> Енергетичні потоки, що входять в КА, вносяться відповідними матеріальними потоками: живильною водою, паливом і повітрям.
Аналогічним чином справа йде і з вихідними з КА енергетичними потоками, за одним винятком. До виходять потокам додатково приєднується потік енергії, що втрачається робочим об'ємом КА через обмурівку в навколишнє середовище через різницю температур всередині і зовні КА (за рахунок зовнішнього охолодження КА). p align="justify"> Зображений на рис. 9.1 котельний агрегат є відкритою термодинамічною системою, яка за визначенням, може обмінюватися з навколишнім середовищем і речовиною і енергією. Як і для будь термодинамічної системи, для працюючого КА виконується I закон термодинаміки. Розглянемо роботу КА протягом деякого інтервалу часу, тобто процес переходу термодинамічної системи - КА зі стану 1 (початковий момент часу) у стан 2 (кінцевий момент часу). Відповідно до I законом термодинаміки, для такого процесу в загальному вигляді можна записати:
U2 - U1 = Q? ? L, кДж, (9.3)
де U1 і U2 - значення внутрішньої енергії КА на початку і кінці процесу відповідно, кДж;
Q? ? алгебраїчна сума всіх теплот, підведених до КА і відведених від нього за вказаний інтервал часу, кДж;
L - механічна робота, здійснена в ході процесу і передана в навколишнє середовище, кДж.
Зазначимо, що всередині КА при його функціонуванні ніякої механічної роботи не проводиться, тобто L = 0. Так як КА працює в стаціонарному режимі, то його внутрішня енергія не змінюється в часі, тобто U2 = U1. Отже, з (9.3) отримуємо:
Q? = 0, кДж. (9.4)
Очевидно, що Q? це різниця між підводиться і відводиться від КА енергії:
Q? = QПОД - Qот, кДж, (9.5)
де QПОД і Qот - сумарні енергії, які за час розглянутого процесу підводяться до КА і відводяться від нього відповідно.
Зіставляючи (9.4) і (9.5) отримуємо:
QПОД = Qот, кДж. (9.6)
Рівняння (9.6) називається рівнянням теплового балансу КА (випливає з I закону термодинаміки).
Розділимо обидві частини рівності (9.6) на тривалість інтервалу часу??, з, від початкового стану 1 до кінцевого стану 2, і запровадимо позначення і.
Тоді замість (9.6) отримуємо:
QВХ = QВИХ, кДж/с = кВт, (9.7)
де QВХ і QВИХ - входять до КА і виходять з нього в одиницю часу сумарні потоки енергії.
Підставимо в (9.7) замість QВХ і QВИХ доданки, з яких вони складаються. В результаті отримуємо балансове рівняння для потоків енергії в одиницю часу:
QХТ + QФТ + QВОЗД + QПВ = Qпп + QНП + qпр + QДГ +
+ QХНТ + QМНТ + QНО + QШЛ, кВт, (9.8)
де QХТ і QФТ - енергія, що вноситься паливом, хімічна і фізична відповідно, кВт;
QВОЗД - енергія, що вноситься повітрям, кВт;
QПВ - енергія, що вноситься живильною водою, кВт;
Qпп - енергія, що виноситься перегрітою парою, кВт;
QНП - енергія, що виноситься насиченою парою, кВт;
qпр - енергія, що виноситься котлової (продувочной) водою, кВт;
QДГ - енергія, що виноситься димовими газами, включаючи частинки золи, кВт;
QХНТ - енергія, що виноситься за хімічного недожога палива (хімічна енергія неповного згорання), кВт;
QМНТ - енергія, що виноситься через механічноїнеповноти горіння (недожог палива в шлаку, провал палива через колосникові грати і винесення дрібних частинок палива газовим потоком), кВт;
QНО - енергія, що виноситься через зовнішнього охолодження КА (за рахунок теплопередачі через огородження робочого об'єму), кВт;
QШЛ - енергія, що виноситься з шлаком, кВт.
Представлення КА у вигляді В«чорного ящикаВ» для складання теплового балансу показано на рис. 9.2. br/>В
Рис. 9.2. Схема котельного агрегату у вигляді В«чорного ящикаВ» для теплового балансу
Розглянемо більш докладно доданки, що входять в рівняння (9.8).
Значення QХТ, QФТ визначаються з очевидних співвідношенням:
QХТ = ВТ В·, кВт, (9.9)
QФТ = ВТ В·, кВт, (9.10)
де ВТ? витрата палива на КА, кг/с;
? нижча робоча теплота згоряння, кДж/кг;
QТ = В· (tT - 0) = В· tT - фізична теплота палива, тобто це теплота, витрачена на нагрівання 1 кг палива в пристроях, що не входять до складу КА (тобто працюючих не шляхом використання теплоти відхідних димових газів), кДж/кг;
і tT - питома теплоємність, кДж/(кг? К), і температура, оС, робочого пального.
При розрахунку QВОЗД слід враховувати, що повітря може бути попередньо нагрітий в пристроях, що не входять в КА. Початкова температура холодного повітря tхв, оС, при відсутності спеціальних вказівок, приймається рівною 30 о...
