Расчет камеры сгорания

Топливо — природный газ Шуртанского месторождения.

Объемный состав газа:

СН₄       –  90,6 %,

С₂Н₆             –  3,45 %,

С₃Н₈      –  0,9 %,

С₄Н₁₀     –  0,38 %,

С₅Н₁₂     –  0,3 %,

Н₂S        –  0,08 %,

СО₂       –  2,69 %,

О₂          –  1,6 %.

Низшая теплота сгорания Q  = 48340 кДж/кг.

Физической теплотой вносимой в камеру сгорания пренебрегаем. Примем КПД камеры сгорания h _кс = 0,98. Тогда относительное количество воздуха, содержащееся в продуктах сгорания при температуре t ₃ = 750 °C за камерой сгорания составит:

g_в = [ Q ∙ h _кс + L ₀ ∙i ₂ – (L ₀ + 1) ∙i _3(a=1)]/(i _{3 в} – i ₂) =

= [48340∙0,98 + 16,43∙266,79 – (16,43 + 1)∙905,916]/(799,10 – 266,79) =

= 67,63 кг/кг.

Здесь L ₀ = 16,43 кг/кг — теоретическая масса воздуха, необходимая для сгорания 1 кг топлива; i _3(a=1) = f (t ₃) — энтальпия продуктов сгорания при коэффициенте избытка воздуха a = 1; i _{3 в} = f (t ₃) — энтальпия воздуха при температуре на выходе из камеры сгорания.

Коэффициент избытка воздуха на выходе из камеры сгорания составит:

a = (L ₀ + g_в)/ L ₀ = (16,43 + 67,63)/16,43 = 5,116.

Удельный расход рабочего тела в камере сгорания увеличился на величину

g_в = 1/(a∙ L ₀) = 1/(5,116∙16,43) = 0,0119 кг/кг.