dövlət Təhsil müəssisəsi daha yüksək peşə təhsili
Samara əyaləti Texniki Universitet»
Kimya texnologiyası və sənaye ekologiyası kafedrası
KURS İŞİ
“Texniki termodinamika və istilik mühəndisliyi” fənni üzrə
Mövzu: Texnoloji sobanın tullantı qazlarından istiliyin alınması üçün qurğunun hesablanması
Tamamladı: Tələbə Ryabinina E.A.
ZF kursu III qrup 19
Yoxladı: Məsləhətçi Churkina A.Yu.
Samara 2010
Giriş
Kimya müəssisələrinin əksəriyyəti yüksək və aşağı temperaturlu istilik tullantıları yaradır ki, bu da ikinci dərəcəli enerji resursları (SER) kimi istifadə edilə bilər. Bunlara müxtəlif qazanlar və texnoloji sobalardan çıxan baca qazları, soyudulmuş axınlar, soyuducu su və işlənmiş buxar daxildir.
Termal VER böyük ölçüdə ayrı-ayrı sənaye sahələrinin istilik tələbatını ödəyir. Belə ki, azot sənayesində istilik tələbatının 26%-dən çoxu VER vasitəsilə, soda sənayesində isə 11%-dən çoxu ödənilir.
İstifadə olunan HOR-ların sayı üç amildən asılıdır: HOR-ların temperaturu, onların istilik gücü və çıxışın davamlılığı.
Hazırda ən geniş yayılmışı, demək olar ki, bütün yanğınsöndürmə prosesləri üçün yüksək temperatur potensialına malik olan və əksər sənaye sahələrində davamlı olaraq istifadə oluna bilən sənaye tullantıları qazlarının istiliyinin utilizasiyasıdır. Tullantı qazının istiliyi enerji balansının əsas komponentidir. Əsasən texnoloji, bəzi hallarda isə enerji məqsədləri üçün (tullantı istilik qazanlarında) istifadə olunur.
Bununla belə, yüksək temperaturlu termal VER-lərin geniş yayılması utilizasiya üsullarının, o cümlədən isti şlakların, məhsulların və s. istiliyi, işlənmiş qazların istiliyinin utilizasiyasının yeni üsullarının inkişafı, habelə işlənmiş qazların istiliyinin təkmilləşdirilməsi ilə əlaqələndirilir. mövcud istifadə avadanlıqlarının dizaynları.
1. Təsvir texnoloji sxem
Konveksiya kamerası olmayan boru sobalarında və ya radiant-konveksiya tipli sobalarda, lakin qızdırılan məhsulun nisbətən yüksək ilkin temperaturuna malik olan sobalarda baca qazının temperaturu nisbətən yüksək ola bilər ki, bu da istilik itkisinin artmasına, sobanın səmərəliliyinin azalmasına və daha yüksək yanacağa səbəb olur. istehlak. Ona görə də tullantı qazlarının istiliyindən istifadə etmək lazımdır. Buna ya yanacağın yanması üçün sobaya daxil olan havanı qızdıran hava qızdırıcısından istifadə etməklə, ya da texnoloji ehtiyaclar üçün lazım olan su buxarını əldə etməyə imkan verən tullantı istilik qazanlarının quraşdırılması ilə nail olmaq olar.
Bununla birlikdə, havanın istiləşməsinin həyata keçirilməsi üçün hava qızdırıcısının, üfleyicilərin tikintisi üçün əlavə xərclər, həmçinin üfleyici mühərriki tərəfindən istehlak edilən əlavə enerji istehlakı tələb olunur.
Hava qızdırıcısının normal işləməsini təmin etmək üçün onun səthinin axın tərəfdən korroziyaya məruz qalma ehtimalının qarşısını almaq vacibdir. tüstü qazları. Bu fenomen istilik mübadiləsi səthinin temperaturu şeh nöqtəsi temperaturundan aşağı olduqda mümkündür; eyni zamanda, hava qızdırıcısının səthi ilə birbaşa təmasda olan baca qazlarının bir hissəsi əhəmiyyətli dərəcədə soyudulur, onların tərkibindəki su buxarı qismən kondensasiya olunur və qazlardan kükürd dioksidi udaraq aqressiv zəif turşu əmələ gətirir.
Çiy nöqtəsi suyun doymuş buxar təzyiqinin baca qazlarında olan su buxarının qismən təzyiqinə bərabər olduğu temperatura uyğundur.
Korroziyadan qorunmağın ən etibarlı yollarından biri, havanı bir şəkildə (məsələn, su və ya buxar qızdırıcılarında) şeh nöqtəsindən yuxarı bir temperatura qədər əvvəlcədən qızdırmaqdır. Ocağa daxil olan xammalın temperaturu şeh nöqtəsindən aşağı olarsa, belə korroziya konveksiya borularının səthində də baş verə bilər.
Doymuş buxarın temperaturunu artırmaq üçün istilik mənbəyi birincil yanacağın oksidləşmə reaksiyasıdır (yanma). Yanma zamanı əmələ gələn tüstü qazları radiasiya və sonra konveksiya kameralarında öz istiliyini xammal axınına (buxar) verir. Aşırı qızdırılan su buxarı istehlakçıya daxil olur və yanma məhsulları sobanı tərk edərək tullantı istilik qazanına daxil olur. KU-nun çıxışında doymuş su buxarı yenidən buxar qızdıran sobaya verilir və yem suyu ilə soyudulan baca qazları hava qızdırıcısına daxil olur. Hava qızdırıcısından tüstü qazları KTAN-a daxil olur, burada rulondan axan su qızdırılır və birbaşa istehlakçıya gedir və baca qazları atmosferə buraxılır.
2. Ocağın hesablanması
2.1 Yanma prosesinin hesablanması
Yanacağın yanmasının aşağı kalorifik dəyərini təyin edək Q R n. Yanacaq fərdi karbohidrogendirsə, o zaman onun kalorifik dəyəri Q R n standart yanma istiliyinə, yanma məhsullarında suyun buxarlanma istiliyinə bərabərdir. Hess qanunu əsasında ilkin və son məhsulların əmələ gəlməsinin standart istilik effektlərindən də hesablana bilər.
Karbohidrogenlərin qarışığından ibarət yanacaq üçün kalorifik dəyər aşqarlanma qaydasına uyğun olaraq müəyyən edilir:
harada Q pi n- yanma istiliyi i- yanacaq komponenti;
y i- konsentrasiya i- vahidin fraksiyalarında yanacaq komponenti, onda:
Q R n sm = 35,84 ∙ 0,987 + 63,80 ∙ 0,0033+ 91,32 ∙ 0,0012+ 118,73 ∙ 0,0004 + 146,10 ∙ 0,0001 \u0075d M3 /u0075d
Yanacağın molar kütləsi:
M m = Σ M i ∙ y i ,
harada M i – molar kütlə i- yanacaq komponenti, buradan:
M m = 16.042 ∙ 0.987 + 30.07 ∙ 0.0033 + 44.094 ∙ 0.0012 + 58.120 ∙ 0.0004 + 72.15 ∙ 0.0001 + 44.15 ∙ 0.0001 + 44.0.0.0.0.010.0.2 = 44.01.0.01
kq / m 3,
sonra Q R n sm, MJ/kq ilə ifadə olunan, bərabərdir:
MJ/kq.
Hesablama nəticələri Cədvəldə ümumiləşdirilmişdir. biri:
Yanacağın tərkibi Cədvəl 1
Yanacağın elementar tərkibini müəyyən edək, % (kütlə):
,
harada n i C , NIH Agentliyi , n və N , n i O- yanacağı təşkil edən ayrı-ayrı komponentlərin molekullarında karbon, hidrogen, azot və oksigen atomlarının sayı;
Yanacağın hər bir komponentinin tərkibi, wt. %;
x i- yanacağın hər bir komponentinin tərkibini deyirlər. %;
M i ayrı-ayrı yanacaq komponentlərinin molyar kütləsidir;
M m yanacağın molyar kütləsidir.
Kompozisiya yoxlanışı :
C + H + O + N = 74,0 + 24,6 + 0,2 + 1,2 = 100% (kütləvi).
1 kq yanacaq yandırmaq üçün lazım olan nəzəri hava miqdarını müəyyən edək, bu, yanma reaksiyasının stokiometrik tənliyindən və atmosfer havasındakı oksigen miqdarından müəyyən edilir. Yanacağın elementar tərkibi məlumdursa, nəzəri hava miqdarı L0, kq/kq, düsturla hesablanır:
Praktikada yanacağın yanmasının tamlığını təmin etmək üçün sobaya artıq miqdarda hava daxil edilir, faktiki hava axınını α = 1.25-də tapırıq:
L = aL 0 ,
harada L- faktiki hava istehlakı;
α - artıq havanın əmsalı,
L = 1,25∙17,0 = 21,25 kq/kq.
1 kq yanacağın yanması üçün xüsusi hava həcmi (n.a.):
harada ρ in= 1.293 - normal şəraitdə hava sıxlığı,
m 3 / kq.
1 kq yanacağın yanması zamanı əmələ gələn yanma məhsullarının miqdarını tapaq:
yanacağın elementar tərkibi məlumdursa, onun tam yanması zamanı 1 kq yanacağa düşən baca qazlarının kütlə tərkibini aşağıdakı tənliklər əsasında müəyyən etmək olar:
harada mCO2 , mH2O , m N2 , mO2- müvafiq qazların kütləsi, kq.
Yanma məhsullarının ümumi miqdarı:
m p. s = m CO2 + m H2O + m N2 + m O2 ,
m p. s= 2,71 + 2,21 + 16,33 + 1,00 = 22,25 kq/kq.
Qəbul edilmiş dəyərin yoxlanılması:
harada W f - xüsusi istehlak maye yanacaq yandırarkən burun buxarı, kq/kq (qaz yanacağı üçün W f = 0),
Yanacaq qaz olduğu üçün biz havadakı rütubəti nəzərə almırıq və su buxarının miqdarını nəzərə almırıq.
Normal şəraitdə 1 kq yanacağın yanması zamanı əmələ gələn yanma məhsullarının həcmini tapaq:
harada m i- 1 kq yanacağın yanması zamanı əmələ gələn müvafiq qazın kütləsi;
ρi- normal şəraitdə bu qazın sıxlığı, kq / m 3;
M i verilmiş qazın molyar kütləsidir, kq/kmol;
22.4 - molar həcm, m 3 / kmol,
m 3 / kq; 
m 3 / kq;
m 3 / kq; 
m 3 / kq.
Faktiki hava axınında yanma məhsullarının ümumi həcmi (n.a.):
V = V CO2 + V H2O + V N2 + V O2 ,
V = 1,38 + 2,75 + 13,06 + 0,70 \u003d 17,89 m 3 / kq.
Yanma məhsullarının sıxlığı (n.a.):
kq / m 3.
Cədvəldəki məlumatlardan istifadə edərək 100 °C (373 K) ilə 1500 °C (1773 K) arasında olan temperatur intervalında 1 kq yanacağın yanma məhsullarının istilik tutumunu və entalpiyasını tapaq. 2.
p, kJ/(kg∙K) olan qazların orta xüsusi istilik tutumları cədvəl 2
| t, °С |
|||||
1 kq yanacağın yanması zamanı yaranan baca qazlarının entalpiyası:
harada CO2 ilə , H2O ilə , N2 ilə , O2 ilə- temperaturda müvafiq qazonun sabit təzyiqində orta xüsusi istilik tutumları t, kJ/(kq K);
t ilə temperaturda 1 kq yanacağın yanması zamanı yaranan baca qazlarının orta istilik tutumudur t, kJ/(kq K);
100 °С-də: kJ/(kg∙K);
200 °С-də: kJ/(kg∙K);
300 °C-də: kJ/(kg∙K);
400 °С-də: kJ/(kg∙K);
500 °С-də: kJ/(kg∙K);
600 °C-də: kJ/(kg∙K);
700 °С-də: kJ/(kg∙K);
800 °С-də: kJ/(kg∙K);
1000 °С-də: kJ/(kg∙K);
1500 °C-də: kJ/(kg∙K);
Hesablamaların nəticələri Cədvəldə ümumiləşdirilmişdir. 3.
Yanma məhsullarının entalpiyası Cədvəl 3
Cədvəl görə. 3 asılılıq qrafiki qurun H t = f ( t ) (Şəkil 1) Əlavəyə baxın .
2.2 Hesablama istilik balansı soba, sobanın səmərəliliyi və yanacaq sərfiyyatı
Ocaqda su buxarı tərəfindən alınan istilik axını (faydalı istilik yükü):
harada G- vaxt vahidi üçün çox qızdırılan su buxarının miqdarı, kq/s;
H vp1 və H vp2
Çıxan baca qazlarının temperaturunu 320 °C (593 K) olaraq qəbul edirik. Radiasiya ilə istilik itkisi mühit 10% olacaq, onların 9%-i şüalanma kamerasında, 1%-i isə konveksiya kamerasında itir. Ocağın səmərəliliyi η t = 0,95.
Kimyəvi yanma nəticəsində yaranan istilik itkiləri, həmçinin daxil olan yanacaq və havanın istilik miqdarı nəzərə alınmır.
Ocağın səmərəliliyini müəyyən edək:
harada uh sobadan çıxan baca qazlarının temperaturunda yanma məhsullarının entalpiyasıdır, t uh; çıxan baca qazlarının temperaturu adətən sobanın girişindəki xammalın ilkin temperaturundan 100 - 150 ° C yüksək olduğu qəbul edilir; q tər- ətraf mühitə radiasiya ilə istilik itkisi, % və ya bir hissəsi Q mərtəbə ;
Yanacaq sərfiyyatı, kq/s:
kq/s.
2.3 Radiasiya kamerasının və konveksiya kamerasının hesablanması
Keçiddə baca qazının temperaturunu təyin etdik: t P\u003d 750 - 850 ° С, qəbul edirik
t P= 800 °C (1073 K). Keçiddəki temperaturda yanma məhsullarının entalpiyası
H P= 21171,8 kJ/kq.
Parlaq borularda su buxarı tərəfindən alınan istilik axını:
harada H n - keçiddə baca qazının temperaturunda yanma məhsullarının entalpiyası, kJ/kq;
η t - sobanın səmərəliliyi; 0,95 - 0,98-ə bərabər qəbul etmək tövsiyə olunur;
Konveksiya borularında su buxarı tərəfindən alınan istilik axını:
Parlaq hissənin girişindəki su buxarının entalpiyası:
kJ/kq.
Konveksiya kamerasında təzyiq itkilərinin dəyərini qəbul edirik ∆ P üçün= 0,1 MPa, onda:
P üçün = P - P üçün ,
P üçün= 1,2 - 0,1 = 1,1 MPa.
Radiant hissəyə su buxarının girişinin temperaturu t üçün= 294 °С, onda orta temperatur parlaq boruların xarici səthi olacaq:
harada Δt- şüalanma borularının xarici səthinin temperaturu ilə borularda qızdırılan su buxarının (xammalın) temperaturu arasındakı fərq; Δt= 20 - 60 °С;
TO.
Maksimum dizayn yanma temperaturu:
harada t o- yanacaq və havanın ilkin qarışığının aşağı temperaturu; yanma üçün verilən havanın temperaturuna bərabər götürülür;
TƏŞƏKKÜR.- temperaturda yanma məhsullarının xüsusi istilik tutumu t P;
°C.
At tmax = 1772,8 °С və t n \u003d 800 ° C tamamilə qara səthin istilik sıxlığı qsüçün müxtəlif temperaturlarşüalanma borularının xarici səthi aşağıdakı mənaları ifadə edir:
Θ, °С 200 400 600
qs, Vt/m2 1,50 ∙ 10 5 1,30 ∙ 10 5 0,70 ∙ 10 5
Biz köməkçi diaqram qururuq (şək. 2) Əlavəyə baxın, buna görə Θ = 527 °С-də istilik sıxlığını tapırıq: qs\u003d 0,95 ∙ 10 5 Vt / m 2.
Fırına daxil olan ümumi istilik axını hesablayırıq:
Tamamilə qara səthə bərabər olan ərazinin ilkin dəyəri:
m 2.
Biz hörgü süzülmə dərəcəsini Ψ = 0,45 qəbul edirik və α = 1,25 üçün tapırıq ki,
Hs /H l = 0,73.
Ekvivalent düz səthin dəyəri:
m 2.
Boruların bir sıra yerləşdirilməsini və onların arasında bir addımı qəbul edirik:
S = 2d n= 2 ∙ 0,152 = 0,304 m.Bu dəyərlər üçün forma faktoru üçün = 0,87.
Ekranlanmış hörgü səthinin dəyəri:
m 2.
Radiasiya borularının qızdırıcı səthi:
m 2.
BB2 sobasını seçirik, onun parametrləri:
radiasiya kamerasının səthi, m 2 180
konveksiya kamerasının səthi, m 2 180
sobanın işləmə uzunluğu, m 9
radiasiya kamerasının eni, m 1.2
versiya b
yanacağın alovsuz yanma üsulu
radiasiya kamerasının boru diametri, mm 152×6
konveksiya kamerasının boru diametri, mm 114×6
Radiasiya kamerasındakı boruların sayı:
harada d n - radiasiya kamerasındakı boruların xarici diametri, m;
l mərtəbə - baca qazlarının axını ilə yuyulan radiasiya borularının faydalı uzunluğu, m,
l mərtəbə = 9 - 0,42 = 8,2 m,
.
Radiasiya borularının səthinin istilik gərginliyi:
W / m 2.
Konveksiya kamerası borularının sayını təyin edin:
Onları bir üfüqi cərgədə 3 dama taxtası şəklində düzürük. Borular arasında addım S = 1.7 d h = 0,19 m.
Orta temperatur fərqi düsturla müəyyən edilir:
°C.
Konveksiya kamerasında istilik ötürmə əmsalı:
W / (m 2 ∙ K).
Konveksiya borularının səthinin istilik gərginliyi düsturla müəyyən edilir:
W / m 2.
2.4 Ocaq bobininin hidravlik hesablanması
Fırın bobininin hidravlik hesablanması radiasiya və konveksiya borularında su buxarının təzyiq itkisini təyin etməkdən ibarətdir.
harada G
ρ v.p. - konveksiya kamerasında orta temperaturda və təzyiqdə su buxarının sıxlığı, kq/m 3;
d k – konveksiya borularının daxili diametri, m;
z k - konveksiya kamerasındakı axınların sayı,
Xanım.
ν k \u003d 3.311 ∙ 10 -6 m 2 / s.
Reynolds meyarının dəyəri:
m.
Sürtünmə təzyiqinin itirilməsi:
Pa = 14,4 kPa.
Pa = 20,2 kPa.
harada Σ ζ -ə
- döngələrin sayı.
Ümumi təzyiq itkisi:
2.5 Radiasiya kamerasında su buxarının təzyiq itkisinin hesablanması
Orta buxar sürəti:
harada G sobada çox qızdırılan su buxarının axını sürətidir, kq/s;
ρ r v.p. - konveksiya kamerasında orta temperaturda və təzyiqdə su buxarının sıxlığı, kq/m 3;
dр – konveksiya borularının daxili diametri, m;
z p - cnveksiya kamerasındakı axınların sayı,
Xanım.
Konveksiya kamerasında orta temperaturda və təzyiqdə su buxarının kinematik özlülüyü ν p \u003d 8.59 ∙ 10 -6 m 2 / s.
Reynolds meyarının dəyəri:
Düz bir hissədə boruların ümumi uzunluğu:
m.
Hidravlik sürtünmə əmsalı:
Sürtünmə təzyiqinin itirilməsi:
Pa = 15,1 kPa.
Üstündən gəlmək üçün təzyiq itkisi yerli müqavimət:
Pa = 11,3 kPa,
harada Σ ζ səh\u003d 0,35 - 180 ºС dönərkən müqavimət əmsalı,
- döngələrin sayı.
Ümumi təzyiq itkisi:
Aparılan hesablamalar göstərdi ki, seçilmiş soba müəyyən rejimdə su buxarının qızdırılması prosesini təmin edəcək.
3. Tullantı istilik qazanının hesablanması
Baca qazının orta temperaturunu tapın:
harada t 1 - girişdə baca qazının temperaturu,
t 2 – baca qazının çıxış temperaturu, °С;
°C (538 K).
Baca qazının kütlə axını:
harada B - yanacaq sərfiyyatı, kq/s;
Baca qazları üçün xüsusi entalpiyalar Cədvəldəki məlumatlar əsasında müəyyən edilir. 3 və şək. 1 formuluna görə:
Soyuducuların entalpiyaları Cədvəl 4
Baca qazları ilə ötürülən istilik axını:
harada H 1 və H 2 - 1 kq yanacağın yanması zamanı əmələ gələn müvafiq olaraq KU-nun giriş və çıxışının temperaturunda baca qazlarının entalpiyası, kJ/kq;
B - yanacaq sərfiyyatı, kq/s;
h 1 və h 2 - baca qazlarının xüsusi entalpiyaları, kJ / kq,
Su ilə qəbul edilən istilik axını, W:
harada η ku - CU-da istilikdən istifadə əmsalı; η ku = 0,97;
G n - buxar tutumu, kq/s;
h k vp - çıxış temperaturunda doymuş su buxarının entalpiyası, kJ/kq;
h n in - entalygaya yem suyu, kJ/kq,
KU-da alınan su buxarının miqdarı düsturla müəyyən edilir:
kq/s.
İstilik zonasında su tərəfindən alınan istilik axını:
harada h k in - buxarlanma temperaturunda suyun xüsusi entalpiyası, kJ / kq;
Baca qazları ilə istilik zonasında suya ötürülən istilik axını (faydalı istilik):
harada h x temperaturda baca qazlarının xüsusi entalpiyasıdır t x, buradan:
kJ/kq.
1 kq yanacağın yanma entalpiyasının dəyəri:
Şəkilə görə. 1 baca temperaturu dəyərinə uyğundur H x = 5700,45 kJ/kq:
t x = 270 °С.
İstilik zonasında orta temperatur fərqi:
°C.
270 tüstü qazları 210 Əks axın indeksi nəzərə alınmaqla:
harada üçün f - istilik ötürmə əmsalı;
m 2.
Buxarlanma zonasında orta temperatur fərqi:
°C.
320 tüstü qazları 270 Əks axın indeksi nəzərə alınmaqla:
187 su buxarı 187
İstilik zonasında istilik mübadiləsi səthinin sahəsi:
harada üçün f - istilik ötürmə əmsalı;
m 2.
Ümumi istilik mübadiləsi səthinin sahəsi:
F = F n + F sən,
F\u003d 22,6 + 80 \u003d 102,6 m 2.
GOST 14248-79-a uyğun olaraq, aşağıdakı xüsusiyyətlərə malik buxar sahəsi olan standart buxarlandırıcı seçirik:
korpusun diametri, mm 1600
boru dəstələrinin sayı 1
bir paketdəki boruların sayı 362
istilik mübadiləsi səthi, m 2 170
bir vuruşun bölmə sahəsi
borular vasitəsilə, m 2 0,055
4. Hava qızdırıcısının istilik balansı
Temperatur ilə atmosfer havası t ° in-x temperatura qədər qızdırıldığı aparata daxil olur t x in-x baca qazlarının istiliyinə görə.
Hava sərfi, kq/s tələb olunan yanacağın miqdarına əsasən müəyyən edilir:
harada AT- yanacaq sərfiyyatı, kq/s;
L- 1 kq yanacağın yanması üçün faktiki hava sərfi, kq/kq,
Baca qazları, istiliklərini buraxaraq, soyudulur t dg3 = t dg2əvvəl t dg4 .
=
harada H3 və H4- temperaturda tüstü qazlarının entalpiyaları t dg3 və t dg4 müvafiq olaraq, kJ/kq,
Hava ilə qəbul edilən istilik axını, W:
harada in-x ilə- havanın orta xüsusi istilik tutumu, kJ/(kq K);
0.97 - hava qızdırıcısının səmərəliliyi,
Son hava temperaturu ( t x in-x) istilik balansı tənliyindən müəyyən edilir:
TO.
5. KTAN-ın istilik balansı
Hava qızdırıcısından sonra baca qazları aktiv nozzle (KTAN) ilə təmas aparatına daxil olur, burada onların temperaturu aşağı düşür. t dg5 = t dg4 temperatura qədər t dg6= 60 °С.
Baca qazının istiliyi iki ayrı su axını ilə çıxarılır. Bir axın baca qazları ilə birbaşa təmasda olur, digəri isə rulon divarı vasitəsilə onlarla istilik mübadiləsi aparır.
Baca qazları tərəfindən verilən istilik axını, W:
harada H5 və H6- temperaturda tüstü qazlarının entalpiyaları t dg5 və t dg6 müvafiq olaraq, kJ/kq,
Soyuducu suyun miqdarı (cəmi), kq/s istilik balansı tənliyindən müəyyən edilir:
burada η - KTAN səmərəliliyi, η=0,9,
kq/s.
Soyuducu su ilə qəbul edilən istilik axını, W:
harada G su- soyutma suyu sərfi, kq/s:
su ilə- suyun xüsusi istilik tutumu, 4,19 kJ/(kq K);
t n su və suya t- müvafiq olaraq KTAN-ın giriş və çıxışında suyun temperaturu,
6. İstilik bərpa qurğusunun səmərəliliyinin hesablanması
Sintezləşdirilmiş sistemin səmərəliliyinin dəyərini təyin edərkən ( η mu) ənənəvi yanaşmadan istifadə olunur.
İstilik bərpa qurğusunun səmərəliliyinin hesablanması düsturla aparılır:
7. "Ocaq - tullantı istilik qazanı" sisteminin ekserji qiymətləndirilməsi
Enerji texnoloji sistemlərinin təhlilinin eksergetik üsulu termodinamikanın birinci qanunundan istifadə etməklə şərti qiymətləndirmə zamanı heç bir şəkildə aşkar edilməyən enerji itkilərinin ən obyektiv və keyfiyyətli qiymətləndirilməsinə imkan verir. Baxılan halda, ekserji səmərəliliyi qiymətləndirmə meyarı kimi istifadə olunur ki, bu da çıxarılan ekserjinin sistemə verilən ekserjiya nisbəti kimi müəyyən edilir:
harada E alt- yanacaq ekserjisi, MJ/kq;
E cavabdeh.- sobada və tullantı istilik qazanında su buxarının axını ilə alınan ekserji.
Qaz yanacağı vəziyyətində verilən ekserji yanacağın ekserjisinin cəmidir ( E alt1) və hava ekserjisi ( E alt 2):
harada N n və Amma- müvafiq olaraq sobanın giriş temperaturunda və ətraf mühitin temperaturunda hava entalpiyaları, kJ/kq;
Bu- 298 K (25 °С);
∆S- hava entropiyasının dəyişməsi, kJ/(kq K).
Əksər hallarda, havanın ekserji dəyərini laqeyd etmək olar, yəni:
Nəzərdən keçirilən sistem üçün ayrılmış ekserji sobada su buxarının qəbul etdiyi ekserjinin cəmidir ( E cavab1) və CH-də su buxarının qəbul etdiyi ekserji ( E cavab2).
Bir sobada qızdırılan buxar axını üçün:
harada G- sobada buxar sərfi, kq/s;
H vp1 və H vp2- sobanın giriş və çıxışında müvafiq olaraq su buxarının entalpiyaları, kJ/kq;
ΔS vp- su buxarının entropiyasının dəyişməsi, kJ/(kq K).
HV-də əldə edilən su buxarının axını üçün:
harada G n- Kİ-də buxar sərfi, kq/s;
h - ch- KU-nun çıxışında doymuş su buxarının entalpiyası, kJ/kq;
h n in- KU-ya girişdə yem suyunun entalpiyası, kJ/kq.
E cavabdeh. = E otv1 + E otv2 ,
E cavabdeh.\u003d 1965,8 + 296,3 \u003d 2262,1 J / kq.
Nəticə
Təklif olunan quraşdırma üçün hesablama apardıqdan sonra (texnoloji sobanın tullantı qazlarının istiliyinin bərpası) belə nəticəyə gələ bilərik ki, nə vaxt bu kompozisiya yanacaq, su buxarına görə soba məhsuldarlığı, digər göstəricilər - sintez olunan sistemin səmərəliliyinin dəyəri yüksəkdir, beləliklə - quraşdırma səmərəlidir; Bunu "soba - tullantı istilik qazanı" sisteminin ekserji qiymətləndirilməsi də göstərdi, lakin enerji xərcləri baxımından quraşdırma çox şey arzuolunandır və təkmilləşdirilməlidir.
İstifadə olunmuş ədəbiyyatın siyahısı
1. Haraz D .Və. Kimya sənayesində ikinci dərəcəli enerji ehtiyatlarından istifadə yolları / D. I. Kharaz, B. I. Psakhis. - M.: Kimya, 1984. - 224 s.
2. Scoblo A . Və. Skoblo A.İ., Trequbova İ.A., Yu.K., Molokanov. - 2-ci nəşr, yenidən işlənmiş. və əlavə – M.: Kimya, 1982. – 584 s.
3. Pavlov K .F. Kimyəvi texnologiyanın prosesləri və aparatları kursunda nümunələr və tapşırıqlar: Proc. Universitetlər üçün təlimat / K. F. Pavlov, P. G. Romankov, A. A. Noskov; Ed. P. G. Romankova. - 10-cu nəşr, yenidən işlənmiş. və əlavə - L.: Kimya, 1987. - 576 s.
Əlavə
Rütubətli hava quru hava və su buxarının qarışığıdır. Doymamış havada rütubət həddindən artıq qızdırılmış buxar vəziyyətindədir və buna görə də nəmli havanın xüsusiyyətləri ideal qazların qanunları ilə təxminən təsvir edilə bilər.
Rütubətli havanın əsas xüsusiyyətləri bunlardır:
1. Mütləq rütubət g, 1 m 3 nəmli havada olan su buxarının miqdarını təyin edir. Su buxarı qarışığın bütün həcmini tutur, buna görə də havanın mütləq rütubəti 1 m 3 su buxarının kütləsinə və ya buxar sıxlığına, kq / m 3-ə bərabərdir.
2. Nisbi rütubət j eyni təzyiq və temperaturda havanın mütləq rütubətinin onun maksimum mümkün rütubətinə nisbəti və ya 1 m 3 nəm havanın tərkibində olan su buxarının kütləsinin kütləyə nisbəti ilə ifadə edilir. eyni təzyiq və temperaturda 1 m 3 nəm havanı tamamilə doyurmaq üçün tələb olunan su buxarının.
Nisbi rütubət havanın nəmlə doyma dərəcəsini müəyyən edir:
, (1.2)
burada Pa sıxlığına uyğun su buxarının qismən təzyiqi; - eyni temperaturda doymuş buxarın təzyiqi, Pa; - 1 m 3 doymuş nəm havada mümkün olan maksimum buxar miqdarı, kq / m 3; - onun qismən təzyiqində və nəmli havanın temperaturunda buxarın sıxlığı, kq/m 3 .
Münasibət (1.2) yalnız maye buxarının doyma vəziyyətinə qədər ideal qaz olduğunu qəbul etdikdə etibarlıdır.
Rütubətli havanın sıxlığı r rütubətli havanın temperaturunda rütubətli havanın 1 m 3 qismən təzyiqində su buxarının və quru havanın sıxlıqlarının cəmidir. T, KİMƏ:
(1.3)
1 m 3 nəmli havanın qismən təzyiqində quru havanın sıxlığı haradadır, kq / m 3; - quru havanın qismən təzyiqi, Pa; - quru havanın qaz sabiti, J/(kq×K).
Hava və su buxarı üçün vəziyyət tənliyini ifadə edərək və əldə edirik
, (1.5)
havanın və su buxarının kütləvi axını haradadır, kq/s.
Bu bərabərliklər eyni həcm üçün etibarlıdır V eyni temperaturda nəmli hava. İkinci bərabərliyi birinciyə bölməklə, rütubət üçün başqa bir ifadə alırıq
. (1.6)
Burada hava J/(kg×K) və su buxarı üçün J/(kg×K) üçün qaz sabitlərinin dəyərlərini əvəz edərək, 1 kq quru hava üçün kiloqram su buxarı ilə ifadə olunan rütubətin dəyərini alırıq.
. (1.7)
Qismən hava təzyiqinin dəyəri ilə əvəz edilməsi , haradan əvvəlki və AT ilə eyni vahidlərdəki barometrik hava təzyiqidir R, biz barometrik təzyiq altında nəmli hava alırıq
. (1.8)
Beləliklə, müəyyən bir barometrik təzyiqdə havanın nəmliyi yalnız su buxarının qismən təzyiqindən asılıdır. Havada mümkün olan maksimum nəmlik, haradan
. (1.9)
Doyma təzyiqi temperaturla artdığından, havada ola biləcək maksimum nəm miqdarı onun temperaturundan asılıdır və nə qədər çox olarsa, temperatur daha yüksəkdir. Əgər (1.7) və (1.8) tənlikləri və üçün həll edilirsə, onda alarıq
(1.10)
. (1.11)
1 kq quru hava üçün kubmetrlə nəmli havanın həcmi düsturla hesablanır
(1.12)
Rütubətli havanın xüsusi həcmi v, m 3 / kq, nəm havanın həcmini 1 kq quru hava üçün qarışığın kütləsinə bölmək yolu ilə müəyyən edilir:
İstilik daşıyıcısı kimi rütubətli hava quru hava və su buxarının entalpiyalarının cəminə bərabər olan entalpiya (1 kq quru hava üçün kilojoul ilə) ilə xarakterizə olunur.
(1.14)
quru havanın xüsusi istilik tutumu haradadır, kJ/(kq×K); t- havanın temperaturu, °C; i- çox qızdırılan buxarın entalpiyası, kJ/kq.
1 kq quru doymuş buxarın entalpiyası aşağı təzyiqlər empirik düsturla müəyyən edilir, kJ/kq:
burada 0 °C temperaturda buxarın entalpiyasına təxminən bərabər olan sabit əmsaldır; = 1,97 kJ/(kq×K) – buxarın xüsusi istilik tutumu.
Dəyərlərin əvəz edilməsi i(1.14) ifadəsində və quru hava sabitinin xüsusi istiliyini götürərək və 1,0036 kJ / (kq × K) bərabər, 1 kq quru hava üçün kilojoullarda nəm havanın entalpiyasını tapırıq:
Yaş qazın parametrlərini təyin etmək üçün yuxarıda müzakirə edilənlərə oxşar tənliklərdən istifadə olunur.
, (1.17)
sınaq qazı üçün qaz sabiti haradadır; R- qaz təzyiqi.
Qaz entalpiyası, kJ/kq,
burada qazın xüsusi istilik tutumu, kJ/(kq×K).
Qazın mütləq nəmliyi:
. (1.19)
Hava-su istilik daşıyıcıları üçün kontakt istilik dəyişdiricilərini hesablayarkən, Cədvəldəki məlumatlardan istifadə edə bilərsiniz. 1.1-1.2 və ya havanın (1.24-1.34) və suyun (1.35) fiziki-kimyəvi parametrlərini təyin etmək üçün hesablanmış asılılıqlar. Baca qazları üçün Cədvəl 1-dəki məlumatlar istifadə edilə bilər. 1.3.
Yaş qaz sıxlığı, kq / m 3:
, (1.20)
0 ° C-də quru qazın sıxlığı haradadır, kq / m 3; M g, M p qaz və buxarın molekulyar kütlələridir.
Yaş qaz dinamik özlülük əmsalı, Pa×s:
, (1.21)
burada su buxarının dinamik özlülük əmsalı, Pa×s; - quru qazın dinamik özlülük əmsalı, Pa×s; 
- buxarın kütləvi konsentrasiyası, kq/kq.
Yaş qazın xüsusi istilik tutumu, kJ/(kq×K):
Yaş qazın istilik keçiricilik əmsalı, W/(m×K):
, (1.23)
harada k adiabatik indeksdir; AT– əmsal (monatomik qazlar üçün AT= 2,5; iki atomlu qazlar üçün AT= 1,9; üç atomlu qazlar üçün AT = 1,72).
Cədvəl 1.1. Quru havanın fiziki xüsusiyyətləri ( R= 0,101 MPa)
| t, °C | , kq / m 3 | , kJ/(kq×K) | , W/(m×K) | , Pa×s | , m 2 /s | Pr |
| -20 | 1,395 | 1,009 | 2,28 | 16,2 | 12,79 | 0,716 |
| -10 | 1,342 | 1,009 | 2,36 | 16,7 | 12,43 | 0,712 |
| 1,293 | 1,005 | 2,44 | 17,2 | 13,28 | 0,707 | |
| 1,247 | 1,005 | 2,51 | 17,6 | 14,16 | 0,705 | |
| 1,205 | 1,005 | 2,59 | 18,1 | 15,06 | 0,703 | |
| 1,165 | 1,005 | 2,67 | 18,6 | 16,00 | 0,701 | |
| 1,128 | 1,005 | 2,76 | 19,1 | 16,96 | 0,699 | |
| 1,093 | 1,005 | 2,83 | 19,6 | 17,95 | 0,698 | |
| 1,060 | 1,005 | 2,90 | 20,1 | 18,97 | 0,696 | |
| 1,029 | 1,009 | 2,96 | 20,6 | 20,02 | 0,694 | |
| 1,000 | 1,009 | 3,05 | 21,1 | 21,09 | 0,692 | |
| 0,972 | 1,009 | 3,13 | 21,5 | 22,10 | 0,690 | |
| 0,946 | 1,009 | 3,21 | 21,9 | 23,13 | 0,688 | |
| 0,898 | 1,009 | 3,34 | 22,8 | 25,45 | 0,686 | |
| 0,854 | 1,013 | 3,49 | 23,7 | 27,80 | 0,684 | |
| 0,815 | 1,017 | 3,64 | 24,5 | 30,09 | 0,682 | |
| 0,779 | 1,022 | 3,78 | 25,3 | 32,49 | 0,681 | |
| 0,746 | 1,026 | 3,93 | 26,0 | 34,85 | 0,680 | |
| 0,674 | 1,038 | 4,27 | 27,4 | 40,61 | 0,677 | |
| 0,615 | 1,047 | 4,60 | 29,7 | 48,33 | 0,674 | |
| 0,566 | 1,059 | 4,91 | 31,4 | 55,46 | 0,676 | |
| 0,524 | 1,068 | 5,21 | 33,6 | 63,09 | 0,678 | |
| 0,456 | 1,093 | 5,74 | 36,2 | 79,38 | 0,687 | |
| 0,404 | 1,114 | 6,22 | 39,1 | 96,89 | 0,699 | |
| 0,362 | 1,135 | 6,71 | 41,8 | 115,4 | 0,706 | |
| 0,329 | 1,156 | 7,18 | 44,3 | 134,8 | 0,713 | |
| 0,301 | 1,172 | 7,63 | 46,7 | 155,1 | 0,717 | |
| 0,277 | 1,185 | 8,07 | 49,0 | 177,1 | 0,719 | |
| 0,257 | 1,197 | 8,50 | 51,2 | 199,3 | 0,722 | |
| 0,239 | 1,210 | 9,15 | 53,5 | 233,7 | 0,724 |
Quru havanın termofiziki xassələri aşağıdakı tənliklərlə təxmini hesablana bilər.
-20 ilə +140 ° C arasında olan temperaturda quru havanın kinematik özlülüyü, m 2 / s:
Pa; (1.24)
və 140-dan 400 °С-ə qədər, m2/s:
. (1.25)
Cədvəl 1.2. Doyma vəziyyətində suyun fiziki xüsusiyyətləri
| t, °C | , kq / m 3 | , kJ/(kq×K) | , W/(m×K) | , m 2 /s | , N/m | Pr | |
| 999,9 | 4,212 | 55,1 | 1,789 | -0,63 | 756,4 | 13,67 | |
| 999,7 | 4,191 | 57,4 | 1,306 | 0,7 | 741,6 | 9,52 | |
| 998,2 | 4,183 | 59,9 | 1,006 | 1,82 | 726,9 | 7,02 | |
| 995,7 | 4,174 | 61,8 | 0,805 | 3,21 | 712,2 | 5,42 | |
| 992,2 | 4,174 | 63,5 | 0,659 | 3,87 | 696,5 | 4,31 | |
| 988,1 | 4,174 | 64,8 | 0,556 | 4,49 | 676,9 | 3,54 | |
| 983,2 | 4,179 | 65,9 | 0,478 | 5,11 | 662,2 | 2,98 | |
| 977,8 | 4,187 | 66,8 | 0,415 | 5,70 | 643,5 | 2,55 | |
| 971,8 | 4,195 | 67,4 | 0,365 | 6,32 | 625,9 | 2,21 | |
| 965,3 | 4,208 | 68,0 | 0,326 | 6,95 | 607,2 | 1,95 | |
| 958,4 | 4,220 | 68,3 | 0,295 | 7,52 | 588,6 | 1,75 | |
| 951,0 | 4,233 | 68,5 | 0,272 | 8,08 | 569,0 | 1,60 | |
| 943,1 | 4,250 | 68,6 | 0,252 | 8,64 | 548,4 | 1,47 | |
| 934,8 | 4,266 | 68,6 | 0,233 | 9,19 | 528,8 | 1,36 | |
| 926,1 | 4,287 | 68,5 | 0,217 | 9,72 | 507,2 | 1,26 | |
| 917,0 | 4,313 | 68,4 | 0,203 | 10,3 | 486,6 | 1,17 | |
| 907,4 | 4,346 | 68,3 | 0,191 | 10,7 | 466,0 | 1,10 | |
| 897,3 | 4,380 | 67,9 | 0,181 | 11,3 | 443,4 | 1,05 | |
| 886,9 | 4,417 | 67,4 | 0,173 | 11,9 | 422,8 | 1,00 | |
| 876,0 | 4,459 | 67,0 | 0,165 | 12,6 | 400,2 | 0,96 | |
| 863,0 | 4,505 | 66,3 | 0,158 | 13,3 | 376,7 | 0,93 |
Yaş qazın sıxlığı, kq/m3.
2. işlənmiş qazların apardığı istilik. Tux = 8000C-də baca qazlarının istilik tutumunu təyin edək;
3. istilik keçiriciliyi ilə hörgü vasitəsilə istilik itkisi.
Kassa vasitəsilə itkilər
Tonozun qalınlığı 0,3 m, materialı şamotdur. Qəbul edirik ki, günbəzin daxili səthinin temperaturu qazların temperaturuna bərabərdir.
Orta soba temperaturu:
Bu temperatura görə şamot materialının istilik keçiriciliyi əmsalını seçirik:
Beləliklə, kassa vasitəsilə itkilər:
burada α, divarların xarici səthindən ətraf havaya istilik ötürmə əmsalıdır, 71,2 kJ / (m2 * h * 0С) bərabərdir.
Divarlar vasitəsilə itkilər. Divarların hörgüləri iki qatdan (kəsmə 345 mm, diatomlu torpaq 115 mm) hazırlanır.
Divar sahəsi, m2:
metodik zona
qaynaq zonası
Tomil zonası
son
Ümumi divar sahəsi 162.73 m2
Divarın qalınlığı üzərində temperaturun xətti paylanması ilə şamotun orta temperaturu 5500C, diatomit isə 1500C olacaqdır.
Beləliklə.
Döşəmə ilə ümumi itki
4. Praktik məlumatlara görə, soyuducu su ilə istilik itkiləri gəlirin 10% Qx, yəni Qx + Qp qəbul edilir.
5. İstilik girişinin 15% Q miqdarında hesablanmamış itkiləri qəbul edirik
Ocağın istilik balansı üçün tənliyi qurun
Ocağın istilik balansı Cədvəl 1-də ümumiləşdirilmişdir; 2
Cədvəl 1
cədvəl 2
| İstehlak kJ/h | % |
| Metalın qızdırılmasına sərf olunan istilik
| 53 |
| baca qazının istiliyi | 26 |
| hörgü ilə itkilər
| 1,9 |
| soyuducu su itkiləri | 6,7 |
| hesablanmayan itkilər | 10,6 |
| Ümumi: | 100 |
1 kq metalın qızdırılması üçün xüsusi istilik sərfi olacaqdır
Qəbul edirik ki, sobada "boruda boru" tipli ocaqlar quraşdırılır.
Qaynaq zonalarında 16 ədəd, tutma zonasında 4 ədəd var. ocaqların ümumi sayı 20 ədəd. Bir ocağa gələn havanın təxmini miqdarını müəyyənləşdirin.
Vв - saatlıq hava sərfi;
TV - 400 + 273 = 673 K - hava istilik temperaturu;
N - ocaqların sayı.
Brülörün qarşısındakı hava təzyiqinin 2,0 kPa olduğu qəbul edilir. Bundan belə nəticə çıxır ki, tələb olunan hava axını DBV 225 burner tərəfindən təmin edilir.
Bir brülör üçün təxmini qaz miqdarını müəyyənləşdirin;
VG \u003d V \u003d 2667 saatlıq yanacaq istehlakı;
TG \u003d 50 + 273 \u003d 323 K - qazın temperaturu;
N - ocaqların sayı.
8. İstilik dəyişdiricisinin hesablanması
Havanın qızdırılması üçün diametri 57/49,5 mm olan borulardan hazırlanmış metal döngə istilik dəyişdiricisi layihələndiririk.
Hesablama üçün ilkin məlumatlar:
Saatlıq yanacaq sərfi B=2667 kJ/saat;
1 m3 yanacağa hava sərfi Lα = 13,08 m3/m3;
1 m3 yanar qazdan yanma məhsullarının miqdarı Vα =13,89 m3/m3;
Hava isitmə temperaturu tv = 4000С;
Ocaqdan çıxan tüstü qazlarının temperaturu tux=8000C.
Saatlıq hava istehlakı:
Saatlıq tüstü çıxışı:
İstilik dəyişdiricisindən keçən tüstünün saatlıq miqdarı, tıxanmaq üçün tüstü itkisini və bypass damperindən və hava sızmasını nəzərə alaraq.
Tüstü itkisini nəzərə alaraq m əmsalı 0,7 alırıq.
Donuzlarda hava sızmasını nəzərə alan əmsal, 0,1 alacağıq.
Hava sızması nəzərə alınmaqla istilik dəyişdiricisinin qarşısında tüstü temperaturu;
burada iух tух=8000С-də baca qazlarının istilik miqdarıdır
Bu istilik miqdarı tD=7500C tüstü temperaturuna uyğundur. (Bax Şəkil 67(3))
Yanacaq karbonu tənliyə (21C + 2102 + 79N2 = 21C02 + 79N2) uyğun olaraq havada yandırıldıqda, yanma məhsullarında hər CO2 həcmi üçün 79: 21 = 3,76 həcmdə N2 olur.
Antrasit, yağsız kömür və yüksək karbon tərkibli digər yanacaq növlərinin yanması tərkibində karbon yanma məhsullarına oxşar yanma məhsulları istehsal edir. Hidrogen tənliyə uyğun olaraq yandırıldıqda
42H2+2102+79N2=42H20+79N2
H20-nin hər həcmi üçün 79:42 = 1,88 azot həcmi var.
Təbii, mayeləşdirilmiş və koks sobası qazlarının, maye yanacaqların, odun, torf, qəhvəyi kömür, uzun alov və qaz kömürünün və yanan kütlədə əhəmiyyətli dərəcədə hidrogen olan digər yanacaqların yanma məhsullarında çox miqdarda su buxarı əmələ gəlir. , bəzən CO2 həcmini üstələyir. Üst hissədə nəmin olması
|
Cədvəl 36 İstilik tutumu, kkal/(m3. °C) |
Canlı, təbii olaraq, yanma məhsullarında su buxarının tərkibini artırır.
Havanın stokiometrik həcmində əsas yanacaq növlərinin tam yanma məhsullarının tərkibi Cədvəldə verilmişdir. 34. Bu cədvəldəki məlumatlardan görünür ki, bütün növ yanacağın yanma məhsullarında N2 miqdarı C02-f-H20-nin ümumi tərkibindən əhəmiyyətli dərəcədə artıqdır, karbon yanma məhsullarında isə 79% təşkil edir.
Hidrogenin yanma məhsullarında 65% N2, təbii və maye qazların, benzin, mazut və digər karbohidrogen yanacaqlarının yanma məhsullarında 70-74% N2 var.
düyü. 5. Həcmli istilik tutumu
Yanma məhsulları
4 - karbon yanma məhsulları
5 - hidrogen yanma məhsulları
Tərkibində oksigen olmayan tam yanma məhsullarının orta istilik tutumu formula ilə hesablana bilər
C \u003d 0,01 (Cc02C02 + Cso2S02 + Cn20H20 + CN2N2) kkal / (m3 - ° С), (VI. 1)
Burada Сс0г, Cso2, СНа0, CNa karbon qazının, kükürd dioksidin, su buxarının və azotun həcmli istilik tutumları, S02, S02, Н20 və N2 isə yanma məhsullarında müvafiq komponentlərin miqdarıdır, % (həc.) .
Bu düstura uyğun olaraq (VI. 1) aşağıdakı formanı alır:
C \u003d 0,01. (Cc02 /? 02 + CHj0H20-bCNi! N2) kkal / (m3 "°C). (VI.2)
0-dan 2500 °C-ə qədər olan temperatur intervalında CO2, H20 və N2-nin orta həcmli istilik tutumu Cədvəldə verilmişdir. 36. Temperaturun artması ilə bu qazların orta həcmli istilik tutumunun dəyişməsini xarakterizə edən əyrilər şək. 5.
Masadan. 16 məlumat və əyrilər şəkildə təsvir edilmişdir. 5 aşağıdakıları göstərir:
1. CO2-nin həcmli istilik tutumu H20-nin istilik tutumunu əhəmiyyətli dərəcədə üstələyir, bu da öz növbəsində 0-dan 2000 °C-ə qədər bütün temperatur diapazonunda N2-nin istilik tutumunu üstələyir.
2. CO2-nin istilik tutumu temperaturun artması ilə H20-nin istilik tutumundan, H20-nin istilik tutumu isə N2-nin istilik tutumundan daha sürətli artır. Bununla belə, buna baxmayaraq, havanın stokiometrik həcmində karbon və hidrogen yanma məhsullarının çəkili orta həcmli istilik tutumları az fərqlənir.
İlk baxışdan bir qədər gözlənilməz olan bu vəziyyət onunla əlaqədardır ki, karbonun havada tam yanması məhsullarında ən yüksək həcmli istilik tutumuna malik olan CO2-nin hər kubmetri üçün minimum ilə 3,76 m3 N2 olur. həcmli
|
Nəzəri cəhətdən tələb olunan hava miqdarında karbon və hidrogen yanma məhsullarının orta həcmli istilik tutumları, kkal/(m3-°С)
|
İstilik tutumu və həcmli istilik tutumu CO2-dən az, lakin N2-dən çox olan su buxarının hər kubmetri üçün hidrogenin yanması məhsullarında azotun miqdarının yarısı (1,88 m3) olur.
Nəticədə, Cədvəldəki məlumatlardan göründüyü kimi, havada karbon və hidrogenin yanma məhsullarının orta həcmli istilik tutumları bərabərləşdirilir. 37 və Şəkillərdə 4 və 5 əyrilərinin müqayisəsi. 5. Havada karbon və hidrogenin yanma məhsullarının orta çəkili istilik tutumlarının fərqi 2%-dən çox deyil. Təbii ki, əsasən karbon və hidrogendən ibarət yanacağın yanma məhsullarının istilik tutumları havanın stokiometrik həcmində 4 və 5 əyriləri arasında dar bir bölgədə yerləşir (şəkil 5-də kölgələnmişdir).
Müxtəlif vidoqların tam yanması məhsulları; 0-dan 2100 °C-ə qədər olan temperatur intervalında stokiometrik havada olan yanacaqlar aşağıdakı istilik tutumuna malikdir, kkal/(m3>°C):
Yanma məhsullarının istilik tutumunun dəyişməsi müxtəlif növlər yanacaqlar nisbətən kiçikdir. At bərk yanacaq yüksək rütubətli (odun, torf, qəhvəyi kömür və s.) eyni temperatur diapazonunda yanma məhsullarının istilik tutumu aşağı rütubətli yanacağa (antrasit, kömür, mazut, təbii qaz və s.) nisbətən daha yüksəkdir. .). Bu onunla əlaqədardır ki, yanma məhsullarında yüksək rütubətli yanacağın yanması zamanı iki atomlu qazla - azotla müqayisədə daha yüksək istilik tutumuna malik su buxarının tərkibi artır.
Cədvəldə. 38, müxtəlif temperatur diapazonları üçün hava ilə seyreltilməyən tam yanma məhsullarının orta həcmli istilik tutumlarını göstərir.
Cədvəl 38
|
0 ilə t ° C temperatur aralığında hava ilə seyreltilməyən yanacağın və havanın yanma məhsullarının orta istilik tutumlarının dəyəri
|
Yanacağın tərkibindəki rütubətin artması, yanma məhsullarının istilik tutumunu daha aşağı rütubətli yanacağın yanma məhsullarının istilik tutumu ilə müqayisədə eyni temperatur aralığında su buxarının miqdarının artması səbəbindən artırır. məzmunu və eyni zamanda su cütü hesabına yanma məhsullarının həcminin artması səbəbindən yanacağın yanma temperaturunu aşağı salır.
Yanacağın tərkibindəki rütubətin artması ilə yanma məhsullarının həcmli istilik tutumu verilmiş temperatur intervalında artır və eyni zamanda dəyərin azalması səbəbindən temperatur intervalı 0-dan £max-a qədər azalır.<тах. ПОСКОЛЬКУ ТЄПЛОЄМКОСТЬ ГЭЗОВ уМвНЬ — шается с понижением температуры, теплоемкость продуктов сгорания топлива с различной влажностью в интервале температур от нуля до <тах для данного топлива претерпевает незначительные колебания (табл. 39). В соответствии с этим можно принять теплоемкость продуктов сгорания всех видов твердого топлива от 0 до tmax равной 0,405, жидкого топлива 0,401, природного, доменного и генераторного газов 0,400 ккал/(м3-°С).
Bu, kalorimetrik və hesablanmış yanma temperaturlarının təyinini xeyli sadələşdirməyə imkan verir (VII fəsildə təsvir edilən üsula uyğun olaraq). Bu vəziyyətdə icazə verilən səhv adətən 1% və ya 20 ° -dən çox deyil.
Şəkillərdə 4 və 5 əyrilərinin nəzərdən keçirilməsindən. 5, karbonun tam yanması məhsullarının istilik tutumunun 0-dan t ° C-ə qədər, məsələn, 0-dan t ° C-ə qədər olan temperatur diapazonunda stokiometrik hava həcmində nisbətinin olduğunu görmək olar.
|
Havanın stokiometrik həcmində nəmliyi 0-dan 40%-ə qədər olan müxtəlif növ bərk yanacaqların 0-dan t-mayL-ə qədər yanma məhsullarının istilik tutumu
|
200 və 0-dan 2100 ° C-ə qədər, eyni temperatur diapazonlarında hidrogen yanma məhsullarının istilik tutumlarının nisbətinə praktiki olaraq bərabərdir. İstilik tutumlarının göstərilən nisbəti C' müxtəlif növ yanacağın tam yanması məhsulları üçün stexiometrik hava həcmində praktiki olaraq sabit qalır.
Cədvəldə. Şəkil 40 qaz yanma məhsullarına (antrasit, koks, kömür, maye yanacaq, təbii, neft, koks qazları və s.) 0 ilə t ° C arasında olan temperatur diapazonunda və 0 ilə 2100 ° C arasında olan temperatur aralığında. Bu yanacaq növlərinin istilik tutumu 2100 ° C-yə yaxın olduğundan, istilik tutumlarının göstərilən nisbəti C' 0-dan t-ə qədər və 0-dan tm-ə qədər olan temperatur diapazonunda istilik tutumlarının nisbətinə bərabərdir.
Cədvəldə. 40, həmçinin yanacağın qaz halında yanma məhsullarına yanması zamanı keçən yüksək miqdarda ballast olan yanacağın yanma məhsulları üçün hesablanmış C' dəyərlərini göstərir, yəni. yanacaq. Bu yanacaq növlərinin (ağac, torf, qəhvəyi kömür, qarışıq generator, hava və yüksək soba qazları) istilik tutumu 1600-1700 ° C-dir.
Cədvəl 40
|
0-dan t ° C-yə qədər olan temperatur intervalında yanma məhsullarının C' və hava K istilik tutumlarının yanma məhsullarının istilik tutumunun 0-dan 0-a qədər olan nisbəti
|
Cədvəldən göründüyü kimi. 40, C' və K dəyərləri hətta müxtəlif ballast məzmunu və istilik çıxışı olan yanacaq yanma məhsulları üçün az fərqlənir.
Müxtəlif parametrlərin müəyyən bir qaz mühitinin temperaturundan asılılığını hesablamaq üçün zəruri olan qaz yanma məhsullarının termofiziki xüsusiyyətləri cədvəldə verilmiş dəyərlər əsasında müəyyən edilə bilər. Xüsusilə, istilik tutumu üçün bu asılılıqlar aşağıdakı formada əldə edilir:
C psm = a -1/ d,
harada a = 1,3615803; b = 7,0065648; c = 0,0053034712; d = 20,761095;
C psm = a + bT sm + cT 2 sm,
harada a = 0,94426057; b = 0,00035133267; c = -0,0000000539.
Təxmini dəqiqlik baxımından birinci asılılığa üstünlük verilir, ikinci asılılıq daha aşağı dəqiqlikli hesablamalar aparmaq üçün götürülə bilər.
Baca qazlarının fiziki parametrləri
(saat P = 0,0981 MPa; R CO2 = 0,13; səh H2O = 0,11; R N2 = 0,76)
| t, °С | γ, N m -3 | ilə p, W (m 2 ° С) -1 | λ 10 2, W (m K) -1 | a 10 6, m 2 s -1 | μ 10 6 , Pa s | v 10 6, m 2 s -1 | Pr |
| 12,704 | 1,04 | 2,28 | 16,89 | 15,78 | 12,20 | 0,72 | |
| 9,320 | 1,07 | 3,13 | 30,83 | 20,39 | 21,54 | 0,69 | |
| 7,338 | 1,10 | 4,01 | 48,89 | 24,50 | 32,80 | 0,67 | |
| 6,053 | 1,12 | 4,84 | 69,89 | 28,23 | 45,81 | 0,65 | |
| 5,150 | 1,15 | 5,70 | 94,28 | 31,69 | 60,38 | 0,64 | |
| 4,483 | 1,18 | 6,56 | 121,14 | 34,85 | 76,30 | 0,63 | |
| 3,973 | 1,21 | 7,42 | 150,89 | 37,87 | 93,61 | 0,62 | |
| 3,561 | 1,24 | 8,27 | 183,81 | 40,69 | 112,10 | 0,61 | |
| 3,237 | 1,26 | 9,15 | 219,69 | 43,38 | 131,80 | 0,60 | |
| 2,953 | 1,29 | 10,01 | 257,97 | 45,91 | 152,50 | 0,59 | |
| 2,698 | 1,31 | 10,90 | 303,36 | 48,36 | 174,30 | 0,58 | |
| 2,521 | 1,32 | 11,75 | 345,47 | 40,90 | 197,10 | 0,57 | |
| 2,354 | 1,34 | 12,62 | 392,42 | 52,99 | 221,00 | 0,56 |
ƏLAVƏ 3
(istinad)
Hava kanallarının və klapanların hava və tüstü keçiriciliyi
1. Duman əleyhinə sistemlərin ventilyasiya kanalları ilə bağlı sızma və ya hava sızmalarını müəyyən etmək üçün cədvəl məlumatlarının təqribi hesablanması ilə əldə edilən aşağıdakı düsturlardan istifadə etmək olar:
H sinifli hava kanalları üçün (0,2 - 1,4 kPa təzyiq diapazonunda): ΔL = a(R - b)ilə, harada ΔL- havanın emişləri (sızmaları), m 3 / m 2 saat; R- təzyiq, kPa; a = 10,752331; b = 0,0069397038; ilə = 0,66419906;
P sinifli hava kanalları üçün (0,2 - 5,0 kPa təzyiq diapazonunda): burada a = 0,00913545; b=-3,1647682 10 8 ; c =-1,2724412 10 9 ; d= 0,68424233.
2. Normal olaraq qapalı yanğınsöndürənlər üçün qazın temperaturundan asılı olaraq tüstü və qazın nüfuzuna qarşı müqavimətin xüsusi xarakteristikasının ədədi qiymətləri VNIIPO-nun eksperimental bazasında müxtəlif məhsulların dəzgahında yanğın sınaqları zamanı alınan məlumatlara uyğundur:
| 1. Ümumi müddəalar. 2 2. İlkin məlumatlar. 3 3. Egzoz tüstüsünün ventilyasiyası. 4 3.1. Yanma məhsullarının birbaşa yanan otaqdan çıxarılması. 4 3.2. Yanma məhsullarının bitişik binalardan çıxarılması. 7 4. Tüstü ventilyasiyasını təmin edin. 9 4.1. Pilləkən boşluqlarına hava təchizatı. 9 4.2. Qaldırıcı vallara havanın verilməsi.. 14 4.3. Vestibül qıfıllarına havanın verilməsi.. 16 4.4. Kompensasiya edən hava təchizatı. 17 5. Avadanlığın texniki xarakteristikaları. 17 5.1. Egzoz tüstüsü ventilyasiya sistemləri üçün avadanlıq. 17 5.2. Təchizat tüstü ventilyasiya sistemləri üçün avadanlıq. 21 6. Yanğına nəzarət rejimləri. 21 İstinadlar.. 22 Əlavə 1. Binaların yanğın yükünün əsas parametrlərinin müəyyən edilməsi. 22 Əlavə 2. Baca qazlarının termofiziki xassələri. 24 Əlavə 3. Hava kanallarının və klapanların hava və tüstü keçiriciliyi. 25 |
