. p> Кількість тепла, яке здатна відняти вода із зони горіння при повному її випаровуванні і нагріванні водяної пари до температури потухання полум'я, розраховується за формулою
, (14)
де Qн.в - кількість тепла, що витрачається на нагрів води до температури кипіння, кДж;
Qисп - кількість тепла, що витрачається на випаровування води, кДж;
Qн.п - кількість тепла, що витрачається на нагрівання пари від 100 оС до температури потухання полум'я, кДж.
Після підстановки в (14) маси води і водяної пари (mв, mп) середніх питомих теплоємність води і водяної пари (СРВ, УРП), питомої теплоти пароутворення води Lв, отримаємо:
, (15)
Якщо в якості вихідних даних у вираз (15) підставити mв = m п = 1 кг, Ткип = 373 К, Т0 = 293 К, Lв = 2256 кДж/кг, = 4,18 кДж/(кг град),
= 2,2 кДж/(кг град) у діапазоні температур 373-1373 К, отримаємо: = 4570 кДж/кг.
В залежності від температури полум'яного горіння, питома величина теплоот'ема може скласти від 4400 до 5000 кДж на кг поданої в зону горіння води, за умови її повного випаровування і нагрівання водяної пари до Тпот.
При витраті води nв (л/с) інтенсивність відводу тепла (в кДж/с) від факела полум'я при зазначених умовах буде дорівнює:
qотв = nв. (16)
Згідно теплової теорії, горіння припинитися, якщо фактична інтенсивність тепловідведення буде більше необхідної для припинення цього процесу величини:
>, (17)
З урахуванням виразів (8, 9, 16, 17), необхідний для припинення горіння витрата води розраховується за формулою:
nв> =. (18)
Насправді витрата води, що забезпечує гасіння газових факелів, може бути як вище, так і нижче значення nв, знайденого таким способом. Це залежить від швидкості витікання газового струменя. Чим нижче швидкість витікання, тим менше турбулентність потоку газу і, відповідно, менше ступінь дроблення води. У результаті цього великі краплі випадають із зони горіння, не всі краплі встигають випаруватися і не весь утворився пар встигає нагрітися до Тпот, тобто фактичне значення буде менше розрахункового. Відповідно фактичний витрата води може бути більше розрахункового. Із збільшенням швидкості витікання газу ступінь дроблення води зростає. Відповідно збільшується і її корисне використання. Крім того, зі збільшенням швидкості витікання газу все більше зростає внесок аеродинамічного чинника, що сприяє порушенню стійкості факела. Тому при великому дебіте газового фонтану фактичний витрата води, що приводить до припинення горіння, може бути менше теоретичного. br/>
4. Завдання на курсову роботу (варіант 5603)
Використовуємо характеристики компактного газового фонтану складу:
Метан СН4 84%
