Энтальпия продуктов сгорания и воздуха

Энтальпия продуктов сгорания (кДж/кг; кДж/м ) 1 кг твердого, жидкого или 1 м газообразного топлива[2] определяется как сумма энтальпий продуктов сгорания J при =1, избыточного воздуха J и золы J (если А > , т.е.

(4.1)

Энтальпия продуктов сгорания (кДж/кг; кДж/м ) при = 1 и температуре газов ⁰С определяется по формуле

(4.2)

где V , V , V - теоретические объемы продуктов сгорания топлива, - энтальпия углекислоты, азота и водяных паров соответственно, кДж/ м .

Энтальпия воздуха (кДж/кг; кДж/м ) при = 1 и температуре газов ⁰С определяется по формуле

(4.3)

где V -теоретический объем воздуха, м /кг (м / м ); - энтальпия воздуха, (кДж/м ).

Энтальпия золы, кДж/кг

(4.4)

где - доля золы топлива, уносимой продуктами сгорания, - энтальпия золы, кДж/кг.

Значения энтальпий воздуха и золы приведены в приложении. - диаграмма для продуктов сгорания. Ее строят следующим образом: задают несколько значений температуры горения топлива q и вычисляют для них энтальпии продуктов сгорания. Затем, выбрав масштабы температур и энтальпий в прямоугольной системе координат, по точкам проводят прямую J= (рис. 4.1.). По - диаграмме находят теоретическую температуру горения топлива в топке котла.

Рис. 4.1

Задачи

4.1. Определить энтальпию продуктов сгорания на выходе из топки, получаемых при полном сгорании 1 кг карагандинского угля марки К следующего состава: ,если известно, что температура газов на выходе из топки равна , для золя топлива, уносимой продуктами сгорания и приведенная величина уноса золы сжигаемого топлива . Коэффициент избытка воздуха в топке .

Решение: Теоретически необходимый объем воздуха определяем по формуле (3.1)

Объем трехатомных газов определяется по формуле (3.7)

Теоретический объем азота определяется по формуле (3.6)

Теоретический объем водяных паров определяется по формуле (3.9)

Энтальпию продуктов сгорания при = 1 и температуре газов = 1000 определяем по формуле (4.2)

Значения при температуре газов = 1000 взяты из таблицы (см. приложение).

Энтальпию золы 1 кг угля при = 1000 определяем по формуле (4.4)

Значение при температуре газов =1000 взято из таблицы (см. приложение).

Энтальпию воздуха при =1 и температуре газов = 1000 находим по формуле (4.3)

Значение при температуре газов =1000 взято из таблицы (см. приложение).

Энтальпию продуктов полного сгорания 1 кг угля при =1000 определяем по формуле (4.1)

4.2. Определить энтальпию продуктов сгорания на выходе из топки, получаемых при полном сгорании 1 кг донецкого угля марки Т следующего состава: , если известно, что температура газов на выходе из топки = 11000 .

Ответ: J =11774 кДж/кг.

4.3. В топке сжигается 1 кг донецкого угля марки А следующего состава: . Определить энтальпию избыточного воздуха на выходе из топки при полном сгорании угля, если известно, что температура газов на выходе из топки . Коэффициент избытка воздуха в топке = 1,3.

Ответ: J = 2604 кДж/кг.

4.4. Определить энтальпию продуктов сгорания на выходе из топки, получаемых при полном сгорании 1 м природного газа Газлинского месторождения следующего состава: СО = 0,4%; CH = 94,0%; C H = 2,8%; C H = 0,4%; C H = 0,3%; C H = 0,1%; N = 2,0%, если известно, что температура газов на выходе из топки . Коэффициент избытка воздуха в топке = 1,1.

Ответ: J = 18034 кДж/м .

4.5. Определить энтальпию избыточного воздуха на выходе из топки при полном сгорании 1 м природного газа Шебелинского месторождения следующего состава: СО = 0,1%; CH = 92,8%; C H = 3,9%; C H = 1,0%; C H = 0,4%; C H = 0,3%; N = 1,5%, если известно, что температура газов на выходе из топки . Коэффициент избытка воздуха в топке = 1,1.

Ответ: J = 1431 кДж/м .

4.6. Определить энтальпию продуктов сгорания на выходе из топки, получаемых при полном сгорании 1 кг высокосернистого мазута следующего состава: , если известно, что температура газов на выходе из топки . Коэффициент избытка воздуха в топке = 1,15.

Ответ: J = 21377 кДж/кг.

4.7. Определить энтальпию избыточного воздуха и золы на выходе из топки при полном сгорании 1 кг донецкого угля марки Г следующего состава: , если известно, что температура газов на выходе из топки , доля золы, уносимой продуктами сгорания = 0,85 и приведенная величина уноса золы сжигаемого топлива = 3,72 кг%/МДж. Коэффициент избытка воздуха в топке = 1,3.

Ответ: J = 2790 кДж/кг; J = 214 кДж/кг.

4.8. В топке сжигается 1 кг карагандинского угля марки К следующего состава: . Построить - диаграмму для продуктов сгорания в интервале температур горения топлива 600…2000 . Коэффициент избытка воздуха в топке = 1,3.

Решение: Теоретически необходимый объем воздуха определяем по формуле (3.1)

Объем трехатомных газов определяется по формуле (3.7)

Теоретический объем азота определяется по формуле (3.6)

Теоретический объем водяных паров определяется по формуле (3.9)

Энтальпию продуктов сгорания 1 кг угля при определяем по формуле (4.1)

Значения , при температуре взяты из таблицы (см. приложение).

При :

Значения , при температуре взяты из таблицы (см. приложение).

При :

По найденным значениям энтальпий продуктов сгорания строим - диаграмму.

4.9. В топке сжигается 1 м газа Газлинского месторождения следующего состава: СО = 0,4%; CH = 94,0%; C H = 2,8%; C H = 0,4%; C H = 0,3%; C H = 0,1%; N = 2,0%. Построить - диаграмму для продуктов сгорания в интервале температур горения топлива 500…2200 . Коэффициент избытка воздуха в топке = 1,1.