Определение калориметрической температуры горения

Тепловой баланс процесса горения 1 кг или 1 м³ топлива в условиях полного сгорания и использования всего тепла для нагрева продуктов; сгорания определяется уравнением

Q^р_н +С_тt_т +V_вC_вt_в=(V_Σ^oC_пг+V_в^изб +С_в^изб)t_кал

где Q^р_н — низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг или кДж/м³; С_т — средняя теплоемкость топлива от 0 до t_т, кДж/(кг°С) или…; V_B — объем воздуха, поступающего для сжигания 1 кг или 1 м³ топлива, м³; t_B — температура воздуха, поступающего в топ­ку, °С; V_Σ^o — суммарный объем неразбавленных воздухом продуктов сго­рания 1 кг или 1 м³ топлива, м³; С_пг — средневзвешенная теплоем­кость неразбавленных воздухом продуктов сгорания от 0 до t_кал, ккал/(м³-°С); V_в^изб —объем избыточного воздуха, содержащегося в продуктах сгорания, м³; С_в^изб —средняя теплоемкость избыточного воз­духа от 0 до t_кал, ккал/м³; t_Kал —калориметрическая температура горе­ния, °С.

В соответствии с уравнением теплового баланса калориметрическую температуру горения можно определить по формуле:

t_Kал из предыдущей ф-лы.

Поскольку теплоемкость продуктов сгорания и избыточного воздуха, нагретых до t_Kал, зависит от калориметрической температуры горения, подсчет ведут по методу последовательных приближений.

С_пг подсчитывают по составу продуктов сгорания по форму­ле или для упрощения расчета применяют табулированные зна­чения теллоемкостей продуктов сгорания и воздуха, приведенные в таблицах.

Температуру нагрева воздуха (t_B), необходимую для достижения за­данной калориметрической температуры горения, можно установить по формуле:

При сгорании неподогретого топлива и воздуха с температурой, близкой к 0°С, формула принимает следующий вид:

Калориметрическую температуру горения можно определить также на основе жаропроизводительности топлива. Так, при сжигании топлива и воздуха с температурой 0°С тепловые балансы процесса горения без избытка и с избытком воздуха определяются уравнениями:

Для упрощения подсчета делим числитель и знаменатель на V_Σ^o. По­лучаем

Заменяя в этой формуле отношение объемов избыточного воздуха, содержащегося в продуктах сгорания, к суммарному стехиометрическому объему продуктов сгорания выражением (h—1)/В, где (h—1) — объем избыточного воздуха, м³ на 1 м³ неразбавленных сухих продук­тов полного сгорания, В — отношение объемов сухих и влажных про­дуктов сгорания, получим

При подсчете по формуле (VI 1.18) отпадает необходимость в опреде­лении объема продуктов сгорания, а следовательно, и состава сжигае­мого топлива, на основе которого фиксируют объем продуктов сгорания.

При подогреве воздуха калориметрическую температуру горения можно приближенно подсчитать на основе жаропроизводительности топ­лива по формуле

где К —отношение теплоемкости воздуха в интервале температур от О до t_B к теплоемкости неразбавленных воздухом продуктов сгорания в интервале температур от 0 до t_max; М — отношение объемов воздуха и продуктов сгорания.

Подобно жаропроизводительности калориметрическую температуру подсчитывают с учетом сгорания топлива в абсолютно сухом воздухе t_кал и в воздухе, содержащем 1% (по массе) Н₂0, t^/кал.

Величина t_кал в сопоставимых условиях примерно на 30 град выше, чем t^/кал.

Пример:

Дата добавления: 2014-01-11