ктів горіння:
СО2? 2СО + О2 - 12645 кДж/нм3 СО, (8.1)
Н2О? 2 Н2 + О2 - 10802 кДж/нм3 Н2, (8.2)
Н2О? Н2 + 2 ОН - 10802 кДж/нм3 ВІН. (8.3)
Помітна дисоціація СО2 починається при температурах вище 1 500 Вє С, а водяної пари - вище 1600 < span align = "justify"> Вє С.
При температурах вище 2200 Вє З дисоціації піддаються й інші гази, в результаті чого в продуктах згоряння вуглеводневого палива містяться 11 компонентів: СО2, СО, Н2О, Н2, N2, О2, ОН, Н, О, N, N О.
При проведення розрахунків розрізняють три температури горіння: адіабатних (калориметричну), теоретичну і дійсну.
8.2 Розрахунок адіабатної температури горіння tа
Розрахунок адіабатної температури горіння проводиться при наступних припущеннях. Дисоціації в димових газах немає. Процес повного згоряння палива відбувається при постійному тиску. Простір, де відбувається горіння палива і знаходяться димові гази ізольовано від навколишнього середовища. Тобто до димових газах з навколишнього середовища теплота не підводить і від них у навколишнє середовище не відводиться. Такі умови ізоляції називаються адіабатних. При цьому вся хімічна енергія згорілого палива передається тільки димовим газам. p> При згорянні 1 кг або 1 м3 палива хімічна енергія може бути визначена як нижча робоча теплота згоряння палива.
Відповідно до визначення, яке було дано вище, це справедливо для випадку: коли паливо і окислювач при вступі в реакцію мали температуру 0 Вє С; коли виключається процес конденсації водяної пари (не враховується теплота їх конденсації та ін.)
У таких умовах (без дисоціації) об'єм димових газів складається, як було показано вище, з:
(8.4)
де Vi - наведений обсяг i-го компонента димових газів, нм3/кг, нм3/нм3.
Формулу для обчислення адіабатної температури горіння tа можна отримати з розгляду ізобарного процесу охолодження цих димових газів від tа до 0 Вє С:
, (8.5)
де СPI - середня об'ємна теплоємність при постійному тиску i-го компонента димових газів, кДж/(м3 В· К).
З рівняння (8.5) отримуємо формулу для tа:
, Вє С. (8.6)
Примітка:
Попередній підігрів палива та окислювача (повітря) підвищує адіабатних температуру горіння tа. Наприклад, якщо до палива підвести теплоту QТ, то його температура зросте від 0 Вє С до деякої температури tТ. Отже в цьому випадку, щоб охолодити димові гази від tа до 0 Вє С, від них буде потрібно відвести більшу кількість теплоти, яке складається з суми, QТ, Qок. Відповідно замість рівняння (8.5) ми отримуємо:
+ QТ + Qок =, (8.7)
де Qок - теплота заздалегідь підведена до окислювача.
З рівняння (8.7) отримуємо формулу:
, Вє С. (8.8)
Значення QТ і Qок визначаються як теплоти, підведені при постійному тиску до 1 кг або 1 м3 палива і до дійсному обсягу повітря відповідно:
QТ = СРТ В· (tТ - 0) = СРТ В· tТ, (8.9)
Qок = СРВ В· (tок - 0) В· = СРВ В· tок В·, (8.10)
де СРТ і СРВ - середні питомі теплоємності палива і повітря при постійному тиску, кДж/(кг В· К);
tок - температура, яку буде мати дійсний повітря після підведення Qок, оС.
Фізичний зміст tа - це температура, яку могли б мати димові гази після повного згоряння палива, якби не було дисоціації і відводу теплоти від них в навколишнє середовище.
.3 Розрахунок теоретичної температури горіння tт
Теоретична температура горіння палива tТ розраховується з урахуванням дисоціації продуктів згоряння, але без урахування втрат тепла від димових газів у навколишнє середовище. Тобто, tТ, так само як tа, розраховується для умов адіабатних кордонів області горіння. p> Очевидно, що tТ буде менше tа через те, що частина теплоти, що виділилася при згоранні 1 кг або 1 м3 палива, буде витрачена на реакції дисоціації. З урахуванням останньої обставини, якщо повторити всі міркування, що стосуються розрахунку tа, можна отримати формулу для обчислення теоретичної температури горіння палива:
, (8.11)
де Qд - теплота, що витрачається на дисоціацію продуктів згоряння,
кДж/кг або кДж/нм3;
Vi - приведені обсяги компонентів у димових газах з урахуванням
дисоціації, нм3/кг або нм3/нм3;
n - число компонентів з урахуванням дисоціації.
Так як при t <2200 Вє С дисоціює лише мала частина СО2 і Н2О, а продукти дисоціації в загальному обсязі продуктів згоряння становлять ще меншу частину, для спрощеного розрахунку теоретичної температури горіння прийм...
