Основы теории горения Сполдинг Д.Б. (1014184), страница 3
Текст из файла (страница 3)
С.",+(. + —,У)(у,=кСО,+,' уНГ3 я7 ра чст опани вродуюгю сгорзнпя, аорязующнхся при сгорании топлива заданного састсаз прн задаичои со стане сноса (отиошеппн ногоиых количеств воздуха п топ- ливаН 67 расчет состава смеси и элеиентарного состава топли- ва по нзяесгноьгу составу продуКтов сгораияя. Ограначимся случаем яроцоле сгорания прп наличии яз. быточяого воздуха, а также предположим, г~о сгарашю про- исходит до конечных прогбьюв реакции СОз и Н,О. Есин количество воздуха недостаточно для полного сгорания топ.
лиаз, что редко бывзет прн рабоэе газовых турбин, то по- ставленные задачи уже не ьюгут быть решены при поиощн одного лпшь уравнения матсрвалыюго баланса, югп случай будет рзссмогрен в кгшце главы, В качестве примера рассьготрньэ сгорание углеводорода С„77, С «ебсльшими изменениями, указанными ниже, че. годнка расчета может быт испогьзованв и я гах слу- чаях, когда в топливе содержится кисгюрот и другие э ы. менты, а7 Из уразнпшя т пшч ской реакции слечщ ~ по для зу сгорэшш 1 а С, Нз необходимо ', г О, и сбрюуется ~з" ч- г ггл ч- у — г СОс Колггчсстно водппого и ~рз, образуюше:эся прп резьшш, пс может быть определено прайором Орса я поэтому ае учч. тызается.
Обоззз ягм состав снеси через Е; очевидно, з Л г воздуха содержится 0,2322 г О, я 0,7682 з Нэ. Поэгону в продэтг~зх сшрзяия 1 з С,Н, солержится ы* — * — з СО„ 1З, у 02322- =Н вЂ” У- О Тх -у 0,7682 г Мс Для гога чтобы найти объемный состав сухнх прилук. шв сгорания, раздеявч найденные ясличпны на н пеку. аярные веса соответствующих газов, Тогда объемы кон. панентов булут находнтьсн н пропорции 1ш ьу йш Ру — — СО, 0,007252 — .,—, . — О, 0,027732Н,.
Для штсвоюр лш бы ш к оп па ( =2т ь сз'ло ва ельни, йтс —",~ -(-(,бз ьс, Встп пзвытио также содержание в продуктах сгоранш кислорода и азота, ю ьгожво найти и другая выраже~ п~ для расчета состава смеси: д.гя этого т.тедуст подставить со дсришнис этих ком'.зонснтов в правсдснныо вышг тсорсшшс скис формулы, В обшом случае яайлснные таины образы вс.гичяны Е будут ньс олььо отлнчаться между собой вслсл стане ншгижжвьгх ошлбок ори анализе продуктов стираны Вели шва й, пайдслиая по содержанию СОт, обычво нанбат лсс надежна; дружа выражения содержат малые раэносг больнгих наличии, Полный зналпз зриоором Орса даат больше, 'гам нсос ходимо, данньы л та опрсдялсняя оттава смсся. Понтону эг, даппыс можно использовать так;кс дзш опродедения эт иси эоряого состава топлива. Однако эта тараьтсристньз толли ва более про:то н точно иожс быть найдсна друшми мого лами.
Вснх прибоюм Орса опредслсн состав продукта сто разия и пзвссгяо также содернюнис углерода в топливо, т состав смссп можао опрсделить по отгюшсшно вссовыь со дсржанвй углсрода и ззота. Эти отношсппя д'и продуктов сгора~1ш и исходной смс сп ' соотвстсывшпю равны "со, Ы ои, 'хй' п "с о,гонг гдс л н 0,768 — весовые до.ш углсродз и азота соотвсг спзсшю в топливо и воздухс. Отиапынос С,3 нс пзиенастсн при реакции, пгыгоиу яс:ч, зв о,гав у, ' и ' с '=, Эгог истод особенно удобсн в случш топ.шва сяожногг с ~става.
Оп молот быть также использован прв наличю в продуктах сгорания н вон углерода, п этом случае о ь посладнсй форчуло сдсдуст заченпгь на (ос +ос ( (Рс О" ""' (3 энеРГетнческин Бллянс В.,слгд, км говтргтть об взченснпят энсрмш нрд юцпо , „ой реакшш, ясобгшд шо дать точльк опредепашя не«о. ОР гсрмодинамгшсскэк понятий. Определевяя понятдб ,сп.то» и «работа» офорттутированы Ейпнэноч ЕКеепап, бт~Р следующим Обрзэоч: «::.епло — зто то, чш прн наличии разности теьгператур «рстоДЯт От О.ГНОЙ СнетЕМЫ К ДРУГОЙ, ИМЕЮЩЕЙ бОЛЕЕ ГШЗ11О тсчпературу, когда этн системы проведены в соприосновенве Работа пе,*живется ог о.шоа ггктсмы гк другойт „„„ ,, ,Он.лпбс ВВЗННОдевсгВин.
Оцли цеинстВснный Внешний Ос шошепяю к первой системе результат эквивз.клтеп польму грузя» '. Н,ш ютсе важным в этой формугшровке является у гпшвдснпс, Оо гипс шило, таге и работа выявляютси лишь з псзедже крез грани шую повертяссть материальной систсчы. 1глгочу нельзя считать, что китшческая реакция действительно освобождает тшшо в рса1врующси всщс:твс, это эевер~гое представлегше может прпжктгт к пепраагьт чым ыводэм Теи ае менее для инализа отле.ъиык процессов гзменение состава без подвода тепла можно заменять подюдом тепла без измскеиия состтва; одяако это только удоб~ый просп, а нс аписа:гие явления.
Пр Взээимр к ии Первый »акоп термодяпетагкп чожно шпш пть в форне я — йг== НГ, ч Ет -- ы гш кство г п м, пола д шше я снеге к; щ — «Олпчество рзбапэ, олноврсчгнно совершенное ся. сг цон, -' — сооше.ствующсс из»мнение вяттрснней энергин с ~сто мы т1фого шварв, пьслетнсе »равны ие неляежя просто орелелешем внутречней энергии Е. Ввжныч следствием ервого закона является утвержденне, что вчувресняя энер- Рн В В с О вой шо шкгсчы п по»тот~у фупка~я сосгаяпчя ~сэстгы ' Ф !э В пробюнэх, связаннык с угтачоапвшимс» течышем, боту газ«темы удобно разделять па дв.
чзсщ: рзботу д жанна, которую совершают лвпж!шиеся участья граяпч1 повсркности, отдетяюггтей снсшну от внешней среды, п боту вала, которая отводятся от шктены чо валу. Раб дввження при перемещении снсгемы из пэложенмя ! в по жение 2 равна !Руб!з — (Р$')ь где Р н Р— соогпет тве1 давление и объем системы.
Эн тальник с«стены К нвляюгцаггса ф,акцией сосз нля спсгеэгы, опраделашсн ураансчн м УУ.—. и+ РР, где бУ вЂ” внутреаннн энергия Е при отсутствия энергс ческчх зффактов, вызвааных свламн тлжег движением, электрнгаством, магнетизмом и пяллнрнастью. Если бУ = Е, то перэый закон термодннамнкн для ст чая установившегося потока может быть записан е вн гу — !Тг, =- дуб, где йг,— работа вала Если прн лилп~ческой реакцич отсутствует теплообм с внешней срюдпй, то температура попучзющнхся ородукэ отличается от температуры исходных веществ, Поэтам! д пряведення продуктов реаюпш ь исходной темвсратуре н обходим подвод вли отвод тепла. Соответствующее намин иве зпгахьпии зависггг от свойств реагирующих яеществ параметров их конечных состояний.
Последние являют' функциями диух неззвгсимых переменных; в:ли, начрине' выбраны дашгепие и температур» реаюзин, то теи свмь определяешя изменение знтальпив. Таким образом: «Если реакция идет слева направо (по тимическот уравггени|оЕ давление и температура реагевтап и продукт. реакции слннвьовы, например ! пга и 25'С, то тетлавой эг фект реа яии равев умепьшевню затальпии реагнруюш свесим Тшшоаой эффект реакцчн эюжет быть выражен в кол вли лпл!г моль одного из реагентов. Если процса: арон ходвт прз постоянном дзвленгш и не совершаешя нниакг другой рабаты, кроме работы движения, то уненгшевве з тальпи ~ равно волн могзу отводимого теп.гз «и )щьРамеР С4-СО,— --2СΠ— 41220 кал,'г ~оль С, 3636 ьпл,'г С.
Ощк »~ой реакции происходит уаелпчепис эптальппв, п .а тану тепло поглощается. Тзкие реакцин кюмвюотся згг;атерчпческимю». Реакции, при котармх происходит выгслквгге теп.аа, иааывг~отся «экзотермкческими» 3)гаме удобно, но з Рваной мере доп)стима, определить гамзой эффе г ланп*й реюсцип по умегкьшмкию вп)треняей пергни, нагла Реахцпя пратегшег пРи па:таянном объеме. 'еп.»азой эффект прп постоянном объеме болыие, чем тепювап эффект чри постоянном давлении, иа величину '11»,— )г~), юм Р— давление, Р~ и Уз —. соотзевствшшо абъи сыскчг до и после реакции.
Эта величина прелставляет со)ей ргботу расширения, когда реакция прсмсходит прн паггочппам давлении. Тепловым эффектом процесса сгораяия называется тепааяой эффект зкзатермпческой реакции между топлнзом и 'псла;юдам, идущей до образования наиоолее устойчявмх гкгюлов, напрписр СОз и Н,О. Эта яелвчипа иазывштса также тепло|варной способгцктыо илн теплотаарнсстью тазлиза. )апример, С 1. О,.—.»СО,+04062 апл)г лальС; 7831 калггС, Н, .). —.; О,=Н,О 1жпдк)+33888 кпл,'г Н, 1 =Н,О 1шз)+28670 ггпл)г Нг Нрв сгорании водорода и вообще вгегла, когда в яролук* к сгорания содержишя вода, последняя мажет ааходитьса " ш в жидком, нли в параобразваи состоянии.
В озотвег"зпи с этим Различают низшую и высшую шалотворныс васабпсстн; разнесть чежлу ничи равна скрмтой теплоте мраабраюванпя воды, которая травка|тельно велика, и па. по"у )мабходичо строго раалзчать условия, к которым оа и; и тепловой аффект. Сгорание в газовой турбапе пронсхалкш в прпсутствкп ""ьша'а кош яства пзтмточпого вазлуха, н кроме тот з~ продтшы сэорвпвя ~ю охлзлсдпютсв да тсьшсрзтурьь и которой водяной пар:гондепсируется, Поэтомт в дали случае имеет практическое значение только низшая тещ тварная способность В дзльнешпен юлшкенпн булег ! пользонатьсв !ккпючнтсзьио н ыпшя тсп ютао~ плв спо''( ность.
Лпа:югпчппе рзюи пм жмет места Меж:.у твнлотворпы счособностямн жадкого н газообразкого топлива Окпз это различив ма~не существенно, твк как скрмгая тепло аараобразовання дщдю|л топлив обычно очень тыла Твк образом, Г,Н )жвдк.)+)х ).у)4)О,=хСО,+у!2Н,О- ЬН„„„, С,Н )газ) — '(х+у)4)О„= лСО, -) уг2НэΠ— ЬН „„,+Ь, гд — ЬР!.„,„ — геплотворная способное~к С,Н „ нахог У' Шегпся перед сгорвпиеч в ж шкод сость пан; Ь вЂ” скрытая теплота парообразоввпиа С,Н пр стандартной температуре, обе ве.шчнн Выряжаются п хо 7,'г илп ггвл а ло углеводорола.
Теллогварцые с:икобности ьскоторых уцкводородоа юру~их топлив приведены в табл )-3. Общее число возможных реакций дюкс в тсч слу"пй если ограннчвться реакпияии, имен~шинн практический н! терес, весьма илико, и паэточу составление щблиц реакпн и соответсгвуюпшх теплавмт эффектов было бы вес~ма зг трудии~ельггызг. Поэтому обычна табулнруются тспсювь эффекты образования химических соединения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
