Расчет горения топлива

2.1 Расчет количества воздуха

Печь отапливается природным газом месторождение “Елшанское” при n = 1,07

 Состав газа

 Таблица 1.1

 Химические реакции горения

СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2Н₂О

С₂Н₆ + 3,5О₂ = 2СО₂ + 3Н₂О

С₂Н₈ + 4О₂ = 2СО₂ + 4Н₂О

С₄Н₁₀ + 6,5О₂ = 4СО₂ + 5Н₂О

N_2т N_2п.г.

 Расчет ведем на 100м³ газа.

2.2 Расчет количества и состава продуктов горения

Таблица1.2 Расчет горения топлива

2.3 Расчет температуры горения

 Температура горения топлива – важный показатель при расчете горения топлива. Различают температуры калориметрическую, теоретическую и практическую.

Калориметрической температурой t_к горения называют температуру, которую имели бы продукты горения при отсутствии потерь теплоты в окружающее пространство и на диссоциацию. В этом случае подразумевают, что вся теплота, выделяемая при сгорании, идет только на нагрев продуктов горения. Калориметрическая температура является расчетной величиной.

1. Определяют состав продуктов горения топлива, Q_н и объем продуктов горения единицы топлива V_п.г.пр. при заданном коэффициенте расхода воздуха n.

2. Определяют действительное удельное количество теплоты 1 м³ продуктов горения (кДж/м³):

i_п.г. = Q_н/V^,_п.г.пр.

i_п.г. – действительное удельное количество теплоты

Q_н – теплота сгорания газообразного топлива

V^,_п.г.пр. – объем продуктов горения практический

V^,_п.г.пр. = 1100,88 : 100 = 11,0088 м³

Q_н = 358*СН₄ + 638*С₂Н₆ + 913*С₂Н₈ + 1187*С₄Н₁₀ = 358*93,7 + 638*0,7 + 913*0,6 + 1187*0,6 = 5051,2 кДж/м³

i_п.г.пр. = 5051,2/ 11,0088 = 458,833 кДж/м³

3. По значению полученного удельного количества теплоты продуктов горения i_п.г. приблизительно определяют соответствующую ему температуру продуктов горения t₁.

4. По температуре t₁ рассчитывают удельное количество теплоты 1 м³ продуктов горения данного состава (кДж/м³):

при 1900С

i₁ = 0,01* t₁( СО₂*Ссо₂ + Н₂О*Сн₂о + N₂*С_N2 + О₂*Со₂) i₁ = 0,01*1900(8,97*2,42 + 17,70*1,93 + 72,11*1,48 + 1,22*1,57) = 3125,69 кДж / м³

при 2000С

i₂ = 0,01* t₂( СО₂*Ссо₂ + Н₂О*Сн₂о + N₂*С_N2 + О₂*Со₂) i₂ = 0,01*2000( 8,97*2,43 + 17,70*1,94 + 72,11*1,49 + 1,22*1,58) = 3310,2 кДж/м³

5. По значениям температур t₁и t₂ и удельным количествам теплоты i_1п.г. и i_2п.г, соответствующим этим температурам, находят t_к.

 i₀-i₁

t_к = t₁ + ───

   i₂-i₁

 458,833 – 3125,69

 t_к = t₁ + ─────────── = 1885,55 С

 3310,2 – 3125,69

 t_пр. = η* t_к, где η = 0,62…..0,82 t_пр. = 0,62*1885,55 = 1169,041

2.4 Материальный баланс горения

Поступило: Получено:

газа в 100м³, в том числе в кг: продуктов горения в кг:

СН₄ = 93,7*16 / 22,4 = 66,929                    СО₂ = 98,7*44 / 22,4 = 193,875

С₂Н₆ = 0,7*30 / 22,4 = 0,938                      Н₂О = 194,9*18 / 22,4 = 156,616

С₂Н₈ = 0,6*32 / 22,4 = 0,857                      N₂ = 793,55*28 / 22,4 = 991,938

С₄Н₁₀ = 0,6*58 / 22,4 = 1,554                     О₂ = 13,73*32 / 22,4 = 19,614

N₂ = 4,4*28 / 22,4 = 5,5

 75,778            1362,043

Воздуха: О₂ = 209,88*32 / 22,4 = 299,829

N₂ = 789,15*28 / 22,4 = 986,438

1286,267

∑_прих = 75,778 + 1286,267 = 1362,045кг

∑_расх = 1362,043кг