Температури горіння

Калориметричну температуру розраховуємо методом послідовних наближень, що укладається в тім, що калориметричною температурою задаємося орієнтовно, а потім перевіряємо величину прийнятої температури, порівнюючи фактичну ентальпію продуктів горіння з величиною ентальпії прийнятої температури.

Ентальпія димових газів при калориметричній температурі

кДж/м³

Середня об'ємна теплоємність в інтервалі від 0 ⁰С до 2100 ⁰С

С ₀^t =0,01(%С₂×Ссо₂^t + %Н₂О×Сн₂о^t + %N₂×CN₂^t + %O₂×Co₂^t + %SO₂×Cso₂^t)

C₀²¹⁰⁰ = 0,01(11,53×2,43 + 9,07×1,95 + 75,4×1,5 + 3,34×1,55 + 0,03×2,41) =

=1,7 кДж/м³град

Ентальпія продуктів горіння при t^/ = 2100 ⁰С

і^/ = 1,7×2100 = 3570 кДж/м³

Тому що і^/ < і_кал, то задаємося t^// > t^/

Середня об'ємна теплоємність в інтервалі від 0 ⁰С до 2200 ⁰С

С ₀^t =0,01(%С₂×Ссо₂^t + %Н₂О×Сн₂о^t + %N₂×CN₂^t + %O₂×Co₂^t + %SO₂×Cso₂^t)

C₀²²⁰⁰ = 0,01(11,53×2,44 + 9,07×1,97 + 75,4×1,51 + 3,34×1,56 + 0,03×2,415) =

=1,73 кДж/м³град

Ентальпія продуктів горіння при t^/ = 2200 ⁰С

і^/ = 1,73×2200 = 3806 кДж/м³

Калориметричну температуру визначаємо по інтерполяційній формулі

t_кал = t^/ + 2100 + ⁰С

У робочому просторі теплових агрегатів спалювання палива нерозривно пов'язане із прямою віддачею тепла виробам, огородженням, що нагріваються.

Внаслідок цього дійсна температура горіння палива завжди нижче калориметричної. Наближене значення дійсної температури горіння визначають по пірометричному коефіцієнті, величина якого залежить від конструкції й розмірів печей, типу пальникових устроїв і інших факторів. У середньому він становить 0, 65-0,8.

Прийнявши η_пір = 0,8 визначимо дійсну температуру горіння палива

t_д = 0,8×2192 = 1754 ⁰С

2. 3.4 Розрахунок форсунки високого тиску.

Статичний тиск у критичному перетині сопла Лаваля

Р_кр = Р_нач = 600× = 317 кН/м²

Температура повітря в критичному перетині

Т_кр = Т_нач = 293×2/(1,4 + 1) = 244 К

Щільність і швидкість повітря в критичному перетині

ρ_кр = 4,5 кг/м³

W_кр = м/с

Площа критичного перетину сопла Лаваля

F_кр = м² = 390 мм²

Параметри повітря наприкінці сопла Лаваля

Статичний тиск на зрізі сопла

Р = 1,1 Р_окр = 1,1×99,2 = 110 кН/м²

Критерій швидкості й швидкість руху повітря

λ² = 2,31 λ = 1,52

W₂ = λW_кр = 1,52×314 = 477 м/с

Температура повітря наприкінці сопла Лаваля

Т₂ = Т_нач (1 - ) = 293×() = 180 До або – 93 ⁰С

Температура повітря вийшла мінус 93 °С. Мазут звичайно підігрівають до 70—80 ⁰С. У процесі розпилення мазут прохолоджується, віддаючи частину свого тепла повітрю. Тонкість розпилу від цього погіршується, тому що в'язкість і коефіцієнт поверхневого натягу збільшуються. Для усунення цього явища бажаний підігрів повітря до температури 200—300 °С.

Щільність повітря наприкінці сопла Лаваля

ρ = кг/м³

Площа поперечного переріза сопла Лаваля

F = 1,4×390 = 547 мм²

Для розрахунку мазутного наконечника швидкість витоку мазуту приймаємо W₁ = 7 м/с

F₁ = 0,000095 м² = 95 мм²

d₁ = 10,4 мм

Зовнішній діаметр наконечника при товщині стінки мазутної трубки рівної
1 мм

d_н = 10,4 + 2 = 12,4 мм, тоді F_нар = 120,7 мм²

Внутрішній діаметр зовнішньої утворюючої сопла Лаваля

D = 30 мм

Зовнішній діаметр мазутної трубки в критичному перетині

d_{м кр} = 19 мм

Центральний кут розкриття сопла Лаваля приймаємо α = 8⁰, тоді довжина сопла складе

L = 47 мм

Параметри змішувача форсунки

Критерій Ейлера

Еи = 0,0224

Швидкість руху суміші повітря й мазуту

W_см = 247 м/с

Кількість руху, що при непружному ударі переходить у тепл оту

ΔЕ₀ =М_м 0,6× 31500Нм/с =

= 31,5 кДж

Температура суміші

t_см = 35 ⁰C

Щільність повітря на виході з форсунки

ρ_в = 1,12 кг/м³

Об'ємні витрати повітря й мазуту

V_в = 0,54 м³/с

V_т = М_м/ρ_м = 0,6/900 = 0,00007 м³/с

Площа вихідного перетину змішувача

F₀ = V_в/W_см = 0,54/247 = 0,0022 м² = 2200 мм²

D₀ = 53мм

Довжина змішувача

L_см = 160 мм

Середній діаметр крапельок розпиленого мазуту

d = 0,0016 мм

2.3.5 Розрахунок довжини факелу

Теплота згоряння, стехіометричне число й щільність газу

Q_н = 20150 кДж/кг

ω = 4,9 кг/кг

ρ = ρ_в 1,12× 2,3 кг/м³

Калориметрична ентальпія продуктів згоряння

Q_р = Q_н + I_г + ωI_в = 20150 + 1,55×35 + 4,9×1,1×300 = 21836 кДж/кг

Комплексний параметр П

П = 496

σ_п = 0,48×П = 0,48×496 = 238

I_в = ω 4,9× 0,14

Довжина факелу

220 L_ф = 220×0,053 = 11,7 м

Довжина факелу з урахуванням кута зустрічі потоків

L_ф^/ = 11,2 м

Тому що розрахункова довжина смолоскипа виявилася більше заданої, то збільшуємо число форсунок до 20 штук і повторюємо розрахунок.

Витрата мазуту

М^/ = 0,6/20 = 0,03 кг/з

Об'ємні витрати повітря й мазуту

V_в^/ = 0,0027 м³/с

V_т^/ = 0,06/900 = 0,00007 м³/с

Площа вихідного перетину змішувача

F₀ = 0,0027/247 = 0,000011 м² = 110 мм² D₀ = 11,8мм

Довжина факелу

L_ф = 0,0118×220 = 2,5 м, що менше заданого значення довжини смолоскипа 3,0 м

Схема форсунки

распылитель

мазут 19 10,4 30 53

распылитель 47

160

Дата добавления: 2015-10-13