Расчет процесса смешения воздуха с топочными газами

Массу сухого воздуха при полном сгорании 1 кг топлива определим по формуле

По I–d –диаграмме находим энтальпию наружного воздуха I _о = 14,0 кДж/кг и его влагосодержание d _o = 3,57 %. Удельную энтальпию пара определим по формуле

Для первой зоны сушки

кДж/кг

Для второй зоны сушки

кДж/кг

Не зная заранее коэффициента избытка воздуха, а, следовательно, удельной теплоемкости газовой смеси, примем ее в первом приближении (в предварительном расчете) равной удельной теплоемкости сухого воздуха, т. е. кДж/(кг×К).

Получаем отношение массы сухого воздуха к массе топлива:

Для первой зоны сушки

Проверим, надо ли уточнять значение удельной теплоемкости газовой смеси (агента сушки). Подсчитаем по формуле (37) теоретически необходимую массу воздуха для полного сгорания 1 кг топлива:

Коэффициент избытка воздуха:

для первой зоны сушки

для второй зоны сушки

При таком большом избытке воздуха физические свойства агента сушки практически не отличаются от свойств чистого воздуха. Поэтому уточняющих пересчетов делать не требуется.

Влагосодержание агента сушки на входе в сушилку определим по формуле (31):

.

Для первой зоны сушки

‰;

для второй зоны сушки

‰

Расчет по упрощенным формулам. Из приведенного выше расчета следует, что при умеренных температурах, которые используют в зерносушилках, в расчетные формулы входят малозначащие члены. Поэтому в ориентировочных расчетах целесообразно их отбросить. Тогда формулы (29), (31), (34), (35) после преобразований получают следующий вид:

где – средняя удельная изобарная теплоемкость сухого воздуха, равная 1,01 кДж/(кг·К); – количество водяного пара, образующегося при сгорании топлива, для жидкого топлива В данном примере кг влаги на 1 кг топлива.

Сделаем расчет по упрощенным формулам (131) и (132):

‰;

‰.

Как видим, относительная погрешность расчетов влагосодержания по упрощенным формулам не превысила 0,7 %, а абсолютная 0,05 %. При графическом методе расчета такой погрешностью можно пренебречь.

Рис. 110. Построение процессов и расчеты при помощи -диаграммы

Построим на -диаграмме линию процесса смешения воздуха с топочными газами. Для этого откладываем найденные значения влагосодержания %; %; %, проводим соответствующие им линии постоянного влагосодержания (рис.110) и изотермы °С и °С. Точка А пересечения линии °С, и % характеризует состояние наружного воздуха. Точки В’ и B’’ пересечения линий % с °С и % с °С характеризуют состояние агента сушки на входе соответственно в первую и вторую зоны сушки.

С достаточной точностью можно считать, что все три точки А, В’ и В’’ лежат на одной прямой. Проведем ее через эти точки. Она изображает процесс смешения воздуха с топочными газами. Если точки А, В’ и В’’ не окажутся на общей прямой, то это означает, что допущена какая-то ошибка в расчетах или неточность в графических построениях. Прежде чем переходить к дальнейшим расчетам, следует выявить причину такого несоответствия и установить ошибку.

Проведем через точки В’ и В’’ линии постоянной энтальпии I₁’ и I₁’’, которые совпадают с линиями процесса в теоретической сушилке; они потребуются нам для дальнейших расчетов. Найдем точки F’ и F’’ пересечения соответственно линий I₁’ и I₁’’ с линией постоянного влагосодержания d₀ и измерим длину отрезков АF’ и АF’’: АF’= 270,8 мм; АF’’= 314,7 мм.

Длина отрезков АF характеризует количество теплоты, затраченной на нагрев воздуха (в расчете на 1 кг его сухой части).

Дата добавления: 2015-11-04