Определение расхода воздуха на сжигание топлива

Так как при сжигании топлива в технических установках (топки, двигатели) кислород, используемый для окисления горючих составляющих, вносится воздухом, то при определении его расхода необходимо учитывать содержание в воздухе не участвующих в горении азота и водяных паров.

Состав сухого воздуха может быть принят следующим (без учета содержащихся в нем незначительных количеств инертных газов и углекислоты):

Содержание паров воды в воздухе, зависящее от его температуры и степени насыщения, при необходимости может быть точно учтено.

При обычных условиях (температурах 0 – 20 °С, степени насыщения φ = 60 %) содержание влаги не превышает 12 г/м³ или 1 % по объему влажного воздуха.

Например, требуется определить расход воздуха для сжигания топлива (чистый углерод).

    Из уравнения С + О₂ = СО₂  следует, что 1 кг С сгорая до СО₂, требует  кислорода. С этим количеством кислорода в топку будет подано азота

N₂ ,

и, следовательно, масса подаваемого на горение воздуха составит 2,67+8,83 = 11,5 кг.

Таким образом, наименьшее количество воздуха, необходимое для сжигания 1 кг топлива (углерода), называемое теоретическим, составляет

= 11,5 кг/кг. Это количество воздуха при температуре 0 °С и атмосферном давлении 760 мм рт. ст. занимает объем  м³, где ρ = 1,293 кг/м³ – плотность воздуха при нормальных условиях.

Для обеспечения полноты сгорания топлива в топку, как правило, приходится вводить большее количество воздуха, чем требуется исходя из стехиометрического уравнения. Отношение объема воздуха, реально подаваемого в топку, к объему теоретически необходимого называется коэффициентом избытка воздуха . Избыточный воздух переходит в продукты сгорания, что увеличивает их объём (массу) и снижение жаропроизводительности топлива.