkty vodíka obsahuje 65% N2, v spaľovacích výrobkoch prírodných a skvapalnených plynov, benzínu, vykurovacieho oleja a iných druhov uhľovodíkového paliva, jeho obsah je 70-74%.
Obr. 5. Objemová teplota tepla
Spaľovanie výrobkov
4 - výrobky z uhlíkových spaľovaní
5 - produkty spaľovania vodíkov
Priemerná tepelná kapacita kompletných produktov spaľovania, ktoré neobsahujú kyslík, sa môže vypočítať vzorcom
C \u003d 0,01 (CC02C02 + CSO2S02 + C "20H20 + CN2N2) KCAL / (M3- ° C), (VI. 1)
Tam, kde CC0G, CSO2, Sina0, CNA je objemová tepelná kapacita oxidu uhličitého, plynného plynu, vodnej pary a dusíka, a C02, S02, H20 a N2 je obsah zodpovedajúcich komponentov v spaľovacích výrobkoch,% (objem).
V súlade s týmto vzorcom (VI. 1) získa nasledujúci formulár:
C \u003d 0,01. (CC02 /? 02 + CHJ0H20-BCNI! N2) KCAL / (M3 "° С). (VI.2)
Priemerná objemová teplota C02, H20 a N2 v teplotnom rozsahu od 0 do 2500 ° C je uvedená v tabuľke. 36. Krivky charakterizujúce zmenu v priemernej objemovej tepelnej kapacite týchto plynov so zvýšením teploty sa znázorňujú na obr. päť.
Z tých, ktoré sú uvedené v tabuľke. 16 údajov a kriviek znázornených na obr. 5, môžete vidieť nasledovné:
1. Objemová teplota C02 výrazne prevyšuje tepelnú kapacitu H20, ktorá zase presahuje tepelnú kapacitu N2 v rozsahu teploty od 0 do 2000 ° C.
2. Tepelná kapacita C02 sa zvyšuje so zvyšujúcim sa teplotou rýchlejším ako tepelná kapacita H20 a tepelná kapacita H20 je rýchlejšia ako tepelná kapacita N2. Napriek tomu sa však vážená priemerná objemová teplota spaľovania uhlíka a spaľovania vodíka v stechiometrickom objeme vzduchu líšia.
Zadaná pozícia, o niečo neočakávaná na prvý pohľad, je spôsobená skutočnosťou, že vo výrobkoch kompletného spaľovania uhlíka vo vzduchu pre každý kubický meter C02, ktorý má najvyššiu objemovú kapacitu tepla, predstavuje 3,76 m3 N2 s minimálnym objemom
|
Priemerná objemová tepelná kapacita spaľovacích a vodíkových produktov v teoreticky potrebnom množstve vzduchu, kcal / (m3- ° C)
|
Tepelná kapacita a produkty spaľovania vodíka pre každý kubický meter vodnej pary, ktorých objemová teplota je menšia ako hodnota SHO, ale viac ako v N2, je tu polovica menšieho množstva dusíka (1,88 m3).
Výsledkom je, že priemerná objemová kapacita uhlíkových a vodíkových produktov vo vzduchu je zarovnaná, ako je možné vidieť z tabuľky údajov. 37 a porovnanie kriviek 4 a 5 na obr. 5. Rozdiel v hmotnostných priemerných výrobkoch na teplotu tepla spaľovania uhlíka a vodíka vo vzduchu nepresahuje 2%. Samozrejme, tepelná kapacita produktov spaľovania paliva pozostávajúca hlavne z uhlíka a vodíka, v stechiometrickom objeme vzduchu, leží v úzkej oblasti medzi krivkami 4 a 5 (tieňované na obr. 5).
Plné spaľovacie produkty rôznych typov; Palivo v stechiometrickom vzduchu v teplotnom rozsahu od 0 do 2100 ° C majú nasledujúcu tepelnú kapacitu, KCAL / (M3\u003e ° C):
Stierače v tepelnej kapacite v produktoch spaľovania rôzne druhy Palivo je relatívne malé. W. pevný palivo S vysokou obsahom vlhkosti (palivové drevo, rašeliny, hnedé uhlia atď.) Tepelná kapacita spaľovacích výrobkov v rovnakom rozsahu teploty je vyššia ako paliva s nízkym obsahom vlhkosti (antracit, kamenné uhlia, olejový olej, zemný plyn atď. ). Je to spôsobené tým, že pri spaľovaní paliva s vysokým obsahom vlhkosti v produktoch spaľovacích produktov, obsah vodnej pary má vyššiu tepelnú kapacitu v porovnaní s oxidom - dusík.
V Tab. 38 ukazuje priemernú objemovú tepelnú kapacitu plného spaľovacieho produktu, ktoré nie sú zriedené vzduchom pre rôzne teplotné rozsahy.
Tabuľka 38.
|
Hodnota priemerných ohrievačov, ktoré nie sú zriedené spaľovaním vzduchu a spaľovaním vzduchu v teplotnom rozsahu od 0 do t ° C
|
Zvýšenie obsahu vlhkosti v palive zvyšuje tepelnú kapacitu spaľovacích výrobkov v dôsledku zvýšenia obsahu vodných pár v rovnakom teplotnom rozsahu v porovnaní s tepelnou kapacitou produktov spaľovania paliva s nižšou obsahom vlhkosti a zároveň sa znižuje Teplota spaľovania paliva v dôsledku zvýšenia objemu produktov spaľovania v dôsledku vodného páru.
S nárastom obsahu vlhkosti v palive, objemová tepelná kapacita spaľovacích produktov v danom teplotnom rozsahu sa zvyšuje a zároveň sa rozsah teploty od 0 do £ takhí znížená kvôli zníženiu hodnoty<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).
To umožňuje významne zjednodušiť stanovenie kalorimetrických a vypočítaných teplôt spaľovania (podľa postupu uvedeného v CH. VII). Presnosť chyby zvyčajne nepresahuje 1%, alebo 20 °.
Zo zváženia kriviek 4 a 5 na obr. 5 Je možné vidieť, že pomer tepla - kontajnerov úplného spaľovania uhlíka v stechiometrickom objeme vzduchu v teplotnom rozsahu od 0 do t ° C, napríklad od 0 do
|
Teplovú kapacitu spaľovacích produktov od 0 do T'mayl rôznych typov tuhých palív s obsahom od 0 do 40% vlhkosti, v stechiometrickom objeme vzduchu
|
200 a od 0 do 2100 ° C sa prakticky rovná pomeru tepla produktov spaľovania vodíka v rovnakých teplotných intervaloch. Zadaný pomer tepelnej kapacity C 'zostáva takmer konštantný a pre výrobky kompletného spaľovania rôznych typov paliva v objemom stechiometónu vzduchu.
V Tab. 40 ukazuje vzťahy tepelno-kapacity produktov plného spaľovania paliva s malým obsahom predradníka, pohybujúce sa do plynných produktov spaľovania (antracit, koks, kamenné uhlie, kvapalné palivo, prírodné, olejové, koksové plyny atď.) Rozsah od 0 do t ° C a v teplotnom rozsahu od 0 do 2100 ° C. Pretože tepelne vyrábajúce tieto palivá je blízko 2100 ° C, zadaný pomer tepelného kapacity s 'sa rovná pomeru tepelného kapacity v teplotnom rozsahu od 0 do T a od 0 do TM & X-
V Tab. 40 sú tiež uvedené hodnoty hodnoty C ', počítané pre produkty spaľovania paliva s vysokým obsahom predradníka, pohybujúci sa pri spaľovaní paliva do plynných produktov spaľovania, tj vlhkosť v tuhom palivá, dusík a oxid uhličitý v plynných . Tepelná produktivita špecifikovaných palív (palivové drevo, rašelina, hnedé uhlie, zmiešané generátor, vzduchové plyny a domény) sa rovná 1600-1700 ° C.
Tabuľka 40.
|
Liečba tepelného kapacity spaľovacích výrobkov s "a vzduch K v teplotnom rozsahu od 0 do t ° C na tepelnú kapacitu spaľovacích výrobkov od 0 do (SCH
|
Ako možno vidieť z tabuľky. 40, hodnoty s "a malým množstvom sa líšia aj pre produkty spaľovania paliva s rôznym obsahom predradníka a tepla - výkon.
Štátna vzdelávacia inštitúcia vyššieho odborného vzdelávania
"Štátna technická univerzita SAMARA"
Oddelenie "Chemická technológia a priemyselná ekológia"
Práca
pod disciplínou "Technická termodynamika a tepelné inžinierstvo"
Téma: Výpočet inštalácie tepla odpadových plynov technologickej pece
Dokončené: Študent Ryabinin E.A.
ZF kurz III Skupina 19
Skontrolované: Consultant Churkina A.YU.
Samara 2010
Úvod
Väčšina chemických podnikov tvoril vysoký a nízkoteplotný tepelný odpad, ktorý môže byť použitý ako sekundárne energetické zdroje (WEP). Patrí medzi ne odchádzajúce plyny rôznych kotlov a technologických pecí, ochladených prúdov, chladiacej vody a strávenú parou.
Termálne WER vo veľkej miere pokrývajú potrebu tepla jednotlivých priemyselných odvetví. Tak, v priemysle dusíka, na úkor WEP, je Bole spokojný s 26% tepelnou potrebou v priemysle Soda - viac ako 11%.
Množstvo použitých WER závisí od troch faktorov: WEP Teplota, ich tepelný výkon a ukončenie kontinuity.
V súčasnosti je likvidácia tepla s výfukovými plynmi najväčšou distribúciou, ktorá takmer všetky požiarne procesy majú vysoký teplotný potenciál a vo väčšine priemyselných odvetví možno použiť nepretržite. Hlavou hmotnou energetickou bilanciou je teplo výfukových plynov. Používa sa hlavne pre technologické a v niektorých prípadoch - pre energetické účely (v kotloch - využívaní).
Rozšírené používanie vysokoteplotného tepelného WER je však spojené s vývojom spôsobov využitia, vrátane tepelných teplých trosiek, výrobkov atď., Nové metódy likvidácie tepla výfukových plynov, ako aj zlepšenie návrhov existujúcich Využívacie zariadenia.
1. Opis technologického systému
V tubulárnych peciach, ktoré nemajú konvekčné komory, alebo v peciach typu žiarivého konvekcie, ale s relatívne vysokou počiatočnou teplotou vyhrievaného výrobku, teplota výfukových plynov môže byť relatívne vysoká, čo vedie k zvýšeniu tepelných stratách, zníženie v účinnosti pece a väčšia spotreba paliva. Preto je potrebné použiť výfukové plyny. To možno dosiahnuť buď pomocou ohrievača vzduchu, vykurovací vzduch vstupujúci do pece na spaľovaciu palivu alebo inštaláciu recyklovaných odpadov, ktoré vám umožní získať vodnú pary potrebné na technologické potreby.
Na vykonávanie zahrievania vzduchu sú však potrebné dodatočné náklady na ohrievač vzduchu, dúchadla a dodatočnú spotrebu elektrickej energie spotrebovanej dúchadlom.
Aby sa zabezpečila normálna prevádzka ohrievača vzduchu, je dôležité zabrániť možnosti korózie jeho povrchu z spalín spalín. Tento fenomén je možný, keď je teplota povrchu výmeny tepla pod teplotou rosného bodu; V tomto prípade je v tomto prípade časť spalín, priamo v kontakte s povrchom ohrievača vzduchu, sa významne ochladí, vodná para obsiahnutá v nich je čiastočne kondenzovaná a absorbuje oxid siričitý z plynov, vytvára agresívnu slabú kyselinu.
Rosný bod zodpovedá teplote, pri ktorej sa tlak nasýtenej vody sa ukáže, že sa rovná čiastočnému tlaku vodnej pary obsiahnutej v spalinách.
Jednou z najspoľahlivejších spôsobov ochrany proti korózii je akýmkoľvek spôsobom predohrevom vzduchu (napríklad vo vode alebo parnom kanáli) na teplotu nad rosným bodom. Takáto korózia sa môže vyskytnúť na povrchu konvekčných rúrok, ak je teplota suroviny vstupujúceho do pece nižšia ako rosný bod.
Zdroj tepla, na zvýšenie teploty nasýtenej pary, je oxidačná reakcia (spaľovanie) primárneho paliva. Dymové plyny vytvorené pri spaľovaní dávajú svoje teplo v žiarení a potom konvekčné komory so surovým prietokom (vodným párom). Vyhrievaná vodná para vstúpi do spotrebiteľa a spaľovacie produkty opúšťajú rúru a zadajte kotol recyklátora. Na výstupe KU, nasýtené vodné pary prichádza späť k napájaniu prehriatia pary v rúre a spalín, ktoré chladiace kvapaliny sa vloží do ohrievača vzduchu. Z ohrievača poháňaného vzduchom, spaliny chodia do stanu, kde sa voda prichádzajúca na zvitku zahrieva a ide na priamu pre spotrebiteľa a spalín do atmosféry.
2. Výpočet pece
2.1 Výpočet procesu pálenia
Definujeme nízke spaľovanie tepla paliva Q. Ročník N. . Ak je palivo individuálny uhľovodík, potom tepelný spaľovací Q. Ročník N. Je rovná štandardnému teplu spaľovania mínus teplom odparovania vody v produktoch spaľovania. Môže sa tiež vypočítať podľa štandardných tepelných účinkov tvorby zdrojov a finálnych produktov na základe zákona o Gesse.
Na palivo pozostávajúce zo zmesi uhľovodíkov sa stanoví teplo spaľovania, ale pravidlo aditívnosti:
kde Q PI N. - teplo spaľovania i. -Pozložkový komponent;
y I. - koncentrácia i. - zložka paliva vo frakciách z jedného, \u200b\u200bpotom:
Q. Ročník 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 / m3.
Molárna hmotnosť paliva:
M. = Σ M I. ∙ y I. ,
kde M I. - molárna hmota i. -Pozvodný komponent, odtiaľto:
M m \u003d. 16,042 ∙ 0,987 + 30,07 ∙ 0,0033 + 44,094 ∙ 0,0012 + 58,120 ∙ 0,0004 + 72,15 ∙ 0,0001 + 44,010 ∙ 0,001 + 28,01 ∙ 0,007 \u003d 16,25 kg / mol.
kg / m3,
potom Q. Ročník N. cm , vyjadrený v MJ / kg, sa rovná:
MJ / kg.
Výsledky výpočtu sa znižujú v tabuľke. jeden:
Zloženie paliva stôl 1
Definujeme elementárne zloženie paliva,% (hmotnosť):
,
kde n I C. , nIH. , n i n. , n I O. - počet uhlíkov, vodíkových atómov, dusíka a kyslíka v molekulách jednotlivých zložiek zahrnutých v palive;
Obsah každej zložky paliva, masy. %;
x I. - Obsah každého palivového komponentu, hovoria. %;
M I. - molárna hmotnosť jednotlivých zložiek paliva;
M. - Molárna hmotnosť paliva.
Kontrola zloženia :
C + H + O + N \u003d 74,0 + 24,6 + 0,2 + 1,2 \u003d 100% (hmotnosť).
Definujeme teoretické množstvo vzduchu potrebného na spaľovanie 1 kg paliva, je určená zo stechiometrickej rovnice spaľovacej reakcie a obsahu kyslíka v atmosférickom vzduchu. Ak je známe základné zloženie paliva, teoretické množstvo vzduchu L 0. , kg / kg, vypočítané vzorcom:
V praxi sa zavádza nadmerné množstvo vzduchu, aby sa zabezpečila úplnosť spaľovania paliva v peci, nájdeme platný prietok vzduchu v α \u003d 1,25:
L. = αl 0 ,
kde L. - platný prietok vzduchu;
α - prebytočný koeficient vzduchu, \\ t
L. = 1,25 ∙ 17,0 \u003d 21,25 kg / kg.
Špecifický objem vzduchu (n. Y.) na spaľovanie 1 kg paliva:
kde ρ B. \u003d 1 293 - hustota vzduchu za normálnych podmienok, \\ t
m 3 / kg.
Nájdeme počet spaľovacích produktov vytvorených pri spaľovaní 1 kg paliva:
ak je známe základné zloženie paliva, potom hromadná kompozícia spalín na 1 kg paliva v plnom spaľovaní možno určiť na základe nasledujúcich rovníc: \\ t
kde m co2. , m h2O. , m n2. , m o2. - hmotnosť vhodných plynov, kg.
Celkové produkty spaľovania:
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.
Skontrolujte získanú hodnotu:
kde W F. - Špecifická spotreba paru dýzy pri spaľovaní kvapalných paliva, kg / kg (pre plynové palivo W F. = 0),
Vzhľadom k tomu, palivo je plyn, obsah vlhkosti vo vzduchu zanedbáva a množstvo vody pary neberie do úvahy.
Nájdite objem spaľovacích výrobkov za normálnych podmienok vytvorených počas spaľovania 1 kg paliva:
kde m I. - hmotnosť zodpovedajúceho plynu vytvoreného pri spaľovaní 1 kg paliva;
ρ I. - hustota tohto plynu za normálnych podmienok, kg / m3;
M I. - molárna hmotnosť tohto plynu, kg / KMOL;
22,4 - Molárny objem, M 3 / KMOL,
m 3 / kg; 
m 3 / kg;
m 3 / kg; 
m 3 / kg.
Celkový objem spaľovacích výrobkov (n. Y.) v skutočnom toku vzduchu:
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.
Hustota spaľovacích výrobkov (n. Y.):
kg / m3.
Nájdeme tepelnú kapacitu a entalpiu spaľovacích výrobkov 1 kg paliva v teplotnom rozsahu od 100 ° C (373 k) až 1500 ° C (1773 K) s použitím dátovej tabuľky. 2.
Stredne špecifická tepelná kapacita plynov s P, KJ / (kg ∙ k) Tabuľka 2
| t. , ° S. |
|||||
Enthalpy z spalín vytvorených pri spaľovaní 1 kg paliva:
kde s CO2. , s H2O. , s n2. , s O2. - stredná špecifická teplota tepla pri konštantnom tlaku zodpovedajúceho zákona pri teplotách t. , KJ / (kg · k);
s T. - priemerná tepelná kapacita spalín vytvorených počas spaľovania 1 kg paliva pri teplotách t. , KJ / (kg k);
pri 100 ° C: KJ / (kg ∙ k);
pri 200 ° C: KJ / (kg ∙ k);
pri 300 ° C: KJ / (kg ∙ k);
pri 400 ° C: KJ / (kg ∙ k);
pri 500 ° C: KJ / (kg ∙ k);
pri 600 ° C: KJ / (kg ∙ k);
pri 700 ° C: KJ / (kg ∙ k);
pri 800 ° C: KJ / (kg ∙ k);
pri 1000 ° C: KJ / (kg ∙ k);
pri 1500 ° C: KJ / (kg ∙ k);
Výsledky výpočtov sú znížené v tabuľke. 3.
Enhaulpia produkty spaľovania Tabuľka 3.
Podľa tabuľky. 3 Zostavte plán závislosti H T. = f. ( t. ) (Obr. 1) pozri prílohu .
2.2 Výpočet tepelnej rovnováhy pece, účinnosť spotreby pece a paliva
Tepelný tok, vnímaný vodou parou v peci (užitočné tepelné zaťaženie):
kde G. - množstvo prehriatej vodnej pary na jednotku času, kg / s;
H v1. a N vp2.
Vezmite teplotu tečúcnych spalín rovných 320 ° C (593 K). Tepelné straty žiarením pre životné prostredie bude 10%, a 9% z nich sa stratí v sálavnej komore a 1% v konvekcii. Účinnosť pece η t \u003d 0,95.
Tepelné straty z chemickej Nosta, ako aj počet tepla prichádzajúceho paliva a zanedbávania vzduchu.
Určite KPD pece:
kde Ako - Enthalpy produkty spaľovania pri teplote spalín opúšťajúcich rúru, t UK ; \\ T Teplota odchádzajúcich spalín sa zvyčajne odoberá 100 až 150 ° C nad počiatočnou teplotou suroviny pri vstupe do pece; q hrniec - strata tepla žiarením pre životné prostredie,% alebo akcie Q poschodie ;
Spotreba paliva, KG / S:
kg / s.
2.3 Výpočet sálavej kamery a konvekčnej kamery
Definujeme teplotu spalín na Pass: t. Strhnúť \u003d 750 - 850 ° С, akceptuje
t. Strhnúť \u003d 800 ° С (1073 k). Enhaulpia spaľovacie produkty pri teplote v priechode
H. Strhnúť \u003d 21171,8 kk / kg.
Tepelný tok, vnímaný vodnou parou v žiarivých potrubiach:
kde N. P - Enthalpy spaľovacích výrobkov pri teplote spalín PA Perevali, KJ / kg;
η t - účinnosť pece; Odporúča sa, aby sa rovná 0,95 - 0,98;
Tepelný tok, vnímaný vodnou parou v konvekčných potrubiach:
Enthalska vodná para pri vstupe do sálavej časti bude:
KJ / kg.
Prijímame veľkosť tlakovej straty v konvekčnej komore ∆ P. \\ t na \u003d 0,1 MPa, potom:
P. \\ t na = P. \\ t - P. \\ t na ,
P. \\ t na \u003d 1,2 - 0,1 \u003d 1,1 MPa.
Vstupná teplota vodnej pary v reze t. na \u003d 294 ° C, potom bude priemerná teplota vonkajšieho povrchu žiarivých rúrok:
kde Δt. - rozdiel medzi teplotou vonkajšieho povrchu žiarivých rúrok a teplotou vodnej pary (suroviny) ohrevom v rúrkach; Δt. \u003d 20 - 60 ° C;
Do.
Maximálna vypočítaná teplota spaľovania:
kde t o. - znížená teplota počiatočnej zmesi paliva a vzduchu; Prijíma sa rovná teplote vzduchu dodávaného na pálenie;
vĎAKA. - Špecifická tepelná kapacita spaľovacích výrobkov pri teplotách t. P;
° С.
Pre t max = 1772,8 ° C a t. P \u003d 800 ° C Vyhrievanie absolútneho čierneho povrchu q S. Pri rôznych teplotách vonkajšieho povrchu žiarivých rúrok sú nasledujúce hodnoty:
Θ, ° C 200 400 600
q S. , W / m 2 1,50 ∙ 10 5 1.30 ∙ 10 5 0,70 ∙ 10 5
Budeme stavať pomocnú tabuľku (obr. 2) pozri prílohu Kde nájdeme tepelne pozerať na θ \u003d 527 ° C: q S. \u003d 0,95 ∙ 10 5 W / m 2.
Vypočítame plný termálny prúd zavedený do pece:
Predbežná hodnota oblasti ekvivalentného absolútneho čierneho povrchu:
m 2.
Prijímame stupeň tienenia muriva ψ \u003d 0,45 a pre α \u003d 1,25
H S. /H. L. = 0,73.
Hodnota ekvivalentného plochého povrchu:
m 2.
Prijímame jednoradové umiestnenie potrubia a krok medzi nimi:
S. = 2d. N. \u003d 2 ∙ 0,152 \u003d 0,304 m. Pre tieto hodnoty tvoria faktor Na = 0,87.
Veľkosť pokrytého povrchu muriva:
m 2.
Povrch vykurovacích žiarivých rúr:
m 2.
Vyberte pec BB2, jej parametre:
povrch radiačnej komory, m 2 180
povrch konvekčného komory, m 2 180
pracovná dĺžka Rúra, M 9
Šírka radiačnej komory, m 1,2
b. Realizácia
spôsob spaľovania paliva
priemer Radiacieho priemeru potrubia, mm 152 × 6
priemer rúrok konvekčnej komory, mm 114 × 6
Počet rúrok v radiačnej komore:
kde d. H je vonkajší priemer rúrok v radiačnej komore, m;
l. Pavol - užitočná dĺžka žiarivých rúr, umytá dychovými plynmi, m,
l. Pohlavie \u003d 9 - 0,42 \u003d 8,2 m,
.
Tepelná zmena povrchu žiarivých rúr:
W / m 2.
Určujeme počet rúrok konvekčnej komory:
Máme ich v kontrolnom poradí 3 v jednom horizontálnom riadku. Krok medzi rúrkami S \u003d 1,7 d. H \u003d 0,19 m.
Priemerný teplotný rozdiel je určený vzorcom:
° С.
Koeficient prenosu tepla v konvekčnej komore:
W / (m 2 ∙ k).
Tepelná zmena povrchu konvekčných potrubí je stanovená vzorcom:
W / m 2.
2.4 Hydraulický výpočet sporákovej cievky
Hydraulický výpočet cievky pece je určiť stratu tlaku vodnej pary v sálavých a konvekčných potrubiach.
kde G.
ρ na v.p. - hustota vodnej pary pri priemernej teplote a tlaku v komore komory, kg / m3;
d. K - vnútorný priemer konvekčných rúrok, m;
z. K - Počet prúdov v konvekčnej komore, \\ t
pani.
ν K \u003d 3.311 ∙ 10 -6 m 2 / s.
Hodnota kritéria Reynolds:
m.
Strata tlaku na trenie:
Pa \u003d 14,4 kPa.
PA \u003d 20,2 kPa.
kde σ. ζ K.
- počet otáčok.
Celková strata tlaku:
2.5 Výpočet straty tlaku vodnej pary v radiačnej komore
Priemerná rýchlosť vodnej pary:
kde G. - Spotreba prehriatia v peci vodnej pary, kg / s;
ρ R.P. - hustota vodnej pary pri priemernej teplote a tlaku v komore komory, kg / m3;
d. P - intrúšový priemer konvekčných potrubí, m;
z. P je počet prúdov v bunkovej komore,
pani.
Kinematická viskozita vodnej pary pri priemernej teplote a tlaku v konvekčnej komore ν P \u003d 8,59 ∙ 10 -6 m 2 / s.
Hodnota kritéria Reynolds:
Celková dĺžka rúrok na rovnej ploche:
m.
Hydraulický koeficient trenia:
Strata tlaku na trenie:
PA \u003d 15.1 kPa.
Tlaková strata na prekonanie lokálnej odolnosti:
Pa \u003d 11,3 kPa,
kde σ. ζ R. \u003d 0,35 - koeficient odporu pri otáčaní 180 °
- počet otáčok.
Celková strata tlaku:
Výpočty ukázali, že vybraná pec poskytne proces prehriatia vodnej pary v danom režime.
3. Výpočet kotolne
Priemerná teplota spalín nájdeme:
kde t. 1 - teplota spalín pri vchode, \\ t
t. 2 - teplota spalín na výstupe, ° C;
° С (538 k).
Hmotný tok spalín:
kde v - spotreba paliva, kg / s;
Pre spaliny, špecifická entalpia určuje na základe tabuľky údajov. 3 a obr. 1 vzorcom:
Nosiče tepla namáčania Tabuľka 4.
Tepelný tok prenášaný dymovými plynmi:
kde N. 1 I. H. 2 - entalpia spalín na teplotu vstupu a výstupu z KU, vzniknutá počas spaľovania 1 kg paliva, KJ / kg;
B - spotreba paliva, kg / s;
h. 1 I. h. 2 - Špecifické enthalpies spalín, KJ / kg,
Tepelný tok, vnímaný vodou, W:
kde η KU - koeficient používania tepla v KU; η KU \u003d 0,97;
G. N - výstupný výstup, kg / s;
h. na VP - entalpia nasýtenej vodnej pary na výstupnej teplote, KJ / kg;
h. n in-zaraďujúca výživná voda, KJ / kg,
Množstvo vodnej pary získanej v KU, definujeme vzorca:
kg / s.
Tepelný tok, vnímaný vodou vo vykurovacej zóne:
kde h. na špecifickú entalpiu vody pri teplote odparovania, KJ / kg;
Tepelný tok vyrobený spalinami vody vo vykurovacej zóne (užitočné teplo):
kde h. X - Špecifická entalpia spalín pri teplotách t. X, teda:
kJ / kg.
Hodnota spaľovania 1 kg paliva:
Na obr. 1 teplota dymu zodpovedajúca hodnote H. X \u003d 5700.45 KJ / KG:
t. X \u003d 270 ° C.
Priemerný teplotný rozdiel vo vykurovacej zóne:
° С.
270 spalín 210, berúc do úvahy index protikladu:
kde Na F - koeficient prenosu tepla;
m 2.
Priemerný teplotný rozdiel v zóne odparovania:
° С.
320 spalín 270, berúc do úvahy index protiprúdového postupu:
187 vodnej pary 187
Povrchová oblasť výmeny tepla vo vykurovacej zóne:
kde Na F - T6 Koeficient;
m 2.
Celková plocha povrchu výmeny tepla:
F. = F. N +. F. u,
F. \u003d 22,6 + 80 \u003d 102,6 m 2.
V súlade s GOST 14248-79 si vyberieme štandardný výparník s parným priestorom s nasledujúcimi vlastnosťami:
priemer puzdra, mm 1600
počet potrubných lúčov 1
počet rúrok v jednom zväzku 362
výmena povrchu, m 2 170
spev spevu
potrubím, m 2 0,055
4. Ohrievač vzduchu tepla
Atmosférický vzduch s teplotou t ° v x Vstupuje do zariadenia, kde sa zahrieva na teplotu t x v x Vzhľadom na teplo spalín.
Prietok vzduchu, kg / s sa určuje na základe ich požadovaného množstva paliva:
kde V - spotreba paliva, kg / s;
L. - platný prietok vzduchu na spaľovanie 1 kg paliva, kg / kg, \\ t
Spaliny, rozdávanie ich teplo, ochladené t dhg = t DG2. predtým t DG4. .
=
kde H 3. a H4. - entalpia spalín pri teplotách t dg3 a t DG4. Podľa toho KJ / kg,
Tepelný tok, vnímaný vzduchom, W:
kde s in-x - priemerná špecifická tepelná kapacita, KJ / (kg až);
0,97 - účinnosť ohrievača vzduchu, \\ t
Konečná teplota vzduchu ( t x v x) Stanovené z rovnice tepelnej bilancie:
Do.
5. Tepelná bilancia KTana
Po ohrievači vzduchu, spaliny vstupujú do kontaktného zariadenia s aktívnou dýzou (tant), kde sa ich teplota znižuje t dg5 = t DG4. na teplotu t dg6 \u003d 60 ° C.
Teplo s dymovými plynmi sa odstráni dvoma samostatnými tokmi vody. Jeden prúd prichádza do priameho kontaktu s spalínmi, a druhý sa strieda s nimi teplo cez stenu cievky.
Tepelný tok daný dymovými plynmi, W:
kde H 5. a H6. - entalpia spalín pri teplotách t dg5 a t dg6 Podľa toho KJ / kg,
Množstvo chladiacej vody (celkom), kg / s je určená z rovnice tepelnej bilancie:
kde η - kpd ktan, η \u003d 0,9,
kg / s.
Tepelný tok, vnímaný chladiacou vodou, W:
kde G - spotreba chladiacej vody, kg / s:
s vodou - špecifická vodná teplota, 4,19 kJ / (kg až);
t n vody a t na vodu - teplota vody pri vstupe a výstupe KTana, resp
6. Výpočet účinnosti zariadenia na odstraňovanie tepla
Pri určovaní účinnosti syntetizovaného systému ( η Tradičný prístup sa používa.
Výpočet účinnosti inštalácie elektriny sa uskutočňuje vzorcom:
7. Exergetické vyhodnotenie systému systému - CoiL-Utilistor System
Extracetická metóda analýzy energetických technologických systémov umožňuje najvýraznejšie a kvalitatívne hodnotiť straty energie, ktoré nie sú zistené žiadnym spôsobom s obvyklým odhadom pomocou prvého zákona termodynamiky. Ako kritérium pre odhady v prípade posudzovaného prípadu sa používa extracetická účinnosť, ktorá je definovaná ako vzťah vyhradenej exergie na exergiu uvedených v systéme:
kde Holandský - exsertigóm paliva, MJ / kg;
E - Exsertivitation, vnímaná tok vodnej pary v peci a využívaní kotla.
V prípade plynného paliva je externý exteriorický exteriorický odoslaný z ohromujúceho paliva ( E dt1) a zájazdový vzduch ( E Play2.):
kde N N. a N o. - vzduchová entalpia pri vstupnej teplote v peci pece a teplotou ambuvnejšej, resp. KJ / kg;
T o. - 298 K (25 ° C);
Δs. - zmena vzduchovej entropie, kJ / (kg k).
Vo väčšine prípadov je možné zanedbať množstvo zhasňovacieho vzduchu, to znamená:
Vyhradené excenta pre posudzované systém je vyrobený z excentu, vnímaná vodným trajektom v peci ( E ans1) a exxiga, vnímaná vodným trajektom v Ku ( E AVD2.).
Pre tok vodnej pary ohrievanej v peci:
kde G. - Spotreba pary v peci, kg / s;
N vp1 a N vp2. - entalpia vodnej pary pri vstupe a výstupe pece, resp. KJ / kg;
Δs vp - zmena entropie vodnej pary, kJ / (kg k).
Na tok vodnej pary získanej v KU:
kde G n. - Spotreba pary v KU, KG / S;
h do vp - entalpia nasýtenej vodnej pary na výstupe z KU, KJ / KG;
h N B. - entalpia výživnej vody pri vchode v Ku, KJ / kg.
E = E DV1 + E ANS2 ,
E \u003d 1965,8 + 296,3 \u003d 2262.1 J / kg.
Záver
Vykonávanie výpočtu na navrhovanú inštaláciu (využitie tepla výfukových plynov technologickej pece), je možné dospieť k záveru, že s týmto zložením paliva, výkon pece na vode, iné indikátory - veľkosť Účinnosť syntetizovaného systému je vysoká, takže inštalácia je účinná; To tiež ukázalo, že extracetické hodnotenie systému "pece-bool-kotol", ale pri nákladoch na energiu sa inštalácia ponecháva veľa, aby boli požadované a vyžaduje zjemnenie.
Zoznam použitá literatúra
1. Kharaz D. . A . Spôsoby používania sekundárnych energetických zdrojov v chemickom priemysle / D. I. KHARAZ, B. I. PSAKHIS. - m.: Chémia, 1984. - 224 p.
2. Skoblo A. . A . Procesy a zariadenia ropného rafinácie a petrochemického priemyslu / A. I. SKOBLO, I. A. TREGUBOVA, YU. K., MOLOKANOV. - 2. ed., Pereerab. a pridať. - M.: Chémia, 1982. - 584 p.
3. Pavlov K. . F. . Príklady a úlohy vo výške procesov a zariadení chemickej technológie: štúdie. Príspevok na univerzity / K. F. Pavlov, P. G. ROMANKOV, A. A. SOSKOV; Ed. P. G. ROMAKOVA. - 10. ed., Pereerab. a pridať. - L.: Chémia, 1987. - 576 p.
žiadosť
Tepelné spaľovanie. Najnižšia teplo spaľovanie suchého plynného paliva QF sa značne líši od 4 do 47 MJ / m3 a závisí od jeho zloženia - pomer a kvalita horľavých a nehorľavých
Komponenty. Najmenšia hodnota QF v plyne domény, ktorého priemerná kompozícia je približne 30% zložená z horľavých plynov (hlavne oxid uhličitý CO) a približne 60% nehorľavých dusíka N2. Najviac
Hodnota QF v súvisiacich plynoch, ktorá sa vyznačuje zvýšeným obsahom ťažkých uhľovodíkov. Teplo spaľovania zemných plynov sa líši v úzkom rozsahu QF \u003d 35,5 ... 37,5 MJ / M3.
Nižšie teplo spaľovania jednotlivých plynov zahrnutých v zložení plynných palív je uvedený v tabuľke. 3.2. Na určenie tepla spaľovania plynného paliva nájdete v časti 3.
Hustota. Existujú absolútna a relatívna hustota plynu.
Absolútna hustota RG plynu, kg / m3, je hmotnosť plynu, ktorá prichádza na 1 m3 tohto plynu v tomto plyne. Pri výpočte hustoty samostatného plynu sa objem jeho kilometra dostane rovný 22,41 m3 (ako pre dokonalý plyn).
Relatívna hustota plynu Rott je pomer absolútnej hustoty plynu za normálnych podmienok a podobnej hustoty vzduchu:
Rott \u003d RG / PV \u003d RG / 1,293, (6.1)
Tam, kde RG, Re - resp. Absolútna hustota plynu a vzduchu za normálnych podmienok, kg / m3. Relatívna hustota plynov sa zvyčajne používa na porovnanie rôznych plynov medzi sebou.
Hodnoty absolútnej a relatívnej hustoty jednoduchých plynov sú uvedené v tabuľke. 6.1.
Hustota zmesi PJM plynu, kg / m3 je určená na základe pravidla aditivity, podľa ktorého sú vlastnosti plynov zhrnuté ich objemovej frakcie v zmesi:
Kde XJ je objemový obsah 7. plynu v palive,%; (RG); - hustota J-TH plynu, ktorý je súčasťou paliva, kg / m3; Počet jednotlivých plynov v palive.
Hodnoty hustoty plynných palív sú uvedené v tabuľke. Str.5.
Hustota plynov p, kg / m3, v závislosti od teploty a tlaku, môže byť vypočítaná vzorcom
Kde P0 je hustota plynu za normálnych podmienok (T0 \u003d 273 K a p0 \u003d 101,3 kPa), kg / m3; P a t-, platný tlak, kPa a absolútna teplota plynu, K.
Takmer všetky druhy plynného paliva sú ľahšie ako vzduch, takže keď sa plyn akumuluje pod podlahmi. Z bezpečnostných dôvodov pred začatím kotla sa neexistencia plynu kontroluje na najpravdepodobnejších miestach jeho klastra.
Viskozita plynu sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou. Hodnoty dynamickej viskozity R, PA-C, možno vypočítať siezer empirical rovnice - požičiavať
Tabuľka 6.1.
Charakteristiky komponentov plynových paliva (pri T-O ° C CHR \u003d 101,3 kPa)
|
Chemický |
Molárna hmota m, |
Hustota |
Koncentrát objemu |
||
|
Názov Gazy |
Absolútny |
Relatívny |
Limity horľavosti plynu v zmesi so vzduchom,% |
||
|
Horľavé plyny |
|||||
|
Propylén |
|||||
|
Oxid uhličitý |
|||||
|
Sírovodík |
|||||
|
Nehorľavé plyny |
|||||
|
Oxid uhličitý |
|||||
|
oxid siričitý |
|||||
|
Kyslík |
|||||
|
Vzdušná atmosféra. |
|||||
|
Voda par |
Kde P0 je koeficient dynamickej viskozity plynu za normálnych podmienok (G0 \u003d 273 K a p0 - 101,3 kPa), PA-C; T - Absolútna teplota plynu, K; C je koeficient v závislosti od typu plynu, K, je akceptovaný v tabuľke. 6.2.
Pre zmes plynov môže byť koeficient dynamického viskozity približne stanovený hodnotami viskozity jednotlivých zložiek:
Kde GJ je hmotnostný zlomok J-Th plynu v palive,%; Dynamická viskozita zložky J-TH, PA-C; P je počet jednotlivých plynov v palive.
V praxi koeficient kinematickej viskozity V, M2 / C, ktorý
s dynamickou viskozitou P cez závislosť hustoty P
V \u003d p / p. (6.6)
Vzhľadom na berúc do úvahy (6.4) a (6.6), koeficient kinematickej viskozity V, M2 / S, v závislosti od tlaku a teploty, môže byť vypočítaný vzorcom
Kde v0 je koeficient kinematickej viskozity plynu za normálnych podmienok (th \u003d 273 K a p0 \u003d 101,3 kPa), m2 / s; P a G-platný tlak, kPa a absolútna teplota plynu, K; C je koeficient v závislosti od typu plynu, K, je akceptovaný v tabuľke. 6.2.
Hodnoty koeficientov kinematickej viskozity pre plynné palivá sú uvedené v tabuľke. Str.9.
Tabuľka 6.2.
Koeficienty viskozity a tepelnej vodivosti z komponentov plynových paliva
(pri T \u003d 0 ° С IR \u003d 101,3 kPa)
|
Názov Gazy |
Koeficient viskozity |
Koeficient tepelnej vodivosti YO3, W / (M-K) |
CEFF SESERLD s, na |
|
|
Dynamic R-106, PA-C |
Kinematic V-106, M2 / S |
|||
|
Horľavé plyny |
||||
|
Propylén |
||||
|
Oxid uhličitý |
||||
|
Sírovodík |
||||
|
Nehorľavé plyny Oxid uhličitý |
||||
|
Kyslík |
||||
|
Vzduchový atmosférický vzduch |
||||
|
Vodná para pri 100 ° C |
Tepelná vodivosť. Prenos molekulárneho výkonu v plynoch je charakterizovaný koeficientom tepelnej vodivosti 'K, W / (M-K). Koeficient tepelnej vodivosti je nepriamo úmerný tlaku a zvyšuje sa s rastúcou teplotou. Hodnoty koeficientu X sa môžu vypočítať vzorcom SeoreRand
Kde X, 0 je koeficient tepelnej vodivosti plynu za normálnych podmienok (G0 \u003d 273 K a PO \u003d 101,3 kPa), W / (M-K); P a t-, platný tlak, kPa a absolútna teplota plynu, K; C je koeficient v závislosti od typu plynu, K, je akceptovaný v tabuľke. 6.2.
Hodnoty koeficientov tepelnej vodivosti pre plynné palivá sú uvedené v tabuľke. Str.9.
Tepelná kapacita plynného paliva klasifikovaného 1 m3 suchého plynu závisí od jeho zloženia a je všeobecne definovaná ako
4L \u003d 0. , 01 (CH2N2 + SS0 +
SSN4SH4 + CSO2COG + - + CX. X;), (6.9), kde CH2, CRS0, SCHSCH, SS02, ..., CX. - tepelná kapacita komponentov komponentov paliva, resp. vodíka, oxidu uhoľnatého, metánu, oxidu uhličitého a / th zložky, KJ / (M3-K); H2, CO, CH4, C02, ..., XG-
Tepelná kapacita horľavých zložiek plynných palív je uvedená v tabuľke. P.6, nehorľavý - v tabuľke. Str.7.
Tepelnú kapacitu mokrého plynného paliva
SGGTL, KJ / (M3-K) je definovaný ako
<тл = ctrn + 0,00124cHzq йтля, (6.10) где drTn- влагосодержание газообразного топлива,
Explózia. Zmes horľavého plynu so vzduchom v určitých proporciách v prítomnosti požiaru alebo dokonca iskier môže explodovať, t.j. dochádza k procesu jeho zapaľovania a spaľovania rýchlosťou blízko rýchlosti šírenia zvuku. Výbušné horľavé koncentrácie plynu vo vzduchu závisia od chemického zloženia a vlastností plynu. Objemové koncentrácie limity zapaľovania pre jednotlivé horľavé plyny v zmesi so vzduchom sú uvedené v tabuľke. 6.1. Vodík má najširšie limity zapaľovania (4 ..74% objemovo) a oxid uhličitý (12,5 ... 74%). Pre zemný plyn sú spriemerované nižšie a horné limity zapaľovania 4,5 a 17%; pre koks - 5,6 a 31%; Pre doménu - 35 a 74%.
Toxicita. Za toxicitou, schopnosť plynu spôsobiť otravu živých organizmov. Stupeň toxicity závisí od typu plynu a jeho koncentrácie. Väčšina komponentov plynu v tomto ohľade sú oxid uhoľnatý a hydrogénsulfid H2S.
Toxicita plynových zmesí je určená hlavne koncentráciou najviac toxickej zložky prítomnej v zmesi, pričom jeho škodlivý účinok je spravidla výrazne zvýšený v prítomnosti iných škodlivých plynov.
Prítomnosť a koncentrácia vo vzduchu škodlivých plynov možno určiť osobitným nástrojom - analyzátorom plynu.
Takmer všetky prírodné plyny necítia. Na detekciu úniku plynu a bezpečnostné opatrenia, zemný plyn pred prijatím na diaľnici je kurz, to znamená, je nasýtený látkou, ktorá má ostrý zápach (napríklad merkaptány).
Teplo spaľovania rôznych palív sa široko kolíše. Napríklad pre palivový olej je napríklad viac ako 40 MJ / kg a pre doménový plyn a niektoré značky palivovej banky - asi 4 mj / kg. Zloženie energetických palív sa tiež značne líši. Rovnaké kvalitatívne vlastnosti v závislosti od značky typu a paliva sa teda môžu kvantitatívne odlišovať odlišné.
Špecifikované charakteristiky paliva. Pre porovnávaciu analýzu v úlohe charakteristík, zovšeobecnenie kvality paliva, uvedené charakteristiky paliva,% -KG / MJ, ktoré sú všeobecne vypočítané vzorcom
Kde HG je ukazovateľom kvality pracovného paliva,%; Q [- Špecifické tepelné spaľovanie (nižšie), MJ / kg.
Tak napríklad vypočítať vyššie uvedené
Vlhkosť síry Sulfur S "P a
Dusík n ^ p (pre pracovný stav paliva)
Vzorec (7.1) získava nasledujúci formulár,% -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)
Ako vizuálny príklad, nasledujúce porovnanie je indikátorom spaľovania rôznych palív v kotloch rovnakého tepelného výkonu. Takže porovnanie zníženej vlhkosti uhlia
Značky 2B (WAP \u003d 3,72% -KG / MJ) a Nazarov
2b uhlie (W ^ p \u003d 3,04% -KG / MJ) ukazuje, že v prvom prípade bude množstvo vlhkosti vloženého do ohniska s palivovým kotlom asi 1,2 krát viac ako v druhom, napriek tomu, že pracovná vlhkosť v Uhlie v blízkosti Moskvy (W [\u003d 31%) je menšie ako to
Nazarovský uhlie (WF \u003d 39%).
Podmienené palivo. V sektore energetiky porovnávať efektívnosť použitia paliva v rôznych zariadeniach kotla, je zavedená koncepcia podmieneného paliva na plánovanie výroby a spotreby paliva v ekonomických výpočtoch. Toto palivo je akceptované ako podmienené palivo, špecifické teplo spaľovania (nižšie), ktorých v prevádzkovom stave sa rovná qy t \u003d 29300 kj / kg (alebo
7000 kcal / kg).
Pre každé prirodzené palivo existuje takzvaný bezrozmerný tepelný ekvivalent E, ktorý môže byť väčší alebo menej ako jeden:
Thermofyzikálne vlastnosti nádherných výrobkov potrebných na výpočet závislosti rôznych parametrov z teploty tohto plynového prostredia môžu byť nastavené na základe hodnôt uvedených v tabuľke. Najmä špecifikovaná závislosť na tepelnú kapacitu boli získané vo forme:
C psm \u003d a -1/ D.,
kde a. = 1,3615803; b. = 7,0065648; c. = 0,0053034712; d. = 20,761095;
C psm \u003d a + bT SM. + cT. 2 SM.,
kde a. = 0,94426057; b. = 0,00035133267; c. = -0,0000000539.
Prvá závislosť je uprednostňovaná presnosťou aproximácie, druhá závislosť môže byť prijatá na výpočet menej presnosti.
Fyzické parametre spalín
(pre P \u003d. 0,0981 MPa; ročník CO2 \u003d 0,13; p. \\ t H2O \u003d 0,11; ročník N2 \u003d 0,76)
| t., ° S. | y, n · m -3 | s R., W (m 2 · ° С) -1 | λ · 10 2, W (m · k) -1 | ale · 10 6, m 2 · s -1 | μ · 10 6, PA · s | v. · 10 6, m 2 · s -1 | Pr. |
| 12,704 | 1,04 | 2,28 | 16,89 | 15,78 | 12,20 | 0,72 | |
| 9,320 | 1,07 | 3,13 | 30,83 | 20,39 | 21,54 | 0,69 | |
| 7,338 | 1,10 | 4,01 | 48,89 | 24,50 | 32,80 | 0,67 | |
| 6,053 | 1,12 | 4,84 | 69,89 | 28,23 | 45,81 | 0,65 | |
| 5,150 | 1,15 | 5,70 | 94,28 | 31,69 | 60,38 | 0,64 | |
| 4,483 | 1,18 | 6,56 | 121,14 | 34,85 | 76,30 | 0,63 | |
| 3,973 | 1,21 | 7,42 | 150,89 | 37,87 | 93,61 | 0,62 | |
| 3,561 | 1,24 | 8,27 | 183,81 | 40,69 | 112,10 | 0,61 | |
| 3,237 | 1,26 | 9,15 | 219,69 | 43,38 | 131,80 | 0,60 | |
| 2,953 | 1,29 | 10,01 | 257,97 | 45,91 | 152,50 | 0,59 | |
| 2,698 | 1,31 | 10,90 | 303,36 | 48,36 | 174,30 | 0,58 | |
| 2,521 | 1,32 | 11,75 | 345,47 | 40,90 | 197,10 | 0,57 | |
| 2,354 | 1,34 | 12,62 | 392,42 | 52,99 | 221,00 | 0,56 |
Dodatok 3.
(referencia)
Priepustnosť vzduchu a dymu vzduchových kanálov a ventilov
1. Na určenie netesností alebo scény vzduchu sa môžu použiť nasledujúce vzorce získané aproximáciou tabuľkových dát, môžu byť použité vo vzťahu k vetracích kanáloch scénických systémov:
pre vzduchové kanály triedy H (v rozsahu tlaku 0,2 - 1,4 kPa): Δl. = ale(Ročník - b.) zkde Δl. - sumps (úniky) vzduchu, m 3 / m 2 · h; Ročník - tlak, kPa; ale = 10,752331; b. = 0,0069397038; z = 0,66419906;
pre vzduchové kanály triedy P (v rozsahu tlaku 0,2 - 5,0 kPa): kde a \u003d. 0,00913545; b \u003d. -3,1647682 · 10 8; c \u003d. -1.2724412 · 10 9; d \u003d. 0,68424233.
2. V prípade požiaru, ktoré sú normálne uzavreté ventily, počet hodnôt špecifickej charakteristiky odolnosti voči priepustnému na dym v závislosti od teploty plynu zodpovedajú údajom získaným počas stojacich skúšok na vypaľovanie rôznych výrobkov na experimentálnej základni Vnipo:
| 1. Všeobecné ustanovenia. 2. 2. Zdrojové údaje. 3 3. Anti-vetranie výfukových plynov. 4 3.1. Odstránenie spaľovacích výrobkov priamo z horiacej miestnosti. 4 3.2. Odstránenie spaľovacích výrobkov zo susedných teplých izieb. 7 4. Dodávajte vetranie vzduchu. 9 4.1. Prívod vzduchu do schodiská. 9 4.2. Prívod vzduchu do výťahových hriadeľov. 14 4.3. Prívod vzduchu do Brány Tambour. 16 4.4. Kompenzácia prívodu vzduchu. 17 5. Technické vlastnosti zariadení. 17 5.1. Zariadenie vetracích systémov výfukových plynov. 17 5.2. Zariadenie systémov dodávky vetrania lietadla. 21 6. Režimy ovládania požiaru. 21 Referencie .. 22 Príloha 1. Stanovenie základných parametrov požiarneho zaťaženia priestorov. 22 Príloha 2. Termofilné vlastnosti spalín. 24 Príloha 3. Vzduchové a dymové odozvy vzduchových kanálov a ventilov. 25. |
Vlhký vzduch je zmes suchého vzduchu a vodnej pary. V nenasýtenom vzduchu je vlhkosť v stave prehriatej pary, a preto môžu byť vlastnosti mokrého vzduchu približne opísané zákonmi ideálnych plynov.
Hlavnými vlastnosťami mokrého vzduchu sú:
1. Absolútna vlhkosť g.Určenie množstva vodnej pary obsiahnutej v 1 m 3 mokrom vzduchu. Vodná para zaberá celý objem zmesi, takže absolútna vlhkosť vzduchu sa rovná hmotnosti 1 m3 vodnej pary alebo hustoty pary, kg / m3
2. Relatívna vlhkosť vzduchu J je vyjadrená pomerom absolútnej vlhkosti vzduchu na maximálny možný obsah vlhkosti pri rovnakom tlaku a teplote alebo pomer hmotnosti vodnej pary uzatvorenej v 1 m 3 mokrého vzduchu , na hmotnosť vodnej pary potrebnej pre celkovú saturáciu 1 m 3 mokrého vzduchu za rovnakého tlaku a teploty.
Relatívna vlhkosť určuje stupeň nasýtenia vzduchu vo vlhkosti:
, (1.2)
kde - čiastočný tlak vodnej pary, čo zodpovedá svojej hustote PA; - tlak nasýteného páru pri rovnakej teplote, PA; - maximálne možné množstvo pary v 1 m3 nasýtenom mokrom vzduchu, kg / m3; - Dvojná hustota počas jeho čiastočného tlaku a vlhkej teploty vzduchu, kg / m3.
Pomer (1.2) je platný len vtedy, keď sa dá predpokladať, že páry kvapaliny je dokonalým plynom až do stavu nasýtenia.
Hustota mokrého vzduchu R je množstvo hustôt vodnej pary a suchého vzduchu v čiastočnom tlaku v 1 m 3 mokrého vzduchu pri vlhkom vzduchu T.Na:
(1.3)
kde je hustota suchého vzduchu počas jeho čiastočného tlaku v 1 m3 mokrého vzduchu, kg / m3; - čiastočný tlak suchého vzduchu, pa; - Konštanta plynu suchého vzduchu, j / (kg × k).
Vyjadrenie rovnice za podmienku pre vzduch a vodné pary, dostaneme
, (1.5)
kde je hmotnostný tok vzduchu a vodnej pary, kg / s.
Tieto rovnosti sú platné pre rovnaký objem V. Vlhký vzduch a rovnakú teplotu. Zdieľanie druhej rovnosti na prvé, dostaneme ďalší výraz pre obsah vlhkosti
. (1.6)
Nahradenie hodnôt konštantu plynu pre vzduch J / (kg × K) a pre vodnú parbu J / (kg × K), získame hodnotu obsahu vlhkosti, vyjadrená vo vodných pároch kilogramov na 1 kg suchého vzduchu
. (1.7)
Výmena čiastočného tlaku vzduchu rozsahu, kde z predchádzajúceho a V - barometrický tlak vzduchu v rovnakých jednotkách ročník, Dostanem sa na mokrý vzduch pod barometrickým tlakom
. (1.8)
Tak, pri danom barometrickom tlaku, obsah vlhkosti vzduchu závisí len od čiastočného tlaku vodnej pary. Maximálny možný obsah vlhkosti vo vzduchu, odkiaľ
. (1.9)
Pretože saturačný tlak rastie s teplotou, potom maximálne možné množstvo vlhkosti, ktoré môže byť obsiahnuté vo vzduchu závisí od jeho teploty, tým väčšia je vyššia teplota. Ak sa rovnice (1.7) a (1.8) riešia relatívne a potom dostaneme
(1.10)
. (1.11)
Objem mokrého vzduchu v metroch kubických na 1 kg suchého vzduchu sa vypočíta vzorcom
(1.12)
Špecifický objem mokrého vzduchu v.M3 / kg sa stanoví rozdelením objemu mokrého vzduchu na hmotnosť zmesi na 1 kg suchého vzduchu:
Vlhký vzduch, ako je chladivo charakterizované entalpou (v kilodzhoules na 1 kg suchého vzduchu), rovný množstvu suchého vzduchu entalpy a vodnej pary
(1.14)
kde je špecifická tepelná kapacita suchého vzduchu, kJ / (kg × K); t. - teplota vzduchu, ° C; i. - Enthalpy prehriateho pary, KJ / kg.
Enthalpy 1 kg suchej nasýtenej vodnej pary pri nízkych tlakoch je stanovená empirickým vzorcom KJ / kg:
kde - trvalý koeficient, približne rovný entalpiu páru pri 0 ° C; \u003d 1,97 KJ / (kg × K) - špecifická kapacita pary.
Substitučné významy i. V vyjadrení (1.14) a prevedenie špecifickej tepelnej kapacity trvalej vody a rovná 1,0036 kJ / (kg × k), nájdeme entalpiu mokrého vzduchu v Kilodzhoule na 1 kg suchého vzduchu:
Na určenie parametrov mokrého plynu sa používajú podobné vyššie uvedenej rovnici.
, (1.17)
kde je plynová konštanta pre štúdium plynu; Ročník - tlak plynu.
ENTALPY GAS, KJ / KG,
kde je špecifická tepelná kapacita plynu, KJ / (kg × K).
Absolútny obsah vlhkosti plynu:
. (1.19)
Pri výpočte kontaktných výmenníkov tepla pre chladivá vzduchovej vody môžete použiť tabuľku údajov. 1.1-1.2 alebo vypočítané závislosti na určenie fyzikálno-chemických parametrov vzduchu (1,24-1,34) a vody (1,35). V prípade spalín je možné použiť dátovú tabuľku. 1.3.
Hustota odpadového plynu, kg / m3:
, (1.20)
kde - hustota suchého plynu pri 0 ° C, kg / m3; Mg, m p je molekulová hmotnosť plynu a pary.
Dynamický koeficient viskozity mokrého plynu, PA × C:
, (1.21)
kde je dynamický koeficient viskozity vodnej pary, PA × C; - koeficient dynamickej viskozity suchého plynu, PA × C; 
- hmotnostná koncentrácia pary, kg / kg.
Špecifická tepelná kapacita mokrého plynu, KJ / (kg × K):
Koeficient tepelnej vodivosti mokrého plynu, w / (m × k):
, (1.23)
kde k. - indikátor adiabat; V - koeficient (pre monomatomické plyny V \u003d 2,5; Pre diatómy V \u003d 1,9; Pre trochatomické plyny V = 1,72).
Tabuľka 1.1. Fyzikálnych vlastností suchého vzduchu ( ročník \u003d 0,101 MPa)
| t., ° C. | , kg / m3 | , KJ / (kg × k) | , W / (m × k) | , Pa × C | , m 2 / s | Pr. |
| -20 | 1,395 | 1,009 | 2,28 | 16,2 | 12,79 | 0,716 |
| -10 | 1,342 | 1,009 | 2,36 | 16,7 | 12,43 | 0,712 |
| 1,293 | 1,005 | 2,44 | 17,2 | 13,28 | 0,707 | |
| 1,247 | 1,005 | 2,51 | 17,6 | 14,16 | 0,705 | |
| 1,205 | 1,005 | 2,59 | 18,1 | 15,06 | 0,703 | |
| 1,165 | 1,005 | 2,67 | 18,6 | 16,00 | 0,701 | |
| 1,128 | 1,005 | 2,76 | 19,1 | 16,96 | 0,699 | |
| 1,093 | 1,005 | 2,83 | 19,6 | 17,95 | 0,698 | |
| 1,060 | 1,005 | 2,90 | 20,1 | 18,97 | 0,696 | |
| 1,029 | 1,009 | 2,96 | 20,6 | 20,02 | 0,694 | |
| 1,000 | 1,009 | 3,05 | 21,1 | 21,09 | 0,692 | |
| 0,972 | 1,009 | 3,13 | 21,5 | 22,10 | 0,690 | |
| 0,946 | 1,009 | 3,21 | 21,9 | 23,13 | 0,688 | |
| 0,898 | 1,009 | 3,34 | 22,8 | 25,45 | 0,686 | |
| 0,854 | 1,013 | 3,49 | 23,7 | 27,80 | 0,684 | |
| 0,815 | 1,017 | 3,64 | 24,5 | 30,09 | 0,682 | |
| 0,779 | 1,022 | 3,78 | 25,3 | 32,49 | 0,681 | |
| 0,746 | 1,026 | 3,93 | 26,0 | 34,85 | 0,680 | |
| 0,674 | 1,038 | 4,27 | 27,4 | 40,61 | 0,677 | |
| 0,615 | 1,047 | 4,60 | 29,7 | 48,33 | 0,674 | |
| 0,566 | 1,059 | 4,91 | 31,4 | 55,46 | 0,676 | |
| 0,524 | 1,068 | 5,21 | 33,6 | 63,09 | 0,678 | |
| 0,456 | 1,093 | 5,74 | 36,2 | 79,38 | 0,687 | |
| 0,404 | 1,114 | 6,22 | 39,1 | 96,89 | 0,699 | |
| 0,362 | 1,135 | 6,71 | 41,8 | 115,4 | 0,706 | |
| 0,329 | 1,156 | 7,18 | 44,3 | 134,8 | 0,713 | |
| 0,301 | 1,172 | 7,63 | 46,7 | 155,1 | 0,717 | |
| 0,277 | 1,185 | 8,07 | 49,0 | 177,1 | 0,719 | |
| 0,257 | 1,197 | 8,50 | 51,2 | 199,3 | 0,722 | |
| 0,239 | 1,210 | 9,15 | 53,5 | 233,7 | 0,724 |
Termofyzikálne vlastnosti suchého vzduchu môžu byť aproximované nasledujúcimi rovnicami.
Kinematická viskozita suchého vzduchu pri teplote od -20 do +140 ° C, m2 / s:
Pa (1.24)
a od 140 do 400 ° C, m2 / s:
. (1.25)
Tabuľka 1.2. Fyzikálne vlastnosti vody v stave nasýtenia
| t., ° C. | , kg / m3 | , KJ / (kg × k) | , W / (m × k) | , m 2 / s | , N / m | Pr. | |
| 999,9 | 4,212 | 55,1 | 1,789 | -0,63 | 756,4 | 13,67 | |
| 999,7 | 4,191 | 57,4 | 1,306 | 0,7 | 741,6 | 9,52 | |
| 998,2 | 4,183 | 59,9 | 1,006 | 1,82 | 726,9 | 7,02 | |
| 995,7 | 4,174 | 61,8 | 0,805 | 3,21 | 712,2 | 5,42 | |
| 992,2 | 4,174 | 63,5 | 0,659 | 3,87 | 696,5 | 4,31 | |
| 988,1 | 4,174 | 64,8 | 0,556 | 4,49 | 676,9 | 3,54 | |
| 983,2 | 4,179 | 65,9 | 0,478 | 5,11 | 662,2 | 2,98 | |
| 977,8 | 4,187 | 66,8 | 0,415 | 5,70 | 643,5 | 2,55 | |
| 971,8 | 4,195 | 67,4 | 0,365 | 6,32 | 625,9 | 2,21 | |
| 965,3 | 4,208 | 68,0 | 0,326 | 6,95 | 607,2 | 1,95 | |
| 958,4 | 4,220 | 68,3 | 0,295 | 7,52 | 588,6 | 1,75 | |
| 951,0 | 4,233 | 68,5 | 0,272 | 8,08 | 569,0 | 1,60 | |
| 943,1 | 4,250 | 68,6 | 0,252 | 8,64 | 548,4 | 1,47 | |
| 934,8 | 4,266 | 68,6 | 0,233 | 9,19 | 528,8 | 1,36 | |
| 926,1 | 4,287 | 68,5 | 0,217 | 9,72 | 507,2 | 1,26 | |
| 917,0 | 4,313 | 68,4 | 0,203 | 10,3 | 486,6 | 1,17 | |
| 907,4 | 4,346 | 68,3 | 0,191 | 10,7 | 466,0 | 1,10 | |
| 897,3 | 4,380 | 67,9 | 0,181 | 11,3 | 443,4 | 1,05 | |
| 886,9 | 4,417 | 67,4 | 0,173 | 11,9 | 422,8 | 1,00 | |
| 876,0 | 4,459 | 67,0 | 0,165 | 12,6 | 400,2 | 0,96 | |
| 863,0 | 4,505 | 66,3 | 0,158 | 13,3 | 376,7 | 0,93 |
Hustota mokrého plynu, kg / m3.
