.п.). При цьому прийнято, що нижча робоча теплота згоряння умовного палива складає 29300 кДж/кг у.п. (7000 ккал/кг у.п.). p> Витрати або обсяг реального палива завжди можна перерахувати у витрати (обсяг) умовного палива.
Наприклад: нехай в тепловому агрегаті витрачається в одиницю часу В, кг/с, твердого палива з нижчою робочою теплотою згоряння, кДж/кг. Відповідно в цьому тепловому агрегаті в одиницю часу витрачається теплота:
QТЕХ = В В·, (5.1)
де QТЕХ - теплота на здійснення технологічного процесу, кДж/с.
Величина QТЕХ при будь-якому виді палива повинна залишатися незмінною, зокрема, і при використанні умовного палива:
QТЕХ = В В· = ВУ.Т В· 29300, (5.2)
де ВУ.Т - витрата умовного палива в розглянутому тепловому агрегаті, кг у.п./с або т у.п./с.
З (5.2) отримуємо:
ВУ.Т = В В· Е, кг у.п. /С або т у.п./с, (5.3)
де Е = - безрозмірна величина, яка називається тепловою еквівалент палива.
6. Розрахунок горіння палива
6.1 Загальні відомості
Для спалювання палива в топках і пальниках використовується, як правило, атмосферне повітря.
Склад сухого атмосферного повітря наведено в табл. 6.1. br/>
Т а б л і ц а 6.1
Склад сухого атмосферного повітря в нижніх шарах атмосфери
Гази атмосфериСодержаніе, об. % Гази атмосфериСодержаніе, об. % Азот, N278, 09Кріптон, Kr10-4Кіслород, O220, 95Водород, H25 В· 10-5Аргон, Ar0, 93Полуоксід, N2O5 В· 10-5Углекіслота, CO20, 03Ксенон, Xe8 В· 10-6Неон, Ne8 В· 10-3Озон, O310-6Гелій , He5, 24 В· 10-3Реній, Rn6 В· 10-18
Також в атмосферному повітрі міститься деяка кількість водяної пари, яке визначає його вологість. Кількість водяної пари в атмосферному повітрі коливається від 0,1 до 2,8 об. % Залежно від сезону, клімату і погоди. p align="justify"> У багатьох теплотехнічних розрахунках наявністю у повітрі Ar, CO2 і т.д. можна знехтувати без істотного зниження точності результату. Тобто приймається, що сухе повітря складається з двох компонентів - азоту (N2) і кисню (O2):
N2 = В· 100 = 79%, (6.1)
O2 = В· 100 = 21%, (6.2)
де і - об'ємні частки азоту і кисню (безрозмірні величини); N2 і O2 - об'ємні відсотки азоту і кисню в сухому повітрі,%.
Вологість повітря приймається постійною і рівною 10 г Н2О на 1 кг повітря [5].
З (6.1) і (6.2) випливає, що в сухому повітрі на один об'єм О2 доводиться: обсягів N2; обсягів самого повітря.
Теоретично необхідний обсяг повітря - це мінімальний об'єм повітря, який буде потрібно для повного згоряння 1 кг або 1 м3 палива.
На практиці, для досягнення повного згорання палива повітря подають більше, ніж теоретично необхідно. Це відбувається через те, що ідеально перемішати пальне і окислювач в реальних топках і пальниках неможливо. Відповідно з цим фактом вводиться важлива технічна характеристика горіння - коефіцієнт надлишку повітря?: br/>
, (6.3)
де VO - теоретично необхідний об'єм повітря, нм3/кг (нм3/нм3); VД - дійсний об'єм повітря, нм3/кг (нм3/нм3).
Значення VO визначається з стехіометричних рівнянь хімічних реакцій окислення горючих елементів палива. Значення VД визначається в результаті експериментальної відпрацювання режимів для конкретних топок і пальників. br/>
6.2 Розрахунок обсягу повітря при горінні твердого та рідкого палива
Елементарний робочий склад твердого та рідкого палива, як було показано вище, задається масовими,%. Наприклад, високосірчистий мазут має наступний склад [13]:
СРНР NРОРАРWРСумма,% 83,010,42,80,7-0,13,0100,0
Горючими елементами в паливі є: вуглець, водень, сірка.
Розглянемо стехіометричні реакції повного окиснення цих елементів:
С + О2 = СО2; (6.4)
S + О2 = SО2; (6.5)
Н2 + 0,5 О2 = Н2О. (6.6)
З (6.4) випливає, що для окислення 1 кмоль я С потрібно 1 кмоль О2. Маса 1 кмоля вуглецю, як відомо, становить 12 кг. Обсяг 1 кмоля будь-якого ідеального газу при нормальних умовах, у відповідності зі слідством з закону Авогадро, дорівнює 22,4 м3. p align="justify"> Таким чином, для повного окислення 12 кг З буде потрібно 22,4 нм3 О2. Одному обсягом кисню в повітрі відповідає 4,76 обсягу самого повітря. Значить, для повного спалювання 12 кг вуглецю буде потрібно 4,76 В· 22,4 нм3 повітря. Відповідно теоретичний об'єм повітря в разі горіння вуглецю буде дорівнює:
VO =, нм3/кг вуглецю, (6.7)
де n - коефіцієнт, котрий перед О2 в стехиометрическом рівня...
