ลักษณะทางอุณหพลศาสตร์และสมบัติของก๊าซ รายวิชา: การคำนวณการติดตั้งการใช้ความร้อนของก๊าซเสียของเตาเผาเทคโนโลยี ความจุความร้อนของก๊าซไอเสียที่อุณหภูมิต่างๆ ตาราง
คุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ก๊าซที่จำเป็นสำหรับการคำนวณการพึ่งพาพารามิเตอร์ต่าง ๆ เกี่ยวกับอุณหภูมิของตัวกลางก๊าซที่กำหนดสามารถสร้างบนพื้นฐานของค่าที่ระบุในตาราง โดยเฉพาะอย่างยิ่งการขึ้นต่อกันที่ระบุสำหรับความจุความร้อนนั้นได้มาในรูปแบบ:
C psm = a -1/ NS,
ที่ไหน NS = 1,3615803; NS = 7,0065648; ค = 0,0053034712; NS = 20,761095;
C psm = a + bT sm + cT 2 sm,
ที่ไหน NS = 0,94426057; NS = 0,00035133267; ค = -0,0000000539.
การพึ่งพาอาศัยกันครั้งแรกนั้นดีกว่าในแง่ของความแม่นยำในการประมาณ การขึ้นต่อกันครั้งที่สองสามารถนำมาใช้ในการคำนวณความแม่นยำที่ต่ำกว่าได้
พารามิเตอร์ทางกายภาพของก๊าซไอเสีย
(ที่ พี = 0.0981 MPa; NS CO2 = 0.13; NS H2O = 0.11; NS N2 = 0.76)
| NS, ° С | γ, นิวตัน -3 | กับพี่, W (ม. 2 ° C) -1 | λ · 10 2, W (m · K) -1 | NS· 10 6, ม. 2 · ส -1 | μ · 10 6, ปา · ส | วี· 10 6, ม. 2 · ส -1 | ปรือ |
| 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 |
ภาคผนวก 3
(อ้างอิง)
การซึมผ่านของอากาศและควันของท่ออากาศและวาล์ว
1. เพื่อตรวจสอบการรั่วไหลหรือการรั่วไหลของอากาศที่เกี่ยวข้องกับท่อระบายอากาศของระบบควบคุมควัน สามารถใช้สูตรต่อไปนี้ได้โดยการประมาณข้อมูลตาราง:
สำหรับท่ออากาศคลาส H (ในช่วงแรงดัน 0.2 - 1.4 kPa): ΔL = NS(NS - NS)กับ, ที่ไหน ΔL- การรั่วไหลของอากาศ (รั่ว), m 3 / m 2 · h; NS- ความดัน kPa; NS = 10,752331; NS = 0,0069397038; กับ = 0,66419906;
สำหรับท่ออากาศคลาส P (ในช่วงแรงดัน 0.2 - 5.0 kPa): โดยที่ ก = 0,00913545; ข =-3.1647682 x 10 8; ค =-1.2724412 x 10 9; ง = 0,68424233.
2. สำหรับแดมเปอร์แบบปิดตามปกติสำหรับการผจญเพลิง ค่าตัวเลขของคุณสมบัติจำเพาะของการต้านทานควันและการซึมผ่านของก๊าซ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของแก๊ส สอดคล้องกับข้อมูลที่ได้รับระหว่างการทดสอบการทนไฟของผลิตภัณฑ์ต่างๆ ที่ฐานการทดลองของ VNIIPO:
| 1. บทบัญญัติทั่วไป... 2 2. ข้อมูลเบื้องต้น 3 3. การระบายอากาศควันไอเสีย 4 3.1. การกำจัดผลิตภัณฑ์การเผาไหม้โดยตรงจากห้องเผาไหม้ 4 3.2. การกำจัดผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ออกจากห้องที่อยู่ติดกับห้องเผาไหม้ 7 4. จัดหาการระบายอากาศควัน 9 4.1. การจ่ายอากาศไปยังโถงบันได 9 4.2. การจ่ายอากาศใน เพลายก.. 14 4.3. ระบบจ่ายลมเข้าล็อคด้นหน้า .. 16 4.4. ชดเชยการจ่ายอากาศ 17 5. ข้อมูลจำเพาะอุปกรณ์. 17 5.1. อุปกรณ์สำหรับระบบระบายอากาศควันไอเสีย 17 5.2. อุปกรณ์สำหรับจัดหาระบบระบายอากาศควัน 21 6. โหมดควบคุมอัคคีภัย 21 เอกสารอ้างอิง .. 22 ภาคผนวก 1. การกำหนดพารามิเตอร์หลักของภาระไฟของอาคาร 22 ภาคผนวก 2 คุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ของก๊าซไอเสีย 24 ภาคผนวก 3 การซึมผ่านของอากาศและควันของท่ออากาศและวาล์ว 25 |
เมื่อสร้างเตา คุณต้องมีการออกแบบที่จะจ่ายอากาศให้มากที่สุดเท่าที่จำเป็นสำหรับการเผาไหม้โดยอัตโนมัติ ได้อย่างรวดเร็วก่อนสามารถทำได้ด้วยปล่องไฟ อันที่จริง ยิ่งไม้เผาไหม้อย่างเข้มข้นมากเท่าไร ก๊าซไอเสียที่ร้อนยิ่งควรมากเท่าใด ก็ยิ่งร่างลอยได้มากเท่านั้น (รุ่นคาร์บูเรเตอร์) แต่นี่ไม่ใช่กรณี ร่างนี้ไม่ได้ขึ้นอยู่กับปริมาณก๊าซไอเสียร้อนที่เกิดขึ้นเลย ร่างคือแรงดันตกในท่อจากหัวท่อไปยังเรือนไฟ มันถูกกำหนดโดยความสูงของท่อและอุณหภูมิของก๊าซไอเสียหรือค่อนข้างโดยความหนาแน่น
แรงฉุดถูกกำหนดโดยสูตร:
F = A (p in - p d) h
โดยที่ F คือแรงขับ A คือสัมประสิทธิ์ p in คือความหนาแน่นของอากาศภายนอก p d คือความหนาแน่นของก๊าซไอเสีย h คือความสูงของปล่องไฟ
ความหนาแน่นของก๊าซไอเสียคำนวณโดยสูตร:
p d = p ใน (273 + t นิ้ว) / (273 + t นิ้ว)
โดยที่ t in และ t d คืออุณหภูมิในหน่วยองศาเซลเซียสของบรรยากาศภายนอกปล่องไฟและก๊าซไอเสียในปล่องไฟ
ความเร็วการเคลื่อนที่ของก๊าซไอเสียในท่อ (อัตราการไหลเชิงปริมาตร กล่าวคือ ความสามารถในการดูดของท่อ) NSไม่ขึ้นกับความสูงของท่อเลยและถูกกำหนดโดยความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างก๊าซไอเสียกับอากาศภายนอกตลอดจนพื้นที่ ภาพตัดขวางปล่องไฟ. จากนี้ไปจะมีข้อสรุปเชิงปฏิบัติจำนวนหนึ่ง
ในตอนแรกปล่องไฟไม่ได้ทำสูงเลยเพื่อเพิ่มการไหลของอากาศผ่านเรือนไฟ แต่เพียงเพื่อเพิ่มกระแสลม (นั่นคือแรงดันตกในท่อ) นี่เป็นสิ่งสำคัญมากในการป้องกันไม่ให้ลมพัดกลับ (ควันจากเตา) เมื่อมีลมย้อนกลับ (ค่าของลมพัดกลับต้องมากกว่าลมที่เป็นไปได้เสมอ)
ประการที่สองสะดวกในการควบคุมการไหลของอากาศด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์ที่เปลี่ยนพื้นที่ของส่วนเปิดของท่อนั่นคือด้วยความช่วยเหลือของวาล์ว ด้วยการเพิ่มขึ้นของพื้นที่หน้าตัดของช่องปล่องไฟตัวอย่างเช่นสองเท่าคาดว่าจะเพิ่มขึ้นประมาณสองเท่าในการไหลของอากาศเชิงปริมาตรผ่านเรือนไฟ
ให้เราอธิบายสิ่งนี้ด้วยตัวอย่างที่เข้าใจง่าย เรามีเตาอบสองแบบที่เหมือนกัน เรารวมเป็นหนึ่งเดียว เราได้เตาขนาดใหญ่เป็นสองเท่าด้วยปริมาณไม้ที่เผาไหม้เป็นสองเท่าโดยมีการไหลของอากาศสองเท่าและพื้นที่หน้าตัดของท่อ หรือ (ซึ่งเหมือนกัน) หากมีฟืนในเรือนไฟมากขึ้นเรื่อย ๆ ก็จำเป็นต้องเปิดวาล์วบนท่อมากขึ้น
ประการที่สาม, หากเตาเผาไหม้ตามปกติในสภาวะคงที่ และเราปล่อยให้อากาศเย็นไหลเข้าสู่เตาไฟผ่านไม้ที่กำลังลุกไหม้ไปยังปล่องไฟ ก๊าซไอเสียจะเย็นลงทันทีและอากาศที่ไหลผ่านเตาจะลดลง ในกรณีนี้ ฟืนที่กำลังไหม้จะเริ่มจางลง นั่นคือ ดูเหมือนว่าเราจะไม่ส่งผลกระทบโดยตรงต่อฟืนและควบคุมการไหลเพิ่มเติมผ่านฟืน แต่ปรากฎว่าท่อสามารถผ่านก๊าซไอเสียน้อยกว่าเมื่อก่อน เมื่อไม่มีการไหลของอากาศเพิ่มเติม ตัวท่อเองจะช่วยลดการไหลของอากาศสำหรับไม้ซึ่งก่อนหน้านี้และยิ่งไปกว่านั้นจะไม่ปล่อยให้อากาศเย็นไหลเข้ามาเพิ่มเติม กล่าวอีกนัยหนึ่งปล่องไฟจะถูกล็อค
นั่นคือเหตุผลที่การรั่วไหลของอากาศเย็นผ่านช่องปล่องไฟ อากาศมากเกินไปในเตาไฟ และการสูญเสียความร้อนในปล่องไฟ ส่งผลให้อุณหภูมิของก๊าซไอเสียลดลง เป็นอันตรายอย่างยิ่ง
ประการที่สี่ยิ่งค่าสัมประสิทธิ์การต้านทานแก๊สไดนามิกของปล่องไฟยิ่งสูง ปริมาณการใช้อากาศก็จะยิ่งต่ำลง นั่นคือควรทำผนังปล่องไฟให้เรียบที่สุดเท่าที่จะทำได้โดยไม่มีกระแสน้ำวนและไม่มีการเลี้ยว
ที่ห้ายิ่งอุณหภูมิของก๊าซไอเสียต่ำเท่าใด อัตราการไหลของอากาศก็จะยิ่งเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วตามความผันผวนของอุณหภูมิของก๊าซไอเสีย ซึ่งจะอธิบายสถานการณ์ความไม่แน่นอนของการทำงานของท่อในระหว่างการจุดไฟของเตาหลอม
ที่หก, ที่ อุณหภูมิสูงอัตราการไหลของก๊าซไอเสียไม่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของก๊าซไอเสีย นั่นคือด้วยการเผาไหม้ที่รุนแรงของเตาหลอมการใช้อากาศจะหยุดเพิ่มขึ้นและเริ่มขึ้นอยู่กับส่วนของท่อเท่านั้น
ปัญหาความไม่เสถียรเกิดขึ้นไม่เพียงแต่เมื่อวิเคราะห์ลักษณะทางความร้อนของท่อ แต่ยังรวมถึงเมื่อพิจารณาถึงพลวัตของการไหลของก๊าซในท่อด้วย อันที่จริงปล่องไฟเต็มไปด้วยก๊าซไอเสียเบา หากก๊าซไอเสียชนิดเบานี้ไม่ลอยขึ้นอย่างรวดเร็ว อาจเป็นไปได้ว่าอากาศภายนอกที่หนักหน่วงสามารถจมลงในก๊าซเบาและสร้างกระแสลมที่ตกลงมาในปล่องไฟได้ สถานการณ์นี้เป็นไปได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อผนังปล่องไฟเย็นนั่นคือในระหว่างการจุดไฟของเตาหลอม
ข้าว. 1. รูปแบบการเคลื่อนที่ของแก๊สในปล่องไฟเย็น: 1 - เรือนไฟ; 2 - การจ่ายอากาศผ่านเครื่องเป่าลม; 3 ปล่องไฟ; 4 - วาล์วประตู; 5 - ฟันเตาผิง; ก๊าซ 6 ไอเสีย; อากาศเย็น 7 จม; 8 - การไหลของอากาศทำให้แรงขับพลิกคว่ำ
ก) ท่อแนวตั้งเปิดเรียบ
b) ท่อที่มีวาล์วและฟัน
c) ท่อที่มีวาล์วด้านบน
ลูกศรทึบ - ทิศทางการเคลื่อนที่ของก๊าซไอเสียที่ร้อนจัด ลูกศรประ - ทิศทางของการไหลของอากาศเย็นเย็นลงมาจากชั้นบรรยากาศ
บน ข้าว. 1aเตาเผาจะแสดงเป็นแผนผังซึ่งมีการจ่ายอากาศ 2 และก๊าซไอเสีย 6 จะถูกลบออกผ่านปล่องไฟ 6 หากหน้าตัดของปล่องไฟมีขนาดใหญ่ (หรือความเร็วของก๊าซไอเสียต่ำ) เป็นผลมาจาก ความผันผวนใด ๆ อากาศเย็นในบรรยากาศที่หนาวเย็นหนัก 7 เริ่มเจาะเข้าไปในปล่องไฟถึงแม้แต่เรือนไฟ การไหลที่ตกลงมานี้สามารถแทนที่การไหลของอากาศ "ปกติ" ผ่านเครื่องเป่าลม 2 แม้ว่าเตาจะล็อกอยู่ที่ประตูทุกบานและแดมเปอร์อากาศเข้าทั้งหมดปิดอยู่ เตาก็ยังสามารถเผาไหม้ได้เนื่องจากอากาศที่มาจากด้านบน อนึ่ง นี่คือสิ่งที่มักเกิดขึ้นเมื่อถ่านหมดที่ ประตูปิดเตาอบ การพลิกคว่ำอย่างสมบูรณ์ของร่างอาจเกิดขึ้นได้: อากาศจะเข้ามาจากด้านบนผ่านท่อและก๊าซไอเสียจะออกจากประตู
ในความเป็นจริง บนผนังด้านในของปล่องไฟ มีความผิดปกติ การสะสมตัว ความหยาบ เมื่อมีการชนกันซึ่งก๊าซไอเสียและกระแสลมเย็นที่ลดหลั่นลงมาจะหมุนวนและปะปนกัน ในเวลาเดียวกันการไหลของอากาศเย็นลงหรือเมื่อได้รับความร้อนจะเริ่มขึ้นผสมกับก๊าซร้อน
ผลกระทบของการกางออกของกระแสลมเย็นขึ้นด้านบนจะเพิ่มขึ้นเมื่อมีวาล์วเปิดบางส่วนรวมถึงฟันที่เรียกว่าซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีการผลิตเตาผิง ( ข้าว. 1b). ฟันป้องกันการไหลของอากาศเย็นจากปล่องไฟไปยังพื้นที่เตาผิงจึงป้องกันไม่ให้เตาผิงสูบบุหรี่
กระแสลมที่ไหลลงสู่ปล่องไฟเป็นอันตรายอย่างยิ่งในสภาพอากาศที่มีหมอกหนา: ก๊าซไอเสียไม่สามารถระเหยละอองน้ำที่เล็กที่สุดได้ พวกมันจะเย็นลง ลมพัดผ่านจะลดลง และอาจพลิกคว่ำได้ ในเวลาเดียวกันเตามีควันมากไม่ลุกเป็นไฟ
ด้วยเหตุผลเดียวกัน เตาที่มีปล่องไฟชื้นมีควันแรงมาก วาล์วด้านบน ( ข้าว. 1c) ควบคุมโดยขึ้นอยู่กับความเร็วของก๊าซไอเสียในปล่องไฟ อย่างไรก็ตาม การทำงานของวาล์วดังกล่าวไม่สะดวก
ข้าว. 2. การพึ่งพาค่าสัมประสิทธิ์อากาศส่วนเกิน a กับเวลาทำความร้อนของเตาหลอม (เส้นกราฟแข็ง) เส้นโค้งเส้นประคือปริมาณการใช้อากาศที่ต้องการ G วัสดุสิ้นเปลืองสำหรับการเกิดออกซิเดชันที่สมบูรณ์ของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ของฟืน (รวมถึงสารเขม่าและสารระเหย) ในก๊าซไอเสีย (ในหน่วยสัมพัทธ์) เส้นโค้งเส้นประคืออัตราการไหลของอากาศจริง G ของท่อที่มาจากร่างของท่อ (ในหน่วยสัมพัทธ์) อัตราส่วนอากาศส่วนเกินคือผลหารของการแยกท่อ G โดยการบริโภค G
กระแสลมที่คงที่และแข็งแรงเพียงพอจะเกิดขึ้นหลังจากที่ผนังปล่องไฟอุ่นขึ้นเท่านั้น ซึ่งใช้เวลานาน ดังนั้นจึงมีอากาศไม่เพียงพอที่จุดเริ่มต้นของการไหล อัตราส่วนอากาศส่วนเกินน้อยกว่าหนึ่งและเตามีควัน ( ข้าว. 2). และในทางกลับกัน: ในตอนท้ายของการยิงปล่องไฟยังคงร้อนร่างยังคงอยู่เป็นเวลานานแม้ว่าฟืนจะเผาไหม้ไปแล้วในทางปฏิบัติ (ค่าสัมประสิทธิ์อากาศส่วนเกินมีมากกว่าหนึ่ง) เตาหลอมโลหะที่มีปล่องฉนวนโลหะเข้าสู่โหมดการทำงานได้เร็วกว่าเนื่องจากมีความจุความร้อนต่ำเมื่อเทียบกับท่ออิฐ
การวิเคราะห์กระบวนการในปล่องไฟสามารถดำเนินต่อไปได้ แต่เป็นที่แน่ชัดแล้วว่าไม่ว่าตัวเตาจะดีเพียงไร ข้อดีทั้งหมดของมันก็สามารถลบล้างได้ด้วยปล่องไฟที่ไม่ดี แน่นอนว่าต้องเปลี่ยนปล่องไฟตามหลักการแล้ว ระบบที่ทันสมัยบังคับไอเสียของก๊าซไอเสียโดยใช้พัดลมไฟฟ้าที่มีอัตราการไหลผันแปรและการควบแน่นเบื้องต้นของความชื้นจากก๊าซไอเสีย ระบบดังกล่าวสามารถชำระล้างก๊าซไอเสียจากเขม่า คาร์บอนมอนอกไซด์ และสิ่งสกปรกที่เป็นอันตรายอื่นๆ รวมทั้งทำให้ก๊าซไอเสียที่ปล่อยออกมาเย็นลงและให้ความร้อนกลับคืนมา
แต่ทั้งหมดนี้เป็นอนาคตอันไกลโพ้น สำหรับผู้อยู่อาศัยในฤดูร้อนและคนสวน บางครั้งปล่องไฟอาจมีราคาแพงกว่าตัวเตามาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่ให้ความร้อนแก่บ้านหลายชั้น ปล่องซาวน่ามักจะเรียบง่ายและสั้นกว่า แต่การระบายความร้อนของเตาอาจสูงมาก ตามกฎแล้วท่อดังกล่าวจะร้อนมากตลอดความยาวประกายไฟและขี้เถ้ามักจะบินออกมาจากพวกมัน แต่การควบแน่นและเขม่าที่ตกลงมานั้นไม่สำคัญ
หากคุณยังคงวางแผนที่จะใช้อาคารโรงอาบน้ำเป็นโรงอาบน้ำเท่านั้น ก็สามารถทำท่อหุ้มฉนวนได้ หากคุณคิดว่าการอาบน้ำเป็นสถานที่พักที่เป็นไปได้ (ที่พักชั่วคราว, พักค้างคืน) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในฤดูหนาว ก็ควรที่จะทำให้ท่อหุ้มฉนวนทันทีและในเชิงคุณภาพ "เพื่อชีวิต" ในเวลาเดียวกันสามารถเปลี่ยนเตาได้อย่างน้อยทุกวันสามารถเลือกการออกแบบได้สำเร็จและเหมาะสมยิ่งขึ้นและท่อจะเหมือนเดิม
อย่างน้อยถ้าเตาอยู่ในโหมด การเผาไหม้นาน(ฟืนฟืน) ดังนั้นฉนวนของท่อจึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งเนื่องจากที่พลังงานต่ำ (1 - 5 กิโลวัตต์) ท่อโลหะที่ไม่มีฉนวนจะเย็นลงอย่างสมบูรณ์คอนเดนเสทจะไหลอย่างล้นเหลือซึ่งในน้ำค้างแข็งที่รุนแรงที่สุดสามารถแช่แข็งและปิดกั้นได้ ท่อที่มีน้ำแข็ง สิ่งนี้เป็นอันตรายอย่างยิ่งเมื่อมีตาข่ายจับประกายไฟและร่มที่มีช่องเปิดขนาดเล็ก แนะนำให้ใช้ตัวดักจับประกายไฟเพื่อให้ความร้อนสูงในฤดูร้อนและเป็นอันตรายอย่างยิ่งสำหรับโหมดการเผาฟืนที่อ่อนแอในฤดูหนาว เนื่องจากอาจเกิดการอุดตันของท่อด้วยน้ำแข็ง การติดตั้งเครื่องเบี่ยงและร่มบน ปล่องไฟถูกห้ามในปี 1991 (และก่อนหน้านี้บนปล่องไฟของเตาแก๊ส)
ด้วยเหตุผลเดียวกัน คุณไม่ควรมองข้ามความสูงของท่อ - ระดับของแรงขับไม่สำคัญสำหรับเตาซาวน่าแบบพลิกกลับด้านได้ หากเริ่มมีควัน คุณสามารถระบายอากาศในห้องได้อย่างรวดเร็ว แต่ต้องสังเกตความสูงเหนือสันหลังคา (อย่างน้อย 0.5 ม.) เพื่อป้องกันไม่ให้แรงขับพลิกคว่ำตามลมกระโชก บนหลังคาเรียบ ท่อควรยื่นออกมาเหนือหิมะปกคลุม ไม่ว่าในกรณีใดจะเป็นการดีกว่าที่จะมีท่อที่ต่ำกว่า แต่อุ่นกว่า (สูงกว่าสูงกว่า แต่เย็นกว่า) ท่อสูงในฤดูหนาวมักจะเย็นและอันตรายต่อการใช้งาน
ปล่องไฟเย็นมีข้อเสียมากมาย ในเวลาเดียวกันท่อที่ไม่หุ้มฉนวน แต่ไม่นานมากบนเตาหลอมโลหะจะอุ่นขึ้นอย่างรวดเร็วในระหว่างการจุดไฟ (เร็วกว่าท่ออิฐมาก) ยังคงร้อนด้วยความร้อนแรงดังนั้นจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในห้องอาบน้ำ (และไม่เพียง แต่ในอ่างอาบน้ำ) โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากมีราคาค่อนข้างถูก ท่อซีเมนต์ใยหินไม่ได้ใช้กับเตาหลอมโลหะเนื่องจากมีน้ำหนักมากและจะยุบตัวเมื่อถูกทำให้ร้อนเกินไปด้วยเศษชิ้นส่วนที่ปลิวไสว
ข้าว. 3. การออกแบบปล่องไฟโลหะที่ง่ายที่สุด: 1 - ปล่องไฟโลหะกลม; 2 - ตัวจับประกายไฟ; 3 - ฝาปิดเพื่อป้องกันท่อจากการตกตะกอนในชั้นบรรยากาศ 4 - จันทัน; 5 - เครื่องกลึงหลังคา; 6 - แท่งไม้ระหว่างจันทัน (หรือคาน) สำหรับการออกแบบช่องเปิดไฟ (ตัด) ในหลังคาหรือเพดาน (ถ้าจำเป็น) 7 - สันหลังคา; 8 - หลังคาอ่อน (วัสดุมุงหลังคา, gidrotekloizol, กระเบื้องอ่อน, แผ่นกระดาษลูกฟูก - น้ำมันดิน ฯลฯ ); 9 - แผ่นโลหะสำหรับมุงหลังคาและทับช่องเปิด (อนุญาตให้ใช้แผ่นอะซิดแบบเรียบ - แผ่นฉนวนไฟฟ้าใยหินซีเมนต์); 10 - แผ่นระบายน้ำโลหะ 11 - การปิดผนึกใยหินของช่องว่าง (ข้อต่อ); 12 - หมวกนากโลหะ 13 - คานเพดาน (พร้อมฉนวนเติมพื้นที่); 14 - ฝ้าเพดาน; 15 - พื้นห้องใต้หลังคา (ถ้าจำเป็น); 16 - แผ่นโลหะตัดเพดาน; 17 - มุมเสริมโลหะ; 18 - แผ่นโลหะตัดฝ้าเพดาน (ถ้าจำเป็น) 19 - ฉนวนทนความร้อนที่ไม่ติดไฟ (ดินเหนียว, ทราย, เพอร์ไลต์, ขนแร่); 20 - ฝาครอบป้องกัน (แผ่นโลหะบนกระดาษแข็งใยหินหนา 8 มม.) 21 - โล่โลหะของท่อ
ก) ท่อไม่หุ้มฉนวน
b) ท่อหุ้มฉนวนความร้อนที่มีความต้านทานการถ่ายเทความร้อนอย่างน้อย 0.3 ม. 2 - องศา / W (ซึ่งเทียบเท่ากับความหนาของอิฐ 130 มม. หรือความหนาของฉนวนขนแร่ 20 มม.)
บน ข้าว. 3แสดงเป็นไดอะแกรมการเดินสายทั่วไปของไม่หุ้มฉนวน ท่อโลหะ... ควรซื้อท่อจากสแตนเลสที่มีความหนาอย่างน้อย 0.7 มม. เส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุดของท่อรัสเซียคือ 120 มม. ส่วนฟินแลนด์คือ 115 มม.
ตาม GOST 9817-95 พื้นที่หน้าตัดของปล่องไฟหลายทางต้องมีอย่างน้อย 8 ซม. 2 ต่อ 1 กิโลวัตต์ของพลังงานความร้อนที่กำหนดในเตาเผาเมื่อไม้ไหม้ พลังงานนี้ไม่ควรสับสนกับความร้อนที่ส่งออกของเตาเผาแบบใช้ความร้อนสูงที่ปล่อยออกมาจากพื้นผิวอิฐด้านนอกของเตาเผาเข้าไปในห้องตาม SNiP 2.04.05-91 นี่เป็นหนึ่งในความเข้าใจผิดมากมายของเรา เอกสารกฎเกณฑ์... เนื่องจากเตาที่ใช้ความร้อนสูงมักจะให้ความร้อนเพียงวันละ 2-3 ชั่วโมง พลังงานในเตาเผาจึงมากกว่าพลังงานความร้อนที่ปล่อยออกมาจากพื้นผิวของเตาอิฐประมาณสิบเท่า
ครั้งต่อไปเราจะพูดถึงคุณสมบัติของการติดตั้งปล่องไฟ
สถานะ สถาบันการศึกษาการศึกษาระดับมืออาชีพที่สูงขึ้น
รัฐซามารา มหาวิทยาลัยเทคนิค»
ภาควิชา "เทคโนโลยีเคมีและนิเวศวิทยาอุตสาหกรรม"
หลักสูตรการทำงาน
ในสาขาวิชา "อุณหพลศาสตร์ทางเทคนิคและวิศวกรรมความร้อน"
หัวข้อ: การคำนวณหน่วยสำหรับการใช้ความร้อนของก๊าซเสียของเตาหลอมเทคโนโลยี
เสร็จสมบูรณ์โดย: นักศึกษา Ryabinina E.A.
ZF คอร์ส III กลุ่ม 19
ตรวจสอบโดย: ที่ปรึกษา Churkina A.Yu.
Samara 2010
บทนำ
โรงงานเคมีส่วนใหญ่สร้างของเสียจากความร้อนที่อุณหภูมิสูงและต่ำ ซึ่งสามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานสำรอง (RER) ซึ่งรวมถึงก๊าซไอเสียจากหม้อไอน้ำและเตาเผาในกระบวนการต่างๆ กระแสระบายความร้อน น้ำหล่อเย็น และไอน้ำเสีย
Thermal VER ครอบคลุมความต้องการด้านความร้อนของแต่ละอุตสาหกรรมในวงกว้าง ตัวอย่างเช่น ในอุตสาหกรรมไนโตรเจน RES ตอบสนองความต้องการความร้อนมากกว่า 26% ในอุตสาหกรรมโซดา มากกว่า 11%
จำนวน RER ที่ใช้ขึ้นอยู่กับปัจจัยสามประการ ได้แก่ อุณหภูมิของ RER พลังงานความร้อน และความต่อเนื่องของเอาต์พุต
ในปัจจุบันที่แพร่หลายที่สุดคือการใช้ความร้อนของก๊าซอุตสาหกรรมเหลือทิ้งซึ่งมีศักยภาพทางอุณหภูมิสูงสำหรับกระบวนการทางเทคนิคด้านอัคคีภัยเกือบทั้งหมดและสามารถใช้ได้อย่างต่อเนื่องในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ ความร้อนของก๊าซเสียเป็นองค์ประกอบหลักของความสมดุลของพลังงาน ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับเทคโนโลยีและในบางกรณี - เพื่อวัตถุประสงค์ด้านพลังงาน (ในหม้อไอน้ำความร้อนเหลือทิ้ง)
อย่างไรก็ตาม การใช้ RES ความร้อนที่อุณหภูมิสูงอย่างแพร่หลายนั้นสัมพันธ์กับการพัฒนาวิธีการใช้ประโยชน์ รวมถึงความร้อนของตะกรัน ผลิตภัณฑ์ ฯลฯ วิธีการใหม่ในการใช้ความร้อนของก๊าซเหลือทิ้ง ตลอดจนการปรับปรุงการออกแบบของ อุปกรณ์การใช้ประโยชน์ที่มีอยู่
1. คำอธิบายของโครงการเทคโนโลยี
ในเตาหลอมแบบท่อที่ไม่มีห้องพาความร้อน หรือในเตาเผาแบบการพาความร้อนแบบกระจาย แต่ด้วยอุณหภูมิเริ่มต้นที่ค่อนข้างสูงของผลิตภัณฑ์ที่ให้ความร้อน อุณหภูมิของก๊าซไอเสียอาจค่อนข้างสูง ซึ่งนำไปสู่การสูญเสียความร้อนที่เพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพเตาหลอมลดลงและการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงที่สูงขึ้น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้ความร้อนของก๊าซเสีย ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้เครื่องทำความร้อนอากาศ ซึ่งให้ความร้อนกับอากาศที่เข้าสู่เตาเผาเพื่อการเผาไหม้เชื้อเพลิง หรือโดยการติดตั้งหม้อไอน้ำที่ใช้ความร้อนเหลือทิ้ง ซึ่งทำให้ได้ไอน้ำที่จำเป็นสำหรับความต้องการทางเทคโนโลยี
อย่างไรก็ตาม ในการดำเนินการให้ความร้อนด้วยอากาศ ค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมจำเป็นสำหรับการสร้างฮีตเตอร์อากาศ พัดลม และการใช้พลังงานเพิ่มเติมที่มอเตอร์โบลเวอร์ใช้ไป
เพื่อให้แน่ใจว่าฮีตเตอร์อากาศทำงานเป็นปกติ สิ่งสำคัญคือต้องป้องกันความเป็นไปได้ที่จะเกิดการกัดกร่อนของพื้นผิวที่ด้านข้างของการไหลของก๊าซไอเสีย ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นได้เมื่ออุณหภูมิของพื้นผิวแลกเปลี่ยนความร้อนต่ำกว่าอุณหภูมิจุดน้ำค้าง ในกรณีนี้ส่วนหนึ่งของก๊าซไอเสียที่สัมผัสโดยตรงกับพื้นผิวของเครื่องทำความร้อนอากาศจะถูกทำให้เย็นลงอย่างมีนัยสำคัญไอน้ำที่บรรจุอยู่ในนั้นจะควบแน่นบางส่วนและดูดซับซัลเฟอร์ไดออกไซด์จากก๊าซทำให้เกิดกรดอ่อนที่ก้าวร้าว
จุดน้ำค้างสอดคล้องกับอุณหภูมิที่ความดันของไอน้ำอิ่มตัวเท่ากับความดันบางส่วนของไอน้ำที่มีอยู่ในก๊าซไอเสีย
วิธีป้องกันการกัดกร่อนที่น่าเชื่อถือที่สุดวิธีหนึ่งคือการอุ่นอากาศด้วยวิธีใดวิธีหนึ่ง (เช่น ในเครื่องทำน้ำร้อนหรือไอน้ำ) ที่อุณหภูมิสูงกว่าจุดน้ำค้าง การกัดกร่อนดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นได้บนพื้นผิวของท่อหมุนเวียน หากอุณหภูมิของวัตถุดิบที่เข้าสู่เตาหลอมต่ำกว่าจุดน้ำค้าง
แหล่งที่มาของความร้อนเพื่อเพิ่มอุณหภูมิของไอน้ำอิ่มตัวคือปฏิกิริยาออกซิเดชัน (การเผาไหม้) ของเชื้อเพลิงหลัก ก๊าซไอเสียที่ก่อตัวขึ้นระหว่างการเผาไหม้จะสูญเสียความร้อนในการแผ่รังสี จากนั้นจึงส่งผ่านห้องหมุนเวียนไปยังกระแสป้อน (ไอน้ำ) ไอน้ำร้อนยวดยิ่งเข้าสู่ผู้บริโภคและผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ออกจากเตาเผาและเข้าสู่หม้อไอน้ำความร้อนเหลือทิ้ง ที่ทางออกของ WHB ไอน้ำอิ่มตัวจะถูกส่งกลับไปยังเตาเผาไอน้ำร้อนยวดยิ่งและก๊าซไอเสียจะถูกทำให้เย็นลง น้ำป้อน, เข้าเครื่องทำความร้อนอากาศ. จากเครื่องทำความร้อนอากาศ ก๊าซไอเสียไปที่ KTAN ซึ่งน้ำที่ไหลผ่านขดลวดจะถูกทำให้ร้อนและไหลตรงไปยังผู้บริโภค และก๊าซไอเสียจะเข้าสู่บรรยากาศ
2. การคำนวณเตาหลอม
2.1 การคำนวณกระบวนการเผาไหม้
กำหนดมูลค่าความร้อนสุทธิของน้ำมันเชื้อเพลิง NS NS NS... หากเชื้อเพลิงเป็นไฮโดรคาร์บอนแต่ละตัว แสดงว่าความร้อนจากการเผาไหม้ของมัน NS NS NSเท่ากับความร้อนมาตรฐานของการเผาไหม้ลบด้วยความร้อนของการกลายเป็นไอของน้ำในผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้ นอกจากนี้ยังสามารถคำนวณได้จากผลกระทบทางความร้อนมาตรฐานของการเกิดผลิตภัณฑ์ขั้นต้นและขั้นสุดท้ายตามกฎของเฮสส์
สำหรับเชื้อเพลิงที่มีส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอน ความร้อนของการเผาไหม้จะถูกกำหนด แต่กฎการเติม:
ที่ไหน คิว ปี้ น- ความร้อนจากการเผาไหม้ ผม- ส่วนประกอบเชื้อเพลิง
ฉัน- ความเข้มข้น ผม-go ส่วนประกอบเชื้อเพลิงเป็นเศษส่วนของหน่วย แล้ว:
NS NS NS ซม = 35.84 ∙ 0.987 + 63.80 ∙ 0.0033+ 91.32 ∙ 0.0012+ 118.73 ∙ 0.0004 + 146.10 ∙ 0.0001 = 35.75 MJ / m 3
มวลโมเลกุลของเชื้อเพลิง:
ม ม = Σ ฉัน ∙ ฉัน ,
ที่ไหน ฉัน- มวลกราม ผม-go ส่วนประกอบเชื้อเพลิง ดังนั้น:
M m = 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 = 16.25 กก. / โมล
กก. / ม. 3
แล้ว NS NS NS ซมแสดงเป็น MJ / kg เท่ากับ:
เอ็มเจ / กก.
ผลการคำนวณสรุปไว้ในตาราง 1:
องค์ประกอบเชื้อเพลิง ตารางที่ 1
ให้เรากำหนดองค์ประกอบองค์ประกอบของเชื้อเพลิง% (มวล):
,
ที่ไหน ฉัน ฉัน C , NIH , ฉัน ฉัน N , นี โอ- จำนวนอะตอมของคาร์บอน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน และออกซิเจนในโมเลกุลของส่วนประกอบแต่ละส่วนที่เป็นเชื้อเพลิง
ส่วนประกอบของเชื้อเพลิงแต่ละอย่าง wt. %;
x ฉัน- เนื้อหาของแต่ละองค์ประกอบของเชื้อเพลิงกล่าว %;
ฉัน- มวลโมลาร์ของส่วนประกอบเชื้อเพลิงแต่ละอย่าง
ม มคือมวลโมลาร์ของเชื้อเพลิง
ตรวจสอบองค์ประกอบ :
C + H + O + N = 74.0 + 24.6 + 0.2 + 1.2 = 100% (มวล)
ให้เรากำหนดปริมาณอากาศที่จำเป็นในการเผาผลาญเชื้อเพลิง 1 กิโลกรัมตามทฤษฎี ซึ่งพิจารณาจากสมการปริมาณสัมพันธ์ของปฏิกิริยาการเผาไหม้และปริมาณออกซิเจนในอากาศในบรรยากาศ ถ้าทราบองค์ประกอบของเชื้อเพลิง ปริมาณอากาศตามทฤษฎี L 0, กก. / กก. คำนวณโดยสูตร:
ในทางปฏิบัติ เพื่อให้แน่ใจว่าการเผาไหม้เชื้อเพลิงสมบูรณ์ อากาศส่วนเกินจะถูกป้อนเข้าไปในเตาเผา เราพบอัตราการไหลของอากาศจริงที่ α = 1.25:
หลี่ = อัลลา 0 ,
ที่ไหน หลี่- ปริมาณการใช้อากาศจริง
α - ค่าสัมประสิทธิ์ของอากาศส่วนเกิน
หลี่ = 1.25 ∙ 17.0 = 21.25 กก. / กก.
ปริมาณอากาศจำเพาะ (n.a.) สำหรับการเผาไหม้เชื้อเพลิง 1 กิโลกรัม:
ที่ไหน ρ ใน= 1.293 - ความหนาแน่นของอากาศภายใต้สภาวะปกติ
ม. 3 / กก.
ลองหาปริมาณของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิง 1 กิโลกรัม:
หากทราบองค์ประกอบองค์ประกอบของเชื้อเพลิงองค์ประกอบมวลของก๊าซไอเสียต่อเชื้อเพลิง 1 กิโลกรัมที่มีการเผาไหม้สมบูรณ์สามารถกำหนดได้จากสมการต่อไปนี้:
ที่ไหน เมตร CO2 , เมตร H2O , ม. N2 , ม.O2คือมวลของก๊าซที่สอดคล้องกัน kg
ปริมาณผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ทั้งหมด:
NS หน้า จาก = ม. CO2 + ม. H2O + ม. N2 + ม. O2,
NS หน้า จาก= 2.71 + 2.21 + 16.33 + 1.00 = 22.25 กก. / กก.
เราตรวจสอบค่าผลลัพธ์:
ที่ไหน W f- ปริมาณการใช้เฉพาะของไอน้ำหัวฉีดเมื่อเผาไหม้เชื้อเพลิงเหลว kg / kg (สำหรับเชื้อเพลิงแก๊ส W f = 0),
เนื่องจากเชื้อเพลิงเป็นก๊าซ เราจึงละเลยความชื้นในอากาศและละเลยปริมาณไอน้ำ
ให้เราหาปริมาตรของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ภายใต้สภาวะปกติที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิง 1 กิโลกรัม:
ที่ไหน ฉัน- มวลของก๊าซที่เกี่ยวข้องที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิง 1 กิโลกรัม
ρ ฉัน- ความหนาแน่นของก๊าซนี้ภายใต้สภาวะปกติ kg / m 3;
ฉัน- มวลโมลาร์ของก๊าซที่กำหนด kg / kmol;
22.4 - ปริมาตรกราม m 3 / kmol
ม. 3 / กก. 
ม. 3 / กก.
ม. 3 / กก. 
ม. 3 / กก.
ปริมาณผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ทั้งหมด (n.a.) ที่ปริมาณการใช้อากาศจริง:
V = V CO2 + V H2O + V N2 + V O2 ,
วี = 1.38 + 2.75+ 13.06 + 0.70 = 17.89 m3 / กก.
ความหนาแน่นของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ (n.a.):
กก. / ม. 3
ให้เราหาความจุความร้อนและเอนทาลปีของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ของเชื้อเพลิง 1 กิโลกรัมในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ 100 ° C (373 K) ถึง 1500 ° C (1773 K) โดยใช้ข้อมูลในตาราง 2.
ความจุความร้อนจำเพาะเฉลี่ยของก๊าซที่มี p, kJ / (kg ∙ K) ตารางที่ 2
| NS, ° С |
|||||
เอนทาลปีของก๊าซไอเสียที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิง 1 กิโลกรัม:
ที่ไหน ด้วย CO2 , ด้วย H2O , ด้วย N2 , ด้วย O2- ความจุความร้อนจำเพาะเฉลี่ยที่ความดันคงที่ซึ่งสอดคล้องกับสนามหญ้าที่อุณหภูมิ NS, กิโลจูล / (กก. เค);
กับ tคือ ความจุความร้อนเฉลี่ยของก๊าซไอเสียที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิง 1 กิโลกรัมที่อุณหภูมิ NS, กิโลจูล / (กก. เค);
ที่ 100 ° C: kJ / (กก. ∙ K);
ที่ 200 ° C: kJ / (กก. ∙ K);
ที่ 300 ° C: kJ / (กก. ∙ K);
ที่ 400 ° C: kJ / (กก. ∙ K);
ที่ 500 ° C: kJ / (กก. ∙ K);
ที่ 600 ° C: kJ / (กก. ∙ K);
ที่ 700 ° C: kJ / (กก. ∙ K);
ที่ 800 ° C: kJ / (กก. ∙ K);
ที่ 1,000 ° C: kJ / (กก. ∙ K);
ที่ 1500 ° C: kJ / (กก. ∙ K);
ผลการคำนวณสรุปไว้ในตาราง 3.
เอนทาลปีของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ ตารางที่ 3
ตามตาราง. 3 สร้างกราฟการพึ่งพา H t = NS ( NS ) (รูปที่ 1) ดูเอกสารแนบ .
2.2 การคำนวณ สมดุลความร้อนเตาเผา ประสิทธิภาพของเตาหลอม และการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง
การไหลของความร้อนที่ได้รับจากไอน้ำในเตาเผา (ภาระความร้อนที่มีประโยชน์):
ที่ไหน NS- ปริมาณไอน้ำร้อนยวดยิ่งต่อหน่วยเวลา kg / s;
H vp1และ H vp2
เราใช้อุณหภูมิของก๊าซไอเสียที่ 320 ° C (593 K) การสูญเสียความร้อนจากการแผ่รังสีสู่สิ่งแวดล้อมจะเท่ากับ 10% โดย 9% จะหายไปในห้องแผ่รังสี และ 1% ในห้องพาความร้อน ประสิทธิภาพของเตาเผาคือ η t = 0.95
เราละเลยการสูญเสียความร้อนจากการเผาไหม้ของสารเคมีตลอดจนปริมาณความร้อนของเชื้อเพลิงและอากาศที่เข้ามา
กำหนดประสิทธิภาพของเตาเผา:
ที่ไหน เอ่อ- เอนทาลปีของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ที่อุณหภูมิของก๊าซไอเสียออกจากเตาเผา t yh; อุณหภูมิของไอเสียมักจะอยู่ที่ 100 - 150 ° C สูงกว่าอุณหภูมิเริ่มต้นของวัตถุดิบที่ทางเข้าเตาเผา คิวเหงื่อ- การสูญเสียความร้อนจากการแผ่รังสีสู่สิ่งแวดล้อม,% หรือเศษส่วนของ ชั้น Q ;
ปริมาณการใช้เชื้อเพลิงกิโลกรัม / วินาที:
กก. / วินาที
2.3 การคำนวณห้องแผ่รังสีและการพาความร้อน
เราตั้งอุณหภูมิของก๊าซไอเสียที่ทางผ่าน: NS NS= 750 - 850 ° C เรายอมรับ
NS NS= 800 ° C (1073 K) เอนทาลปีของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ที่อุณหภูมิที่ผ่าน
ชม NS= 21171.8 kJ / กก.
ฟลักซ์ความร้อนที่ได้รับจากไอน้ำในหลอดเรเดียน:
ที่ไหน ชม n คือเอนทาลปีของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ที่อุณหภูมิของก๊าซไอเสียในการผ่าน kJ / kg;
η t คือประสิทธิภาพของเตาหลอม ขอแนะนำให้ใช้เท่ากับ 0.95 - 0.98
การไหลของความร้อนที่ได้รับจากไอน้ำในท่อหมุนเวียน:
เอนทาลปีของไอน้ำที่ทางเข้าส่วนการแผ่รังสีจะเป็น:
กิโลจูล/กก.
เราใช้ค่าการสูญเสียแรงดันในห้องพาความร้อน ∆ NS ถึง= 0.1 MPa ดังนั้น:
NS ถึง = NS - NS ถึง ,
NS ถึง= 1.2 - 0.1 = 1.1 MPa
อุณหภูมิไอน้ำเข้าสู่ส่วนการแผ่รังสี NS ถึง= 294 ° C จากนั้น อุณหภูมิเฉลี่ยพื้นผิวด้านนอกของหลอดเรเดียนจะเป็น:
ที่ไหน Δt- ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิของพื้นผิวด้านนอกของหลอดเรเดียนท์และอุณหภูมิของไอน้ำ (วัตถุดิบ) ที่ให้ความร้อนในหลอด Δt= 20 - 60 ° C;
ถึง.
อุณหภูมิการเผาไหม้สูงสุดในการออกแบบ:
ที่ไหน ถึง- อุณหภูมิที่ลดลงของส่วนผสมเริ่มต้นของเชื้อเพลิงและอากาศ เท่ากับอุณหภูมิของอากาศที่จ่ายสำหรับการเผาไหม้
ขอบคุณ.- ความจุความร้อนจำเพาะของผลิตภัณฑ์เผาไหม้ที่อุณหภูมิ NS NS;
° ค.
ที่ t max = 1772.8 ° C และ NS n = 800 ° C ความหนาแน่นความร้อนของพื้นผิวสีดำสนิท q sสำหรับอุณหภูมิที่แตกต่างกันของพื้นผิวด้านนอกของหลอดเรเดียนมีค่าดังต่อไปนี้:
Θ, ° C 200 400 600
q s, W / m 2 1.50 ∙ 10 5 1.30 ∙ 10 5 0.70 ∙ 10 5
เราสร้างกราฟเสริม (รูปที่ 2) ดูเอกสารแนบตามที่เราพบความหนาแน่นของความร้อนที่ Θ = 527 ° C: q s= 0.95 ∙ 10 5 W / m 2
เราคำนวณการไหลของความร้อนทั้งหมดที่เข้าสู่เตาเผา:
ค่าเบื้องต้นสำหรับพื้นที่ของพื้นผิวสีดำสนิทเทียบเท่า:
ม.2
เราใช้ระดับการคัดกรองของอิฐ Ψ = 0.45 และสำหรับ α = 1.25 เราพบว่า
H s /ชม l = 0,73.
พื้นผิวเรียบเทียบเท่า:
ม.2
เรายอมรับการวางท่อแถวเดียวและขั้นตอนระหว่างพวกเขา:
NS = 2NS NS= 2 ∙ 0.152 = 0.304 ม. สำหรับค่าเหล่านี้ ฟอร์มแฟกเตอร์ ถึง = 0,87.
ขนาดของพื้นผิวก่ออิฐฉาบปูน:
ม.2
พื้นผิวทำความร้อนของหลอดเรเดียน:
ม.2
เราเลือกเตาอบ BB2 พารามิเตอร์:
พื้นผิวห้องรังสี m 2 180
พื้นผิวห้องพาความร้อน ม. 2 180
ระยะเวลาในการทำงานของเตาเผา m 9
ความกว้างของห้องรังสี ม. 1.2
การดำเนินการข
วิธีการเผาไหม้เชื้อเพลิงแบบไม่มีที่ติ
เส้นผ่านศูนย์กลางท่อห้องรังสี มม. 152 × 6
เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อห้องพาความร้อน mm 114 × 6
จำนวนท่อในห้องรังสี:
ที่ไหน NS n - เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของท่อในห้องรังสี m;
lพื้น - ความยาวที่เป็นประโยชน์ของท่อที่แผ่รังสีล้างโดยการไหลของก๊าซหุงต้ม m,
lพื้น = 9 - 0.42 = 8.2 ม.
.
ความหนาแน่นความร้อนของพื้นผิวของหลอดเรเดียน:
กว้าง / ม. 2
กำหนดจำนวนท่อของห้องพาความร้อน:
เราจัดเรียงพวกมันในรูปแบบกระดานหมากรุก 3 แถวในแนวนอนหนึ่งแถว ระยะห่างระหว่างท่อ S = 1.7 NS n = 0.19 ม.
ความแตกต่างของอุณหภูมิเฉลี่ยถูกกำหนดโดยสูตร:
° ค.
ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนในห้องพาความร้อน:
W / (ม. 2 ∙ K).
ความหนาแน่นความร้อนของพื้นผิวของท่อพาความร้อนถูกกำหนดโดยสูตร:
กว้าง / ม. 2
2.4 การคำนวณไฮดรอลิกของขดลวดเตา
การคำนวณไฮดรอลิกของขดลวดเตาเผาคือการกำหนดการสูญเสียแรงดันของไอน้ำในท่อส่งความร้อนและการพาความร้อน
ที่ไหน NS
ρ ถึง ว. - ความหนาแน่นของไอน้ำที่อุณหภูมิและความดันเฉลี่ยในห้องพาความร้อน kg / m 3
NSк - เส้นผ่านศูนย์กลางภายในของท่อหมุนเวียน m;
z k คือจำนวนการไหลในห้องพาความร้อน
นางสาว.
ν k = 3.311 ∙ 10 -6 m 2 / s
ค่าเกณฑ์ของ Reynolds:
NS.
การสูญเสียแรงดันแรงเสียดทาน:
ป่า = 14.4 kPa
ป่า = 20.2 kPa
ที่ไหน Σ ζ ถึง
- จำนวนรอบ
การสูญเสียแรงดันทั้งหมด:
2.5 การคำนวณการสูญเสียแรงดันของไอน้ำในห้องรังสี
ความเร็วไอน้ำเฉลี่ย:
ที่ไหน NS- ปริมาณการใช้ไอน้ำร้อนจัดในเตาเผา kg / s;
ρ r vp - ความหนาแน่นของไอน้ำที่อุณหภูมิและความดันเฉลี่ยในห้องพาความร้อน kg / m 3
NS p คือเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของท่อหมุนเวียน m;
z p คือจำนวนลำธารในห้องระบายอากาศ
นางสาว.
ความหนืดจลนศาสตร์ของไอน้ำที่อุณหภูมิและความดันเฉลี่ยในห้องพาความร้อน ν p = 8.59 ∙ 10 -6 m 2 / s
ค่าเกณฑ์ของ Reynolds:
ความยาวท่อรวมในส่วนตรง:
NS.
ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานไฮดรอลิก:
การสูญเสียแรงดันแรงเสียดทาน:
ป่า = 15.1 kPa
การสูญเสียแรงดันเพื่อเอาชนะความต้านทานในท้องถิ่น:
ป่า = 11.3 kPa,
ที่ไหน Σ ζ p= 0.35 - ค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานเมื่อหมุน 180 ºС
- จำนวนรอบ
การสูญเสียแรงดันทั้งหมด:
การคำนวณแสดงให้เห็นว่าเตาเผาที่เลือกจะให้กระบวนการทำให้ไอน้ำร้อนจัดในโหมดที่กำหนด
3. การคำนวณหม้อไอน้ำความร้อนเหลือทิ้ง
มาหาอุณหภูมิเฉลี่ยของก๊าซไอเสีย:
ที่ไหน NS 1 - อุณหภูมิของก๊าซไอเสียที่ทางเข้า
NS 2 - อุณหภูมิของก๊าซไอเสียที่ทางออก, ° C;
° C (538 K)
การไหลของมวลก๊าซไอเสีย:
โดยที่ B คือปริมาณการใช้เชื้อเพลิง kg / s;
สำหรับก๊าซไอเสีย เอนทาลปีจำเพาะถูกกำหนดตามข้อมูลในตาราง 3 และรูปที่ 1 โดยสูตร:
เอนทาลปีของสารหล่อเย็น ตารางที่ 4
การไหลของความร้อนที่ส่งโดยก๊าซไอเสีย:
ที่ไหน ชม 1 และ ชม 2 - เอนทาลปีของก๊าซไอเสียที่อุณหภูมิทางเข้าและทางออกของห้องเผาไหม้ ตามลำดับ เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิง 1 กิโลกรัม kJ / kg;
B - ปริมาณการใช้เชื้อเพลิง kg / s;
ชม 1 และ ชม 2 - เอนทาลปีจำเพาะของก๊าซไอเสีย kJ / kg
การไหลของความร้อนที่ได้รับโดยน้ำ W:
ที่ไหน η ku คือสัมประสิทธิ์การใช้ความร้อนใน KU; η ky = 0.97;
NS n - ความจุไอน้ำ kg / s;
ชมถึง VP - เอนทาลปีของไอน้ำอิ่มตัวที่อุณหภูมิทางออก kJ / kg;
ชม n in - entalygaya feed water, kJ / kg,
ปริมาณไอน้ำที่ได้รับใน KU ถูกกำหนดโดยสูตร:
กก. / วินาที
การไหลของความร้อนที่ได้รับจากน้ำในเขตความร้อน:
ที่ไหน ชม kv - เอนทาลปีจำเพาะของน้ำที่อุณหภูมิระเหย kJ / kg;
การไหลของความร้อนจากก๊าซไอเสียสู่น้ำในเขตความร้อน (ความร้อนที่มีประโยชน์):
ที่ไหน ชม x - เอนทาลปีจำเพาะของก๊าซไอเสียที่อุณหภูมิ NS x ดังนั้น:
กิโลจูล/กก.
เอนทาลปีของการเผาไหม้เชื้อเพลิง 1 กิโลกรัม:
รูปที่. 1 อุณหภูมิของปล่องควันที่สอดคล้องกับค่า ชม x = 5700.45 kJ / กก:
NS x = 270 องศาเซลเซียส
ความแตกต่างของอุณหภูมิเฉลี่ยในเขตความร้อน:
° ค.
270 ก๊าซไอเสีย 210 โดยคำนึงถึงดัชนีการไหลย้อนกลับ:
ที่ไหน ถึงฉ - ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน
ม.2
ความแตกต่างของอุณหภูมิเฉลี่ยในเขตระเหย:
° ค.
320 ก๊าซไอเสีย 270 โดยคำนึงถึงดัชนีการไหลย้อนกลับ:
187 ไอน้ำ 187
พื้นที่ผิวแลกเปลี่ยนความร้อนในเขตความร้อน:
ที่ไหน ถึง f - ค่าสัมประสิทธิ์ m6ส่ง;
ม.2
พื้นที่ผิวถ่ายเทความร้อนทั้งหมด:
NS = NS n + NSยู,
NS= 22.6 + 80 = 102.6 ม. 2
ตาม GOST 14248-79 เราเลือกเครื่องระเหยของห้องไอระเหยมาตรฐานโดยมีลักษณะดังต่อไปนี้:
เส้นผ่าศูนย์กลางปลอก mm 1600
จำนวนมัดหลอด 1
จำนวนท่อในหนึ่งมัด 362
พื้นผิวแลกเปลี่ยนความร้อน m 2 170
พื้นที่หน้าตัดของหนึ่งจังหวะ
ผ่านท่อม 2 0.055
4. สมดุลความร้อนของเครื่องทำความร้อนอากาศ
อากาศในบรรยากาศมีอุณหภูมิ t °ใน-xเข้าสู่เครื่องซึ่งร้อนขึ้นจนถึงอุณหภูมิ t x ใน-xเนื่องจากความร้อนของก๊าซไอเสีย
ปริมาณการใช้อากาศ kg / s ถูกกำหนดตามปริมาณเชื้อเพลิงที่ต้องการ:
ที่ไหน วี- ปริมาณการใช้เชื้อเพลิง kg / s;
หลี่- ปริมาณการใช้อากาศจริงสำหรับการเผาไหม้เชื้อเพลิง 1 กก. กก. / กก.
ก๊าซไอเสียที่ปล่อยความร้อนจะถูกทำให้เย็นลงจาก t dgZ = t dg2ก่อน t dg4 .
=
ที่ไหน H 3และ H 4- เอนทาลปีของก๊าซไอเสียที่อุณหภูมิ t dg3และ t dg4ตามลำดับ kJ / kg
การไหลของความร้อนที่ได้รับทางอากาศ W:
ที่ไหน ด้วย in-x- ความจุความร้อนจำเพาะเฉลี่ยของอากาศ kJ / (kg K);
0.97 - ประสิทธิภาพของเครื่องทำความร้อนอากาศ
อุณหภูมิอากาศสุดท้าย ( t x ใน-x) ถูกกำหนดจากสมการสมดุลความร้อน:
ถึง.
5. สมดุลความร้อนของ KTAN
หลังจากฮีตเตอร์อากาศ ก๊าซไอเสียจะเข้าสู่อุปกรณ์สัมผัสที่มีหัวฉีดแบบแอคทีฟ (KTAN) ซึ่งอุณหภูมิจะลดลงจาก t dg5 = t dg4อุณหภูมิ t dg6= 60 องศาเซลเซียส
การกำจัดความร้อนออกจากก๊าซไอเสียจะดำเนินการโดยกระแสน้ำสองสายที่แยกจากกัน ลำธารสายหนึ่งสัมผัสโดยตรงกับก๊าซไอเสีย และอีกสายหนึ่งแลกเปลี่ยนความร้อนกับพวกมันผ่านผนังคอยล์
ฟลักซ์ความร้อนที่ปล่อยออกมาจากก๊าซไอเสีย W:
ที่ไหน H 5และ H 6- เอนทาลปีของก๊าซไอเสียที่อุณหภูมิ t dg5และ t dg6ตามลำดับ kJ / kg
ปริมาณน้ำหล่อเย็น (รวม) kg / s ถูกกำหนดจากสมการสมดุลความร้อน:
โดยที่ η คือประสิทธิภาพของ KTAN, η = 0.9,
กก. / วินาที
การไหลของความร้อนที่ได้รับจากน้ำหล่อเย็น W:
ที่ไหน จี น้ำ- ปริมาณการใช้น้ำหล่อเย็น kg / s:
ด้วยน้ำ- ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำ 4.19 kJ / (kg K);
t n น้ำและ t น้ำ- อุณหภูมิน้ำที่ทางเข้าและทางออกของ KTAN ตามลำดับ
6. การคำนวณประสิทธิภาพของหน่วยการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่
เมื่อกำหนดมูลค่าประสิทธิภาพของระบบสังเคราะห์ ( η tu) ใช้วิธีดั้งเดิม
การคำนวณประสิทธิภาพของหน่วยการนำความร้อนกลับคืนตามสูตร:
7. การประเมินเชิงอรรถของระบบ "เตา - หม้อไอน้ำความร้อนเหลือทิ้ง"
วิธีการวิเคราะห์ระบบเทคโนโลยีพลังงานที่ใช้แรงทำให้สามารถประเมินการสูญเสียพลังงานได้อย่างเป็นกลางและมีคุณภาพมากที่สุด ซึ่งไม่ได้เปิดเผยในระหว่างการประเมินทั่วไปโดยใช้กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ ในกรณีนี้ ประสิทธิภาพ exergy ถูกใช้เป็นเกณฑ์การประเมิน ซึ่งกำหนดเป็นอัตราส่วนของ exergy ที่จัดสรรต่อ exergy ที่จ่ายให้กับระบบ:
ที่ไหน อีซับ- exergy เชื้อเพลิง MJ / kg;
อีรู- ความตื่นเต้นที่รับรู้โดยการไหลของไอน้ำในเตาเผาและหม้อต้มความร้อนเหลือทิ้ง
ในกรณีของเชื้อเพลิงก๊าซ exergy ที่ให้มาคือผลรวมของ exergy ของเชื้อเพลิง ( E sub1) และ exergy อากาศ ( E sub2):
ที่ไหน น นและ แต่- เอนทาลปีของอากาศที่อุณหภูมิทางเข้าเตาเผาและอุณหภูมิแวดล้อม ตามลำดับ kJ / kg;
ที่- 298 K (25 ° C);
ΔS- การเปลี่ยนแปลงของเอนโทรปีของอากาศ kJ / (kg K)
ในกรณีส่วนใหญ่ ขนาดของ exergy ของอากาศสามารถละเลยได้ นั่นคือ:
exergy ที่จัดสรรสำหรับระบบที่กำลังพิจารณาประกอบด้วย exergy ที่รับรู้โดยไอน้ำในเตาหลอม ( อี หลุม1) และการรับรู้พลังจากไอน้ำใน มก. ( อี otv2).
สำหรับกระแสไอน้ำที่ร้อนในเตาหลอม:
ที่ไหน NS- ปริมาณการใช้ไอน้ำในเตาเผา kg / s;
H VP1และ H vp2- เอนทาลปีของไอน้ำที่ทางเข้าและออกจากเตาเผา ตามลำดับ kJ / kg
ΔS vp- การเปลี่ยนแปลงเอนโทรปีของไอน้ำ kJ / (kg K)
สำหรับการไหลของไอน้ำที่ได้รับใน KU:
ที่ไหน จี น- ปริมาณการใช้ไอน้ำในหน่วยหม้อไอน้ำ kg / s;
h ถึง vp- เอนทาลปีของไอน้ำอิ่มตัวที่ทางออกของ WHB, kJ / kg;
h n in- เอนทาลปีของน้ำป้อนที่ทางเข้า CH, kJ / kg
อีรู = อี รู 1 + อี รู 2 ,
อีรู= 1965.8 + 296.3 = 2262.1 J / กก.
บทสรุป
หลังจากคำนวณการติดตั้งที่เสนอ (การใช้ความร้อนของก๊าซเสียของเตาหลอมเทคโนโลยี) เราสามารถสรุปได้ว่าสำหรับองค์ประกอบเชื้อเพลิงที่กำหนด ผลผลิตของเตาสำหรับไอน้ำและตัวชี้วัดอื่น ๆ - ค่าประสิทธิภาพของระบบสังเคราะห์คือ สูงดังนั้น - การติดตั้งจึงมีประสิทธิภาพ สิ่งนี้แสดงให้เห็นด้วยการประเมิน exergy ของระบบ "เตา - หม้อต้มความร้อนเหลือทิ้ง" อย่างไรก็ตาม ในแง่ของต้นทุนพลังงาน การติดตั้งไม่เป็นที่ต้องการอย่างมากและต้องมีการปรับปรุง
รายชื่อวรรณกรรมที่ใช้แล้ว
1. Kharaz D .และ... วิธีการใช้แหล่งพลังงานทุติยภูมิในอุตสาหกรรมเคมี / D.I. Kharaz, B.I. Psakhis. - ม.: เคมี, 2527 .-- 224 น.
2. สโกโบล เอ . และ... กระบวนการและอุปกรณ์ของอุตสาหกรรมการกลั่นน้ำมันและปิโตรเคมี / A. I. Skoblo, I. A. Tregubova, Yu. K. , Molokanov - ฉบับที่ 2 รายได้ และเพิ่ม - ม.: เคมี, 2525 .-- 584 น.
3. Pavlov K .NS... ตัวอย่างและงานสำหรับกระบวนการและอุปกรณ์เทคโนโลยีเคมี: ตำราเรียน คู่มือสำหรับมหาวิทยาลัย / K. F. Pavlov, P. G. Romankov, A. A. Noskov; เอ็ด. พี.จี. โรมันโควา - ครั้งที่ 10 รายได้ และเพิ่ม - L.: เคมี, 2530 .-- 576 น.
แอปพลิเคชัน
2. ความร้อนที่พัดพาไปโดยก๊าซไอเสีย กำหนดความจุความร้อนของก๊าซไอเสียที่ tux = 8000C;
3. การสูญเสียความร้อนจากการก่ออิฐโดยการนำความร้อน
สูญเสียผ่านหลุมฝังศพ
ความหนาของหลุมฝังศพคือ 0.3 ม. วัสดุเป็นไฟร์เคลย์ เรายอมรับว่าอุณหภูมิ พื้นผิวด้านในห้องนิรภัยมีค่าเท่ากับอุณหภูมิของก๊าซ
อุณหภูมิเตาอบเฉลี่ย:
ที่อุณหภูมินี้ เราเลือกค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของวัสดุ chamotte:
ดังนั้นการสูญเสียผ่านหลุมฝังศพคือ:
โดยที่ α คือสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนจากพื้นผิวด้านนอกของผนังไปยังอากาศแวดล้อม เท่ากับ 71.2 kJ / (m2 * h * 0С)
สูญเสียผ่านกำแพง ก่ออิฐเป็นสองชั้น (chamotte 345 mm, diatomite 115 mm)
พื้นที่ผนัง m2:
โซนระเบียบ
โซนเชื่อม
โซนอิดโรย
จบ
เต็มพื้นที่ผนัง 162.73 m2
ด้วยการกระจายอุณหภูมิแบบเส้นตรงเหนือความหนาของผนัง อุณหภูมิเฉลี่ยของ chamotte จะเท่ากับ 5500C และไดอะตอมไมต์ 1500C
เพราะฉะนั้น.
การสูญเสียทั้งหมดจากการก่ออิฐ
4. การสูญเสียความร้อนด้วยน้ำหล่อเย็นตามข้อมูลเชิงปฏิบัติเราใช้ 10% Qx ของการมาถึงนั่นคือ Qх + Qр
5. การสูญเสียที่ไม่ได้นับจะถือว่าเป็น 15% Q ของความร้อนที่ป้อนเข้า
มาเขียนสมการสมดุลความร้อนของเตากันเถอะ
สมดุลความร้อนของเตาเผาสรุปไว้ในตารางที่ 1 2
ตารางที่ 1
ตารางที่ 2
| การบริโภค kJ / h | % |
| ความร้อนที่ใช้ทำให้โลหะร้อน
| 53 |
| ความร้อนของก๊าซไอเสีย | 26 |
| ความสูญเสียจากการก่ออิฐ
| 1,9 |
| การสูญเสียน้ำหล่อเย็น | 6,7 |
| การสูญเสียที่ไม่ทราบสาเหตุ | 10,6 |
| รวม: | 100 |
ปริมาณการใช้ความร้อนจำเพาะเพื่อให้ความร้อนโลหะ 1 กิโลกรัมจะเป็น
การเลือกและการคำนวณหัวเตา
เราคิดว่ามีหัวเผาแบบท่อในท่อติดตั้งอยู่ในเตาเผา
ในเขตเชื่อมมี 16 ชิ้นในโซนทรมาน 4 ชิ้น จำนวนเตาทั้งหมด 20 ชิ้น เรากำหนด จำนวนเงินโดยประมาณอากาศมาถึงเตาเดียว
Vв - ปริมาณการใช้อากาศรายชั่วโมง
ทีวี - 400 + 273 = 673 K - อุณหภูมิความร้อนของอากาศ;
N คือจำนวนหัวเผา
แรงดันอากาศที่ด้านหน้าของหัวเตาคือ 2.0 kPa ตามด้วยการไหลของอากาศที่ต้องการโดยหัวเผา DBV 225
กำหนดปริมาณก๊าซโดยประมาณต่อหัวเผา
VG = B = 2667 ปริมาณการใช้เชื้อเพลิงต่อชั่วโมง;
TG = 50 + 273 = 323 K - อุณหภูมิแก๊ส;
N คือจำนวนหัวเผา
8. การคำนวณของ recuperator
เพื่อให้ความร้อนกับอากาศ เราออกแบบเครื่องคืนสภาพแบบห่วงโลหะที่ทำจากท่อที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 57/49.5 มม. พร้อมการจัดวางทางเดินของระยะห่าง
ข้อมูลเบื้องต้นสำหรับการคำนวณ:
ปริมาณการใช้เชื้อเพลิงรายชั่วโมง В = 2667 kJ / h;
ปริมาณการใช้อากาศต่อเชื้อเพลิง 1 m3 Lα = 13.08 m3 / m3;
ปริมาณของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้จาก 1 m3 ของก๊าซที่ติดไฟได้Vα = 13.89 m3 / m3;
ทีวีอุณหภูมิความร้อนของอากาศ = 4000С;
อุณหภูมิของก๊าซไอเสียจากเตาเผาคือ tux = 8000C
ปริมาณการใช้อากาศรายชั่วโมง:
ปริมาณควันออกรายชั่วโมง:
ปริมาณควันที่ไหลผ่านเครื่องพักฟื้นเป็นรายชั่วโมง โดยคำนึงถึงการสูญเสียควันจากการเคาะออกและผ่านแดมเปอร์บายพาสและการดูดอากาศ
ค่าสัมประสิทธิ์ m โดยคำนึงถึงการสูญเสียควันคือ 0.7
ค่าสัมประสิทธิ์โดยคำนึงถึงการรั่วไหลของอากาศในสุกรคือ 0.1
อุณหภูมิควันด้านหน้าเครื่องกู้คืนโดยคำนึงถึงการรั่วไหลของอากาศ
โดยที่ iux คือปริมาณความร้อนของก๊าซไอเสียที่ tux = 8000С
ปริมาณความร้อนนี้สอดคล้องกับอุณหภูมิควัน tD = 7500C (ดูรูปที่ 67 (3))
อากาศชื้นเป็นส่วนผสมของอากาศแห้งและไอน้ำ ในอากาศที่ไม่อิ่มตัว ความชื้นอยู่ในสถานะของไอน้ำร้อนยวดยิ่ง ดังนั้น กฎของก๊าซในอุดมคติจึงสามารถอธิบายคุณสมบัติของอากาศชื้นได้โดยประมาณ
ลักษณะสำคัญของอากาศชื้นคือ:
1. ความชื้นสัมบูรณ์ NSซึ่งกำหนดปริมาณไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศชื้น 1 ม. 3 ไอน้ำครอบครองปริมาตรทั้งหมดของส่วนผสมดังนั้นความชื้นในอากาศสัมบูรณ์จะเท่ากับมวล 1 ม. 3 ของไอน้ำหรือความหนาแน่นของไอ, kg / m 3
2. ความชื้นสัมพัทธ์ j แสดงโดยอัตราส่วนของความชื้นสัมบูรณ์ของอากาศต่อความชื้นสูงสุดที่เป็นไปได้ที่ความดันและอุณหภูมิเท่ากัน หรืออัตราส่วนของมวลไอน้ำที่บรรจุอยู่ในอากาศชื้น 1 ม. 3 ต่อมวลของ ไอน้ำที่จำเป็นสำหรับการอิ่มตัวของอากาศชื้น 1 ม. 3 ที่ความดันและอุณหภูมิเดียวกัน
ความชื้นสัมพัทธ์กำหนดระดับความอิ่มตัวของความชื้นในอากาศ:
, (1.2)
ที่ไหนคือความดันบางส่วนของไอน้ำที่สอดคล้องกับความหนาแน่น Pa; - แรงดันไอน้ำอิ่มตัวที่อุณหภูมิเดียวกัน Pa; - ปริมาณไอน้ำสูงสุดที่เป็นไปได้ใน 1 ม. 3 ของอากาศชื้นอิ่มตัว kg / m 3 - ความหนาแน่นของไอที่ความดันบางส่วนและอุณหภูมิของอากาศชื้น kg / m 3
ความสัมพันธ์ (1.2) จะใช้ได้ก็ต่อเมื่อสามารถสันนิษฐานได้ว่าไอของของเหลวเป็นก๊าซในอุดมคติจนถึงสถานะของความอิ่มตัว
ความหนาแน่นของอากาศชื้น r คือผลรวมของความหนาแน่นของไอน้ำและอากาศแห้งที่ความดันบางส่วนที่ 1 ม. 3 ของอากาศชื้นที่อุณหภูมิของอากาศชื้น NS, ถึง:
(1.3)
ความหนาแน่นของอากาศแห้งที่ความดันบางส่วนอยู่ที่ 1 ม. 3 ของอากาศชื้น kg / m 3; - ความดันบางส่วนของอากาศแห้ง Pa; - ค่าคงที่ก๊าซของอากาศแห้ง J / (กก. × K)
การแสดงและโดยสมการสถานะสำหรับอากาศและไอน้ำ เราได้รับ
, (1.5)
อัตราการไหลของมวลอากาศและไอน้ำอยู่ที่ไหน kg / s
ความเท่าเทียมกันเหล่านี้ใช้ได้สำหรับปริมาณเดียวกัน วีอากาศชื้นและอุณหภูมิเท่ากัน หารความเท่าเทียมกันที่สองด้วยค่าแรก เราได้นิพจน์อื่นสำหรับปริมาณความชื้น
. (1.6)
แทนค่าคงที่ของแก๊สสำหรับอากาศ J / (กก. × K) และไอน้ำ J / (กก. × K) เราจะได้ค่าความชื้นที่แสดงเป็นกิโลกรัมของไอน้ำต่อ 1 กิโลกรัมของ อากาศแห้ง
. (1.7)
การแทนที่ความกดอากาศบางส่วนด้วยค่าจากค่าก่อนหน้าและ วี- ความกดอากาศในหน่วยเดียวกับ NS, เราได้รับอากาศชื้นภายใต้ความกดอากาศ
. (1.8)
ดังนั้น ที่ความดันบรรยากาศที่กำหนด ปริมาณความชื้นของอากาศจะขึ้นอยู่กับแรงดันไอน้ำเพียงบางส่วนเท่านั้น ปริมาณความชื้นในอากาศสูงสุดที่เป็นไปได้ จากที่
. (1.9)
เนื่องจากความดันอิ่มตัวเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ ปริมาณความชื้นสูงสุดที่สามารถบรรจุในอากาศได้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ และยิ่งอุณหภูมิยิ่งสูงขึ้น หากแก้สมการ (1.7) และ (1.8) แล้วเราจะได้
(1.10)
. (1.11)
ปริมาตรของอากาศชื้นเป็นลูกบาศก์เมตรต่ออากาศแห้ง 1 กิโลกรัม คำนวณโดยสูตร
(1.12)
ปริมาณอากาศชื้นจำเพาะ วี, m 3 / kg ถูกกำหนดโดยการหารปริมาตรของอากาศชื้นด้วยมวลของส่วนผสมต่ออากาศแห้ง 1 กิโลกรัม:
อากาศชื้นในฐานะตัวพาความร้อนมีลักษณะเป็นเอนทาลปี (เป็นกิโลจูลต่ออากาศแห้ง 1 กิโลกรัม) เท่ากับผลรวมของเอนทาลปีของอากาศแห้งและไอน้ำ
(1.14)
โดยที่ความจุความร้อนจำเพาะของอากาศแห้ง kJ / (kg × K); NS- อุณหภูมิอากาศ° C; ผม- เอนทาลปีของไอน้ำร้อนยวดยิ่ง kJ / kg
เอนทัลปีของไอน้ำอิ่มตัวแห้ง 1 กิโลกรัมที่ ความกดดันต่ำกำหนดโดยสูตรเชิงประจักษ์ kJ / kg:
โดยที่สัมประสิทธิ์คงที่ประมาณเท่ากับเอนทาลปีของไอน้ำที่อุณหภูมิ 0 ° C = 1.97 kJ / (kg × K) - ความจุความร้อนจำเพาะของไอน้ำ
แทนค่า ผมในนิพจน์ (1.14) และรับความจุความร้อนจำเพาะของค่าคงที่อากาศแห้งและเท่ากับ 1.0036 kJ / (kg × K) เราพบเอนทาลปีของอากาศชื้นในหน่วยกิโลจูลต่ออากาศแห้ง 1 กิโลกรัม:
สมการที่คล้ายกับที่กล่าวข้างต้นใช้เพื่อกำหนดพารามิเตอร์ของก๊าซเปียก
, (1.17)
ค่าคงที่ของแก๊สสำหรับแก๊สทดสอบอยู่ที่ไหน NS- แรงดันแก๊ส
เอนทาลปีของก๊าซ kJ / kg
ความจุความร้อนจำเพาะของแก๊สอยู่ที่ไหน kJ / (kg × K)
ความชื้นสัมบูรณ์ของก๊าซ:
. (1.19)
เมื่อคำนวณตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบสัมผัสสำหรับตัวพาความร้อนด้วยอากาศและน้ำ คุณสามารถใช้ข้อมูลในตารางได้ 1.1-1.2 หรือการพึ่งพาที่คำนวณเพื่อกำหนดพารามิเตอร์ทางเคมีกายภาพของอากาศ (1.24-1.34) และน้ำ (1.35) สำหรับก๊าซไอเสีย ข้อมูลในตารางที่ 1 สามารถใช้ได้ 1.3.
ความหนาแน่นของก๊าซเปียก kg / m 3:
, (1.20)
ความหนาแน่นของก๊าซแห้งอยู่ที่ 0 ° C, kg / m 3 อยู่ที่ไหน M g, M p - น้ำหนักโมเลกุลของก๊าซและไอระเหย
ค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดไดนามิกของก๊าซเปียก Pa × s:
, (1.21)
โดยที่สัมประสิทธิ์ความหนืดไดนามิกของไอน้ำ Pa × s; - ค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดไดนามิกของก๊าซแห้ง Pa × s; 
- มวลความเข้มข้นของไอน้ำ kg/kg.
ความจุความร้อนจำเพาะของก๊าซเปียก kJ / (กก. × K):
ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของก๊าซเปียก W / (m × K):
, (1.23)
ที่ไหน kเป็นเลขชี้กำลังอะเดียแบติก วี- ค่าสัมประสิทธิ์ (สำหรับก๊าซเดี่ยว วี= 2.5; สำหรับก๊าซไดอะตอมมิก วี= 1.9; สำหรับก๊าซไตรอะตอม วี = 1,72).
ตาราง 1.1. คุณสมบัติทางกายภาพอากาศแห้ง ( NS= 0.101 MPa)
| NS, ° C | , กก. / ม. 3 | , กิโลจูล / (กก. × พัน) | , W / (m × K) | , ปะ × ส | , ม. 2 / ว | ปรือ |
| -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 |
คุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ของอากาศแห้งสามารถประมาณได้จากสมการต่อไปนี้
ความหนืดจลนศาสตร์ของอากาศแห้งที่อุณหภูมิ -20 ถึง +140 ° C, m 2 / s:
ป่า; (1.24)
และจาก 140 ถึง 400 ° C, m 2 / s:
. (1.25)
ตารางที่ 1.2. คุณสมบัติทางกายภาพของน้ำอิ่มตัว
| NS, ° C | , กก. / ม. 3 | , กิโลจูล / (กก. × พัน) | , W / (m × K) | , ม. 2 / ว | , N / m | ปรือ | |
| 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 |
ความหนาแน่นของก๊าซเปียก kg / m 3
