1598005868-03648c969f647e9d2289db563a03b78d (Н.Ю.Корчунов, В.В.Померанцев - Основы практической теории горенияu), страница 5

При полном сгорании топлив коэффициент избытка воздуха приближенно можно определить по формуле а= =СОз„,е/СОз. Наличие продуктов химической неполноты сгорания можно оценить по балансу кислорода и углекислоты: СО = (21 — р СО, — (СО, + Оз)]/(0,505+ ()). Более точными для определения коэффициента избытка воздуха являются «кислородная» и «азотная» формулы: се= 21 Нз (1-12) 21 — О, Нз — 3,76О, При расчетах, относящихся к неполному сгоранию, в формуле (1-12) концентрацию кислорода Оз следует заменить величиной Оз з а=От — (0,5СО+0,5Нз+2СН ). (1-13) При одинаковом содержании кислорода в газах в случае неполного сгорания коэффициент избытка воздуха меньше, чем при полном сгорании.

1-4. РАСЧЕТЫ ПО ПРИВЕДЕННЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ ТОПЛИВА Эверлпо, аьщеляемую прв сжвгаввв топлива, можно отнестн к едвнвне используемого окислителя. Так, энергия, выделяемая прн сжигании е 1 м' воздуха стехвометрвческвх количеств углерода в водорода (основных компонентов горючей массы топлива), составляет 4С = — =33 ЯОО: 8,80 = 3814 кдж/мз1 0с )/с дн = — =10 300: 26,5= 3887 кДж/мз. 0 )/н Из формул (1-5) — (1-8), пренебрегая содержанием серы, для сухой массы топлвза с достаточной точностью можно полузнть ев = 1/ез/Уа.г = ' — — 3814 (1+0,015). (1+ 1,265) Эта велнчнна характервзует тепловыделенне а результате сгораввя топлнва в 1 мз воздуха. На рнс 1-1 прнведезы значенвя удельной теплоты сгорання воздуха, взятые по сухой массе для большннстеа топлив (в швроком днапазоне р).

Как ввдво, все значения блнзкн к велвчнне чз = 3760 —: 3860 кДж/мз. Авалогвчво для врвродвых топлвв теплоту сгоравня, првходящуюся на 1 м' продуктов сгоравня, можно представать а виде (кДж/м') 0зз+ 25,1йгэ Фг = = 3814 (1 — О, 165) . У~ — 0,0124В'э 21 «Дм мг 4000 угба ()б ()7 097 Рис. 1-1. Зависимость удельной теплоты сгорания топлива з 1 мз воздуха от топливного коэффициента Бунте йтз = 4,19 10зйгэ: 20900 = 1Оз)РЗ: 5000 = 4. Исходной характериствкой лля расчетов по приз~сивым характеристикам топлива является не теплота сгорания топлива 0~~, а общее количество теплоты, выделяемое топленом з установке,0„=0 /т)=ЯВ, где (газ«в полезно использованная теплота, кВт; т! — КПД установки (в долях единицы;  — расход топлива, кг/с.

бщвй расход соответственно теоретвчески необходимого и действительного количества воздуха прн нормальяых условнях определяется зыраженвямв (мз/с) Рз, =1, И?„(1+ О,О(ейгз); Уз = 1,1аог(1+ 0,006йг"). Объем продуктов сгорания в теоретически необходимом в тезьвом количестве воздуха: Рз„= ()„(1+ 0,016659 и)/йз! гг = !)ь (м + 0,01157%в + О,ооба)Рв — О 065)/4«. (1-14) (1-15) а действн- (1-16) (1-17) 22 Из ряс.

1-! видно, что дли большинства топлив величина 4, меняется в пределах 3500 — 3700 кДж/мз при среднем значении 3600 кДж/мз. Таким образом, при изменении теплоты сгорания топлив в пределах 8000— 38000 кДж/кг, теоретических количеств воздуха 1,65 — 10,5 мз/кг, теоретических объемов газов 2,0 — 11,5 и'/кг (а именно в этвх пределах меняются характеристики топлив, обобщенные графиком на рис, 1-1) удельная теплота, приходщцаися ва 1 и' воздуха, меняетск всего иа ~1 — 2 гй, а ва 1 м' газов — на ~2,5 — 3 7).

Исходя из фиата практической независимости энергии, выделяемой при сжяганин сукого топаша в 1 кг кислорода, некоторые вссведователв (С. Я. Корнвцкнй и др.) предложили проводить балансовые расчеты процессов гореняя ие по отношению к 1 кг топлвва, как это показано в 4 1-3, а по отношению к теплоте сгорания, с привлечением так называемых приведенных х характеристик топлива йгз 1032ГР/фз. Аз И)зАР/()з и Яп РОЗЯР/()в Р Для теоретическвх обьемов воздуха в продуктов сгорании, а также их энтальпнн в качестве миожвтеля увеличении принимается 4,19.10' гДж нлн 10' ккал.

Поэтому приведенная влажность, например, топлива с !)Эз = =5000 икал/мз=20900кДж/маис йгз 20% будет вне зависимости от системы единиц Эатальпяя воздуха н продуктов сгорания рассчвтывается по среднем удельным теплоемкостям н определяетси (в кВт/и') выражениями: /з =!.09аЦу(1+ 0,006)пи) (0319+ 2,4 10-Ч)1 10-в (1-18) /г = $0у [1,16 (1 + О 01666 Зуа) (О 334+ 3 9 10-ей + 4 10-ЧРн) + + 1,09 (ы — Ц (1+ ОООЗ(Ри) (0315 = 356 !О-зб))! (1-19) здесь Π— температура продуктов сгорания, 'С; 1 — температура воздуха, 'С. Еслв в установке провзводвтся подогрев воздухе, тепловыделение з ка. мере сгорания определяется формулой Рт = 10у [1+ 1,09 1О-згз (1+ 0.006!Р") (0,319+ 2,4 10-'Ф)].

(1-20) Теорвпрыскав температура горения Фа определяется ранением квадратного уравнения, получаемого приравввавнем правых частей уравненвй (1-19) и (1-20). 1-2. ПРИМВРМ Првмер 1-1. Определить обьем воздука, теоретически необходимый для сгорания 1 кг березовского углы. Состав его рабочей массы: %'а=33%; Ар 47 %; БР 02 Цг, СР=443 ЦЗ; Ну=30%; Му=04 Цг; ОР=144 Уг; Зуа= 8,83. Таблица /-б Таблица /-б температура, К Параметр /, МДж/кг /, МДж/кг /„, МДж/кг /„МДж/кг 1,14 2,3 10,9 14,3 16,5 12,3 16,2 18,7 11,63 15,2/ 13,1 13,7 17,2 18,1 19,8 20,8 17,6 1,37 При меча няе. Данные пзд чертой — для ы 1, под чертой — для сг 1,2.

Определить также объемы продуктов сгорания прн ноэффнцпенте избытка воздуха а=!,0 и а=1,2. Сравнить объемы, рассчитанные по обычной в по упрощенной методике. Решение. Для расчетов на 1 кг топлива по упрощенной методике используем формулы (1-14) — (1-17) считая ()~ разной ггр. Расчеты по форыулам $1-3 п 1-4 приведены з табл. 1-5. Пример 1-2. Для топлена, укаэанного з примере 1-1, определять тюретнческущ температуру гаревая при коэффициенте избытка воздуха а 1,0 и а=1,2 и температуре подогрева воздуха 1.

е= г облаял 1 7 =473 К и Г, а=673 К. Теплота сгорания топ- лиза 17эн = 15,7 й(Дж/кг. Решение. Для нахождения теоретической температуры горения по методике, наложенной з $1-3, составим 1 — Ф.таблицу для воздуха прв температурах подогрева 473 и 673 К, а также для газов з диапазоне ожидаемых теоретических температур. Прп этом теплота, внесенная воздухом, учитывается ззедеввем расчетной теплоты Ор р= 1)ра+ а(,.

Результаты расчетов сведены з табл. 1-6. Зеечееае ге арз температуре ееелузе, К™ мз 2213 2003 2343 2133 1,0 1,2 Теоретическая температура находится линейной янтериоляцней значений 1„(Гэг), близких к егэ. Для расчетов по упрощенной методике воспользуемся уравнениями (1-18) †(1-20). Результаты расчетоз сведены з табл. 1-7. Иэ сразвеввя табл. 1.6 н 1-7 видно.

что разница между значениями Т., вычисленными различнымн методамя, достигает 1 %. Поэтому упрощенной методикой можно пользоваться только дли приближенных расчетов. К данной главе рекомендуется литература (51, 56, 57). ГЛАВА ВТОРАЯ АЭРОДИНАМИКА ПРОЦЕССОВ ГОРЕНИЯ злй ДВИЖЕНИЕ ГАЗОВЫХ Струй В ТОПОЧНОЙ КАМЕРЕ Сжигание топлива в любом топочном устройстве организуют при помощи тех или иных аэродинамических приемов, определяющих условия взаимодействия топлива с окислителем и обусловливающих тнп топочного процесса. Как известно, топочные процессы можно разделить на две основные группы — факельные и слоеные.

При факельном сжигании топливо вносится газовоздушным потоком и сгорает на лету. При слоеном процессе ббльшая часть топлива лежит неподвижно на решетке, а воздушные потоки пронизывают слой сквозь имеющиеся поры и каналы. В данной главе рассматриваются основные вопросы движения газов и топлива в топочных камерах. При этом обращается внимание на следующие стороны процесса: )) движение и взаимодействие воздушно-газовых струй в зависимости от конфигурации топочного пространства; 2) обеспечение воспламене- рне.

2-!. Линни тока в вихревой топочной камере котла БКЗ-75-39 при 0,8 (а) (ака) г (агв)„ к ( )г =)3 (л) (аив)н.л ния свежего топлива за счет подвода к нему го. рячих газов из зон активного горения; 3) обеспечение времени пребывания горючего в топочной камере до достижения желаемой степени выгорания. Аэродинамика топочной камеры играет определяющую роль в обеспечении устойчивого горения н высокой экономичности топочного процесса. Определенная аэродинамическая структура достигается конструктивными приемами, определяющими конфигурацию топочной камеры, или организацией заданного взаимодействия струй и газовых потоков в топочной камере.

Рассмотрим примеры, характеризующие формирование аэродинамической структуры потоков в топочной камере. На рис. 2-1 представлены линии тока (линии равных расходов), характерные для вихревой топки. Вихревая структура топки обеспечивается за счет взаимодействия горелочных струй, направленных под углом вниз к заднему скату топочной воронки, со струей нижнего дутья, распространяющейся по всей ширине топки вдоль фронтового ската топочной воронки.

Эти два встречно- параллельных потока создают интенсивное вихревое движение в зоне топочной воронки — вихревую зону. Интенсивность аэродинамики вихревой зоны определяется главным образом взаимным удалением горелок и сопел, а также соотношением начального количества движения в струях. Такая аэродинамическая структура позволяет организовать интенсивную сепарацию крупных частиц в вихревую зону и их сжигание в условиях многократной циркуляции в этой зоне.