Основы теории горения Сполдинг Д.Б. (1014184), страница 2
Текст из файла (страница 2)
В результате работа турбины ие "о ~вне достатоша для лрввода кампртксора, на остаешя ше избыточная энергия, которую можно ишюльзовать пли иепосрсдсшенно от ила турбшгы мгпг з виде инне~»нггсзгойг шерпгн выхлопных газов. увели юпие температуры вазтука может происходить нли жледсзвне подвода тыла черш стенка тептообменвшгз итш в роту.штате хм плоской резкюпг топлива с воздухом; могут о.уцсстжтягшя 'последовательно и оба этв продесса. В лаипоа книге булет рассматриваться тплько няутреч. все сгоратпге.
В тех случаях, когда тепло попзодвтся только а тептаобненнике, кан это происходит, например, в газоттрбзнныь установках с замкнттым ковтуром, это тепло па. ~Пгзетси в коне ноч счьпе также вследствие сгора~ая тшн энзэ. Пронесем, происходящие в теплообменниках, рзссмв. ~р гаают"я в кузсах котельных установок и поэтому в з ой ьп'нс ве заграпгвэются. Нагрев газа яктяегся, ь сожзмвию, сшвсгвеивым средством значитсгшнаго увеличения его удезьно о объечк При 'гзм чозвпкают сужественные трудности транспортнроэзчня 'орячего га а, в особенягнти если его температура бланка ь гетгпературе плавлепмя материалов, которые могут быть 'ь потьчоэзяы при конструлровапин, Это прнвопит к иеобхо- э димости виачительнага ограничении теьюературы рабочем вашества ау~ам псполыованпя для горении~ ляжь части )обьжно около оииой четэерпи) кислорода, содержагпемюя з воздухе Такое ограинче ~ие опрелеляег сугцестэепиое отличие камер сгоранпз газовых турбин от обычных топочных устройств, при каяструпрованин которых стремит я па вои мсакааста уменьшить количества язбыгочного возиуха.
При конструвровьнни газоаык турбин и для оценки их зффеткиэиостп необходима методика расчета коли истаа топлива, которое дыжно быть сажжюю для пол)чекки виданного повышения температуры зинины веса воздуха, а также для расчета состава патучатащнхся продуктов сгорания. Необходима также ме~одика обработш данных газо- вага анализа и измерений температуры продуктов сгорания Метод|ма выпюлеаий, ссноваагзая из тзк называемых сгениометричесчих соотношениях, одинаковая Лля всех топочных устройств, кратко изложена ниже. Изменение абъсиа рабочего нсшвстиг при шарюши ироисхгщит не только вследствие ичзтенанпя темпершуры, но также ° резулшате происходящего прн резкцвв взмавепия числа молекул.
Это иеобходяиа принимать по внимаьше при эычислеаия относительных размераз проточных Частей ьом. прсссора з турбины 2.м*тегиАльиыи вАллнс Свнзь между катичествам продунтов рсакиин н ьохича. стзом реагирующих невест» устаиавливаетсп иа ссиав~ншг следующих положений. 1) эсе хини юскив ссеяяяеипя о.
стоят яз атомов Отдельных злеиентож оиязапаых в определенных часленимх соатналеииях; й) атомы при кнмпчесаж реюагигж сохраняют свою лнднвпдуальпкть, т е. прн ре-, акции происходит талька перегруппировка атомов. Например, при полном сгорании угаеваитарада С, Н, сатнашеиие между числоч участауащих в Оизкшп~ мол кул иппсыааегся уравнением С„1!з-';)хф — у) О,=.хСО,+ — уН,О, 2 в катарам х атаиам углерода в углеипдароде С„ Н са та вегствуег х молелул СО„у атомов водорода лагат юу г молекул Н,О; дая образования каждой молекулы углскиаз лоты необходима одва мплекула кислорода и саответствеи. 1з для каж.гой молекулы воды — половина ткзлекулы кис.
гргкзегг~кц но до резккна былг 1+х+ — у молекул, Т , носк, рсчнцчн стало л —, г-у молекул 11оэтосу нри сго- 3 1,яг1н одной молекулы газзобразяог углсволородв нронсх лог ! нз мнение числа молекул вз --д — 1.Уменыоепие нлнувелк- 4 „ яю объема нродуктов реакция ос сравнению с объемом о;аг нгов про том же Лавленни н температуре заносит смоке Ш агрегатного состоюгия углеводорода Если углеводород жидкий, го его объемок~ обычно пренебрегают; прн газообразном составы ш углеводород обычна сымают идеальным гвэокт Оякеи» с «ош ~ слз асе тчаствуюноы в регисцнн вещества — одезтьные газы и тн инсгот пренебрежимо малые объемы, то жкгеневие объена (ири восшюшых темвершуре и давленгн|) мшкес быть наилсио но изме:генюо выла молекул. Илге.~ьпый ~зз оолчивяется закону РР=- Хйу.
гд Р— данлоияв; 1г — обтлм; Т вЂ” абсолютная температура, Кг †- гасло молей газа, равное час~ному от лелсноя веса газа на шо молекулярный все, Р— уннверсальнаи газовая постоянная, Вгп задок с бохылой точностью снрвкедлнв н чти дзш зкмх гатов, с коюрыми всгрешютси пря нсследовагши процесса .горзн1ж и гззовых турбшгах 1'нвотеза Авогадро, высказанная исторически раньше, чеч этот затон, являешься его следствием.
Согласно этой ги. вошле: В раиных объемах различных газов нрн рзвныт давле- """ 'г температуре содержимя рваное жсло молезсулж Ез основании угглэашюго закона можно ванги взмеае- ние обьема при реакшш. В качестве примерз рзссмотрям сгорачие агава нри высоких температурзх и умеренных лав. ле~'нях. так как црв этих уславнят этан н водяной пар, так же яак кислород и углекиочый гач, мо>«по счвтать вдезль- ы иытш гатзтш. Эгн услояи» соотпстгпгуют пране;ст сшрзаия и аз жой т>рбине.
Ураэиепие реакция будет Г,Н,-ЬЗ- О,=йОО, ч-ЗН О Ло реакции было 4'Л моля, после реакции сга.то 5 мо.~ей, т е. объем газа узеличнлс ° на Чт малнгмаль топлива прн тех же!шгшенин я гешературе. При зтои также прел. полагаемся, по объем гззпяой смеси ранен сумме объемов ьоыпонеитоа, взятых яри течперагуре и давлении смеси. Эш допущение яаляется слсдстяаем экспериментально устгзгзоменного закона Ла ~атаги, согласяо кшоротгу абшее дзгыеиие стыси, т. е. давлспие.
гамернечое обычными прабораыч, равно сумме парциальных давлений компанеитоз. и е таатепнй, которые имаш бы помпоны~ты, ссгш бы каждый нз них занимая весь объем Закон Лзльтоза можно, 1и. тать сирине.шивыч и для реальных смссейз газов и парол Гпапримегч, водяного и рат в условиях рабочих процессов газовых турбин, хотя ирн зысоких плотностях агат заков яе шьгта ей ж т а шея. Таким образом, если смешиваются газы и, Ь,, й, занимаю~две прн стандартных давлении и тсычервтуре 1оъемм соотзетстгыино Р„, Рь..
Ры то объем сьгес~ Л должен быть такилг, чтобы сутзтгп парцязльных лавленпй р,, Рь..., Р, была раена обпте ~у начагшномч дая.ю. ш и) Р Тогда Л„Р-:Уг„Р. п так ьзк те шгршура пг ~зькеястся, то 1'ь ь' р л..й и=р откуда Тзьыи брзюч, ю кч е и п,ге л ны ыы р и ст объемоа, которые они занчмя.ш до смшнечия. Следсыатегпно, хотя гзюаая смесь однородна по составу п каждый коч. поиенг ра прсделеп ао всем объеме смеси, можно потьзо. язться пояятиеч обьемиого состава смеси Прл расчетах изменения объема при резкшш пеобтолп мо различать три случая: Топливо газообразное, температура продуктов сгорания иссыка высока нчн они сильно разбаалеяы воздухом ~последне лпз услояпя имеют чести прп сгорании и газо- !2 и рози б В ~ м случаг все газы иаьло сии~ага в,ш,„ъииытьпг и отношение ик объеьтов равмо шиошегп ю чисаа илси Для углеволорола С, Н относитегшное изменение бъ ча равно ч У вЂ” ' —,воль,'.коль про~геагггровавасго кослороаа 1.
'7 Топливо гв рлое олп жидкое; ос~альиьге усзоаия ,иы,южюны указанным выше Объем гоплииа тюжио сшг.пъ пренебрежимо малым, и изменение объема опрелелвсгся оптошенпем числа молей продуктов сгорания и сю.сштегш Длп углеводорода С„Нг относительмос взчеиеииг объг и равно у воль Оюль про рсаги рова аж сг г пи свор ~дв у у- уемпсразуры реагентов и протуктов сгорании иИли, водяной пар можпо считать полвостыо скапдепсиршгавшаися я поэтому залимаюшитг пренебрежимо милыя объем. Это измит место при гюовом анал~гзе, когда изменение объема вследствие реакции гюпальзуется дли опрсджюиия согтава ~зтв При зюм, песмотря на то, что прц ком.'жтвой тгм гера- тург валиной чар нельзя сюйать полпостыо сьогшепсиро. вавшимся, резулюагы алалиаз дают правильный состав газа, так как ствиеиь аасыжеяия смеси воджгыи паром остается постояшюй.
Для газсобразвого и жидка~о (с превгебрстггг~ ю малым объемом> углеводоро и1 С,Й„отштсл ггчт.- иые изчеисиии объеча соответчтвеиио равны; — — ~ л — — згггюзл и* ч- >' ч У «рор агировавшег 1гис.юрода. оа я гжа таю» М Обмчио для изучения и коитроля процесса горения .'ми"тъзуется апазов~ура для газовою завлита, тапи'шым .гггжио считать прибор Орса При анализе п прибор Орса ~з Сю(ьошщ маш Каждый атом определенного элсментз в любом и(мнчесиам соединении нл(сет одяу и ту ж( маху Поэтому можно па урзвпеняю химической резкшп( нзйтн м осы резгенточ и продуктов резкцлп.
'. )(„» э„,/ в»« (н,оао 0 02,000 '2,0(С 28,0.'( Н,О(О ла,'О(О (З,а(0 Ь(,070 О, и, (.Фм (4, ООЭ 12,010 22.070 Атомиые н молекулярные веса веществ, обычно обраэт(ащнхся щщ сгорания топлива в гавань(х турбвиях, зрнведс,(ы в табл. 1-1, Д.*сятвчнытщ звяками ооычно пренебрегэгат. эабяршо( прн зтм(юферном двв.(енин 100 и.( (зз эой ° ( насыщенной водяным парам. Дзлсе рнллнчныии резк(овэ ми погчощзвжпоследовэтельпоотдсльпые яампанеигы СО(, О, и т, д., прочем смесь остеегся»(зсыщенной водяным парам, и изменяются объемы сстзющихсн смесей при том же згиасферном лнв.(е(зи В рсщ тьтвтс палучнется тзк вазыэаемый объемный са гзв сухой газовой смеси, вырэженный в процентах. Сл(дует отметить, чта хшя месь,( л сыщеин вц(япыч пером, тем яе мелев при низ эпзе получается схтав:сухого га(з», так квк прв по(лощ (шн реактивами пекондел(сярующпхся газов одиовремешю происходит и «анденсация водяного пзрэ в обьеме, ззпямнвшюия поглощеняьщ гззом Согзв всеа смеси, включая водяной пзр, называехя составом «в.(зжного (ююл, Ом(Око этот состав не может быть получен агычным э (элизам, гзк кзк рзчделение сл(есп вв отдельоям ( ом юиенгы, имеющие одно и то же вэчзльнае общее давление, фязнчнмко невозможно вследствие жждм(свили воды.
В дэльнейшеи герьшнам «объемный состав» будет обощз атлся схган гзэз, пол» шнный прп ниалим в при боре твоя Орсэ гсвтта с тпашевия масс. (12к+У)+(32к.(-8у) =(44к) ( (й ) тзавьг образом, ашшчестз, нислорода, необх здимос лтн полн го сгорания ! г С, Нг, равно; Зз — зу !5* ' у Для ш~стого уттеродв н частота водорода получас~он сответстаенно 2,67 н 8 г; лтя углеводородов, входашнт в сатзв обьшпмх тсплва, вта величяпа равна огшто 3,48 з. В аа нстзш окнслитешь содертаащего 1ошчород, несбходнмыв дзя пронесса гпреноя, а гааозых турбннах, а также обы шо н н лругих случаях вспоаьзуется воздух.
Поетшзу в смссп аненпся Н друшш газы, хоторые пе прнавншат уча. сша в рсааннш Состав воздуха и неиоторые его свойства приведены в табл. 1-2 Обычззо с достаточной точностью можно прванчать, что воздух сосшнт нз азота н ааслорода, прашч седей жаюте последнего но объему н па весу соответсмвенно 21 н 23,2гй. О, С , стхш озхт * м, (» (чр п! 75,55 / 5,55 75кж ~ з,з5 Рассмотрим методику прнменення уравнении матернзльшч ~ ба.тзгша н реахннв горення для решення двух основных чалаш г5 Нззп ч ранна С„Н„наса (часом) реагсншв поз!маются :, шхшощнм образоч.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
