Расчёт горения топлива

По условию задания выбираем турбулентную горелку типа «Труба

в трубе», работающую с коэффициентом избытка воздуха n=1,2 (для инжекционных горелок n=1,05).

Таблица 1 - Состав топлива

Наименование газа	Н2	СО	СН4	СО2	С2Н4	N2	O2	Qн^р
Доменный, %	22,5	20,3	9,5		0,76	38,2	0,21
Коксовый, %	57,3		26,4	2,1	2,24	4,2	0,6

Долю доменного газа в смеси α_д.г. и коксового газа α_к.г.

_д.г= (1)

_д.г.= =0,646

Если всю смесь газа принять за 1 часть, то доля коксового газа равна:

_д.г.=1- _д.г.=1-0,646=0,354 (2)

Рассчитываем состав коксовой смеси в %:

H₂=%H₂^д.г.•α_д.г.+%H₂^к.г.•α_к.г., (3)

Н₂=1,73•0,646+57,3•0,354=22,5

О=27,8•0,646+7•0,354=20,3

СН₄=0,4•0,646+26,4•0,354=9,5

СО₂=13•0,646+2,1•0,354=9

С₂Н₄=0,1•0,646+2,24•0,354=0,76

N₂=56,97•0,646+4,2•0,354=38,2

О₂=0•0,646+0,6•0,354=0,21

Всего: 100%

2.3 Расчёт расхода воздуха, состава и количества продуктов сгорания

Расчет горения топлива производим в табличной форме /таблица 2/:

Таблица 2 – Расчёт горения топлива

Топливо, м^3	Воздух, м^3	Продукты сгорания
Состав	Кол-во	Реакции горения	О2	N2	Всего	О2	СО2	Н2О	N2	Всего
Н2   СО   СН4   СО2   С2Н4   N2   O2	22,5   20,3   9,5         0,76     38,2   0,21	Н2+^1/2О2=Н2О   СО+^1/2О2=СО2   СН4+2О2= =СО2+2Н2О - С2Н4+3О2= =2СО2+2Н20     -	11,25   10,15     2,39   2,28   -	О2*3,76=42,68*3,76= 160,47	О2+N2=160,47+42,68=203,15		-   20,3   9,5         0,76     -   -	22,5   -       -     0,76     -   -	N2(топливо)+N2(воздуха)=28,2+160,47= =198,67	Vпр.сг.=VO2+VCO2+VH2O+VN2=0+39,56+42,26+198,67=320,05
Всего:100%		42,68	160,47	203,15	-	39,56	42,26	198,67	320,05
	n=1,2	М^3	51,22	192,57	243,79	8,54	39,56	42, 26	230,77	321,13
%				2,65	12,31	13,15	71,86

С помощью таблицы 2 находим, что 1м газа расходуется воздуха

= (4)

= =2,43м ³

и образуется продуктов сгорания при этом

= (5)

= =3,21м ³

Определяем калориметрическую температуру горения топлива:

Энтальпия дымовых газов (теплосодержание)

_д= , (6)

где: - теплота сгорания смешанного газа;

- физическое тепло, вносимое подогретым воздухом до t_в=400⁰С;

=Z_в•𝑖_{в 400} , (7)

где: Z_в- расход воздуха на 1м³;

𝑖_в- энтальпия сухого воздуха при 400⁰С. /3, с.25/

=2,43•463,75=1126,91 кДж/м ³

_д= =3154 кДж/м ³

Для данной энтальпии _д= 3236,90 задаёмся границей температур t₁ и t₂

Диапазон температур выбирается с разницей в 100 градусов, в соответствии с интервалом, к которому принадлежит данная энтальпия.

t₁ = 1800^oC t₂= 1900^оС

CO₂= 0,1231•4360,67, 76 =536,79 CO₂= 0,1231•4634,76=570,53

H₂O= 0,1315•3429,90 =451,03 H₂O= 0,1315•3657,85=481,00

O₂= 0,021•2800,48=58,810 O₂= 0,021•2971,30=62,39

N₂= 0,7186•2646,74=1901,9 N₂= 0,7186•2808,22=2017,98

∑ _t1 =2948,5 ∑ _t2=3131,81

где: 1 столбик цифр - сотые доли % продуктов сгорания;

2 столбик цифр - энтальпия газов при выбранной температуре. /3, с.25/

Определяем калориметрическую температуру горения топлива:

(8)

=1900+

Определяем действительную температуру в печи:

(9)

где: - пирометрический коэффициент, учитывающий потери тепла для нагревательных печей, принимают =0,75;

t_действ=1889,5•0,75=1417,12

Дата добавления: 2015-07-08