osariik haridusasutus kõrgemale kutseharidus
Samara osariik Tehnikaülikool»
Keemiatehnoloogia ja tööstusökoloogia osakond
KURSUSETÖÖ
erialal "Tehniline termodünaamika ja soojustehnika"
Teema: Protsessi ahju heitgaasidest soojuse taaskasutamise paigaldise arvutamine
Lõpetanud: üliõpilane Ryabinina E.A.
ZF kursuse III rühm 19
Kontrollis: konsultant Churkina A.Yu.
Samara 2010
Sissejuhatus
Enamik keemiaettevõtteid tekitab kõrge ja madala temperatuuriga soojusjäätmeid, mida saab kasutada sekundaarse energiaallikana (SER). Nende hulka kuuluvad erinevate katelde ja protsessiahjude suitsugaasid, jahutatud voolud, jahutusvesi ja heitgaasid.
Thermal VER katab suures osas üksikute tööstusharude soojavajaduse. Seega kaetakse lämmastikutööstuses VER abil üle 26% soojavajadusest, soodatööstuses üle 11%.
Kasutatavate HOR-ide arv sõltub kolmest tegurist: HOR-ide temperatuur, nende soojusvõimsus ja väljundi järjepidevus.
Praegu on kõige levinum tööstuslike heitgaaside soojuse ärakasutamine, millel on kõrge temperatuuripotentsiaal peaaegu kõigi tuletõrjeprotsesside jaoks ja mida saab pidevalt kasutada enamikus tööstusharudes. Heitgaasisoojus on energiabilansi põhikomponent. Seda kasutatakse peamiselt tehnoloogilistel ja mõnel juhul ka energia tarbeks (jääksoojuskateldes).
Kõrgtemperatuuriliste termiliste VER-ide laialdast kasutamist seostatakse aga utiliseerimismeetodite väljatöötamisega, sh kuumade räbude, toodete jne soojuse, uute meetodite väljatöötamisega heitgaaside soojuse kasutamiseks, aga ka soojuse kasutamise täiustamisega. olemasolevate kasutusseadmete projektid.
1. Kirjeldus tehnoloogiline skeem
Konvektsioonkambrita toruahjudes või kiirgus-konvektsioon-tüüpi ahjudes, kus kuumutatava toote algtemperatuur on suhteliselt kõrge, võib suitsugaaside temperatuur olla suhteliselt kõrge, mis toob kaasa soojuskao suurenemise, ahju efektiivsuse vähenemise ja kütusekulu suurenemise. tarbimist. Seetõttu on vaja ära kasutada heitgaaside soojust. Seda on võimalik saavutada kas küttekeha põletamiseks ahju sisenevat õhku soojendava õhusoojendi abil või heitsoojuskatelde paigaldamisega, mis võimaldavad saada tehnoloogilisteks vajadusteks vajalikku veeauru.
Õhkkütte realiseerimiseks on aga vaja lisakulutusi nii õhusoojendi, puhurite ehitamiseks kui ka täiendavat voolutarbimist, mida tarbib puhuri mootor.
Õhusoojendi normaalse töö tagamiseks on oluline vältida selle pinna korrosiooni võimalust voolu poolelt. suitsugaasid. See nähtus on võimalik, kui soojusvahetuspinna temperatuur on madalam kui kastepunkti temperatuur; samas osa suitsugaasidest, mis puutuvad vahetult kokku õhusoojendi pinnaga, jahutatakse oluliselt, neis sisalduv veeaur kondenseerub osaliselt ja gaasidest vääveldioksiidi neelates moodustab agressiivse nõrga happe.
Kastepunkt vastab temperatuurile, mille juures vee küllastunud auru rõhk on võrdne suitsugaasides sisalduva veeauru osarõhuga.
Üks usaldusväärsemaid viise korrosiooni eest kaitsmiseks on õhu eelsoojendamine mingil viisil (näiteks vee- või aurukuumutites) kastepunktist kõrgemale temperatuurile. Selline korrosioon võib tekkida ka konvektsioonitorude pinnal, kui ahju siseneva tooraine temperatuur on alla kastepunkti.
Küllastunud auru temperatuuri tõstmise soojusallikaks on primaarkütuse oksüdatsioonireaktsioon (põlemine). Põlemisel tekkivad suitsugaasid eraldavad kiirguses oma soojuse ja seejärel konvektsioonikambrid toorainevoogu (auru). Ülekuumenenud veeaur siseneb tarbijasse ning põlemisproduktid väljuvad ahjust ja sisenevad heitsoojuskatlasse. KÜ väljalaskeava juures juhitakse küllastunud veeaur tagasi auru ülekuumendusahju ja suitsugaasid jahutatakse. toita vett sisenege õhukütteseadmesse. Õhkküttekehast sisenevad suitsugaasid KTAN-i, kus läbi spiraali voolav vesi kuumutatakse ja läheb otse tarbijani ning suitsugaasid suunatakse atmosfääri.
2. Ahju arvutamine
2.1 Põlemisprotsessi arvutamine
Määrame kütuse põlemise madalama kütteväärtuse K R n. Kui kütus on individuaalne süsivesinik, siis selle kütteväärtus K R n võrdne standardse põlemissoojusega, millest on lahutatud põlemisproduktides sisalduva vee aurustumissoojus. Seda saab arvutada ka Hessi seaduse alusel alg- ja lõppsaaduste moodustumise standardsete soojusefektide põhjal.
Süsivesinike segust koosneva kütuse puhul määratakse kütteväärtus vastavalt liitereeglile:
kus Q pi n- põlemissoojus i-th kütuse komponent;
y i- keskendumine i- kütusekomponent ühiku osades, siis:
K R n cm = 35,84 ∙ 0,987 + 63,80 ∙ 0,0033+ 91,32 ∙ 0,0012+ 118,73 ∙ 0,0004 + 146,10 ∙ 0,0001 \u0035 MJ /35,75
Kütuse molaarmass:
M m = Σ M i ∙ y i ,
kus M i- molaarmass i- kütusekomponent, siit:
M m = 16,042 ∙ 0,987 + 30,07 ∙ 0,0033 + 44,094 ∙ 0,0012 + 58,120 ∙ 0,0004 + 72,15 ∙ = 0,987 + 30,07 ∙ 0,0001 + 40,001 + 44,001
kg/m3,
siis K R n cm, väljendatuna MJ/kg, on võrdne:
MJ/kg.
Arvutustulemused on kokku võetud tabelis. üks:
Kütuse koostis Tabel 1
Määrame kütuse elementide koostise, % (mass):
,
kus n i C , NIH , n ja N , n i O- süsiniku-, vesiniku-, lämmastiku- ja hapnikuaatomite arv kütuse moodustavate üksikute komponentide molekulides;
Kütuse iga komponendi sisaldus, wt. %;
x i- kütuse iga komponendi sisaldus, ütlevad nad. %;
M i on üksikute kütusekomponentide molaarmass;
M m on kütuse molaarmass.
Kompositsiooni kontroll :
C + H + O + N = 74,0 + 24,6 + 0,2 + 1,2 = 100% (mass).
Määrame 1 kg kütuse põletamiseks vajaliku teoreetilise õhuhulga, mis määratakse põlemisreaktsiooni ja atmosfääriõhu hapnikusisalduse stöhhiomeetrilisest võrrandist. Kui on teada kütuse elementaarne koostis, siis õhu teoreetiline kogus L0, kg/kg, arvutatakse järgmise valemiga:
Praktikas juhitakse kütuse põlemise täielikkuse tagamiseks ahju liigne õhuhulk, tegeliku õhuvoolu leiame väärtusel α = 1,25:
L = aL 0 ,
kus L- tegelik õhukulu;
α - liigse õhu koefitsient,
L = 1,25∙17,0 = 21,25 kg/kg.
Õhu erimaht (n.a.) 1 kg kütuse põletamiseks:
kus ρ sisse= 1,293 - õhu tihedus tavatingimustes,
m 3 / kg.
Leiame 1 kg kütuse põletamisel tekkivate põlemisproduktide koguse:
kui on teada kütuse elementaarne koostis, saab suitsugaaside massikoostise 1 kg kütuse kohta selle täielikul põlemisel määrata järgmiste võrrandite alusel:
kus mCO2 , mH2O , mN2 , mO2- vastavate gaaside mass, kg.
Põlemissaaduste koguhulk:
m p. s = m CO2 + m H2O + m N2 + m O2,
m p. s= 2,71 + 2,21 + 16,33 + 1,00 = 22,25 kg/kg.
Saadud väärtuse kontrollimine:
kus W f - spetsiifiline tarbimine düüsi aur vedelkütuse põletamisel, kg/kg (gaasikütusel W f = 0),
Kuna kütus on gaas, siis jätame tähelepanuta õhu niiskusesisalduse ega arvesta veeauru hulka.
Leiame 1 kg kütuse põletamisel tekkivate põlemisproduktide mahu normaaltingimustes:
kus m i- 1 kg kütuse põlemisel tekkinud vastava gaasi mass;
ρ i- selle gaasi tihedus tavatingimustes, kg / m 3;
M i on antud gaasi molaarmass, kg/kmol;
22,4 - molaarmaht, m 3 / kmol,
m3/kg; 
m3/kg;
m3/kg; 
m 3 / kg.
Põlemissaaduste kogumaht (n.a.) tegeliku õhuvoolu juures:
V = V CO2 + V H2O + V N2 + V O2 ,
V = 1,38 + 2,75 + 13,06 + 0,70 \u003d 17,89 m 3 / kg.
Põlemissaaduste tihedus (n.a):
kg/m3.
Leiame 1 kg kütuse põlemissaaduste soojusmahtuvuse ja entalpia temperatuurivahemikus 100 °C (373 K) kuni 1500 °C (1773 K), kasutades tabeli andmeid. 2.
Gaaside keskmised erisoojusmahud p, kJ/(kg∙K) tabel 2
| t, °С |
|||||
1 kg kütuse põletamisel tekkivate suitsugaaside entalpia:
kus CO2-ga , H2O-ga , N2-ga , O2-ga- keskmised erisoojusvõimsused vastava muru konstantsel rõhul temperatuuril t, kJ/(kg K);
koos t on 1 kg kütuse põlemisel temperatuuril tekkivate suitsugaaside keskmine soojusmahtuvus t, kJ/(kg K);
temperatuuril 100 °С: kJ/(kg∙K);
temperatuuril 200 °С: kJ/(kg∙K);
temperatuuril 300 °C: kJ/(kg∙K);
temperatuuril 400 °С: kJ/(kg∙K);
temperatuuril 500 °С: kJ/(kg∙K);
temperatuuril 600 °C: kJ/(kg∙K);
temperatuuril 700 °С: kJ/(kg∙K);
temperatuuril 800 °С: kJ/(kg∙K);
temperatuuril 1000 °С: kJ/(kg∙K);
temperatuuril 1500 °C: kJ/(kg∙K);
Arvutuste tulemused on kokku võetud tabelis. 3.
Põlemissaaduste entalpia Tabel 3
Tabeli järgi. 3 koostage sõltuvusgraafik H t = f ( t ) (Joonis 1) vt lisa .
2.2 Arvutamine soojusbilanss ahju, ahju efektiivsus ja kütusekulu
Ahjus veeauru poolt neelatud soojusvoog (kasulik soojuskoormus):
kus G- ülekuumendatud veeauru kogus ajaühikus, kg/s;
H vp1 Ja H vp2
Väljuvate suitsugaaside temperatuuriks võtame 320 °C (593 K). Soojuskadu kiirgusest sisse keskkond on 10%, kusjuures 9% neist kaob kiirguskambris ja 1% konvektsioonikambris. Ahju kasutegur η t = 0,95.
Tähelepanuta jäetakse keemilisest allapõlemisest tingitud soojuskaod, samuti sissetuleva kütuse ja õhu soojushulk.
Määrame ahju efektiivsuse:
kus uh on põlemisproduktide entalpia ahjust väljuvate suitsugaaside temperatuuril, t uh; tavaliselt eeldatakse, et väljuvate suitsugaaside temperatuur on 100–150 °C kõrgem toormaterjali algtemperatuurist ahju sisselaskeavas; q higi- soojuskadu kiirgusest keskkonda, % või osa sellest Q korrus ;
Kütusekulu, kg/s:
kg/s.
2.3 Kiirguskambri ja konvektsioonikambri arvutamine
Seadistame suitsugaaside temperatuuri läbipääsul: t P\u003d 750–850 ° С, aktsepteerime
t P= 800 °C (1073 K). Põlemissaaduste entalpia läbipääsu temperatuuril
H P= 21171,8 kJ/kg.
Kiirgustorudes veeauru poolt neelatud soojusvoog:
kus H n on põlemisproduktide entalpia suitsugaasi temperatuuril läbipääsul, kJ/kg;
η t - ahju efektiivsus; soovitatav on võtta see 0,95–0,98;
Konvektsioonitorudes veeauru poolt neelatud soojusvoog:
Veeauru entalpia kiirgusosa sissepääsu juures on:
kJ/kg.
Aktsepteerime konvektsioonikambri rõhukadude väärtust ∆ P juurde= 0,1 MPa, siis:
P juurde = P - P juurde ,
P juurde= 1,2 - 0,1 = 1,1 MPa.
Kiirgussektsiooni veeauru sisselaskeava temperatuur t juurde= 294 °С, siis keskmine temperatuur kiirgustorude välispind on:
kus Δt- kiirgustorude välispinna temperatuuri ja torudes soojendatava veeauru (tooraine) temperatuuri erinevus; Δt= 20 - 60 °С;
TO.
Maksimaalne kavandatud põlemistemperatuur:
kus t o- kütuse ja õhu esialgse segu alandatud temperatuur; võetakse võrdseks põlemiseks tarnitava õhu temperatuuriga;
TÄNUD.- põlemisproduktide erisoojusmaht temperatuuril t P;
°C.
Kell tmax = 1772,8 °С ja t n \u003d 800 ° C absoluutselt musta pinna soojustihedus qs jaoks erinevad temperatuurid kiirgustorude välispinnal on järgmised tähendused:
Θ, °С 200 400 600
qs, W/m2 1,50 ∙ 10 5 1,30 ∙ 10 5 0,70 ∙ 10 5
Koostame abidiagrammi (joonis 2) vt lisa, mille järgi leiame soojustiheduse Θ = 527 °С juures: qs\u003d 0,95 ∙ 10 5 W / m 2.
Arvutame ahju kogu soojusvoo:
Täiesti musta pinnaga võrdväärse ala esialgne väärtus:
m 2.
Aktsepteerime müüritise sõelumisastet Ψ = 0,45 ja α = 1,25 puhul leiame, et
Hs /H l = 0,73.
Samaväärse tasase pinna väärtus:
m 2.
Aktsepteerime torude üherealist paigutust ja sammu nende vahel:
S = 2d n= 2 ∙ 0,152 = 0,304 m. Nende väärtuste puhul on vormitegur TO = 0,87.
Varjestatud müüritise pinna väärtus:
m 2.
Kiirgustorude küttepind:
m 2.
Valime ahju BB2, selle parameetrid:
kiirguskambri pind, m 2 180
konvektsioonikambri pind, m 2 180
ahju tööpikkus, m 9
kiirguskambri laius, m 1,2
versioon b
kütuse põlemismeetod leegivaba
kiirguskambri toru läbimõõt, mm 152×6
konvektsioonikambri toru läbimõõt, mm 114×6
Torude arv kiirguskambris:
kus d n on kiirguskambri torude välisläbimõõt, m;
l põrand - kiirgustorude kasulik pikkus, pestud suitsugaaside vooluga, m,
l põrand = 9 - 0,42 = 8,2 m,
.
Kiirgustorude pinna termiline pinge:
W/m2.
Määrake konvektsioonikambri torude arv:
Järjestame need malelaua mustris 3 ühes horisontaalses reas. Torude vaheline samm S = 1,7 d h = 0,19 m.
Keskmine temperatuuride erinevus määratakse järgmise valemiga:
°C.
Soojusülekandetegur konvektsioonikambris:
W / (m 2 ∙ K).
Konvektsioonitorude pinna soojuspinge määratakse järgmise valemiga:
W/m2.
2.4 Ahju pooli hüdrauliline arvutus
Ahjuspiraali hüdrauliline arvutus seisneb veeauru rõhukao määramises kiirgus- ja konvektsioonitorudes.
kus G
ρ kuni v.p. - veeauru tihedus keskmisel temperatuuril ja rõhul konvektsioonikambris, kg / m 3;
d k – konvektsioonitorude siseläbimõõt, m;
z k on voolude arv konvektsioonikambris,
Prl.
ν k \u003d 3,311 ∙ 10 -6 m 2 / s.
Reynoldsi kriteeriumi väärtus:
m.
Hõõrdumise rõhukadu:
Pa = 14,4 kPa.
Pa = 20,2 kPa.
kus Σ ζ kuni
- pöörete arv.
Kogu rõhukadu:
2.5 Veeauru rõhukao arvutamine kiirguskambris
Keskmine auru kiirus:
kus G on ahjus ülekuumendatud veeauru voolukiirus, kg/s;
ρ r v.p. - veeauru tihedus keskmisel temperatuuril ja rõhul konvektsioonikambris, kg / m 3;
dр – konvektsioonitorude siseläbimõõt, m;
z p on voolude arv ventilatsioonikambris,
Prl.
Veeauru kinemaatiline viskoossus keskmisel temperatuuril ja rõhul konvektsioonikambris ν p \u003d 8,59 ∙ 10 -6 m 2 / s.
Reynoldsi kriteeriumi väärtus:
Torude kogupikkus sirgel lõigul:
m.
Hüdrauliline hõõrdetegur:
Hõõrdumise rõhukadu:
Pa = 15,1 kPa.
Surve kaotus ületamiseks kohalik vastupanu:
Pa = 11,3 kPa,
kus Σ ζ lk\u003d 0,35 - takistustegur 180 ºС pööramisel,
- pöörete arv.
Kogu rõhukadu:
Tehtud arvutused näitasid, et valitud ahi tagab antud režiimis veeauru ülekuumenemise protsessi.
3. Jääksoojuskatla arvutamine
Leia suitsugaaside keskmine temperatuur:
kus t 1 - suitsugaaside temperatuur sisselaskeava juures,
t 2 – väljuva suitsugaasi temperatuur, °С;
°C (538 K).
Suitsugaasi massivool:
kus B - kütusekulu, kg / s;
Suitsugaaside spetsiifilised entalpiad määratakse tabelis esitatud andmete alusel. 3 ja fig. 1 vastavalt valemile:
Jahutusvedelike entalpiad Tabel 4
Suitsugaaside kaudu edastatav soojusvoog:
kus H 1 ja H 2 - 1 kg kütuse põletamisel tekkinud suitsugaaside entalpia vastavalt KU sisse- ja väljalaskeava temperatuuril, kJ/kg;
B - kütusekulu, kg/s;
h 1 ja h 2 - suitsugaaside erientalpiad, kJ / kg,
Vee poolt tajutav soojusvoog, W:
kus η ku - soojuskasutuse koefitsient CU-s; η ku = 0,97;
G n - auruvõimsus, kg/s;
h k vp - küllastunud veeauru entalpia väljalasketemperatuuril, kJ/kg;
h n - toitevee entalpia, kJ/kg,
KÜ-s vastuvõetud veeauru kogus määratakse järgmise valemiga:
kg/s.
Soojusvoog, mida vesi küttetsoonis võtab:
kus h k in - vee erientalpia aurustumistemperatuuril, kJ / kg;
Suitsugaaside poolt veele ülekantav soojusvoog küttetsoonis (kasulik soojus):
kus h x on suitsugaaside erientalpia temperatuuril t x , siit:
kJ/kg.
1 kg kütuse põlemisentalpia väärtus:
Vastavalt joonisele fig. 1 väärtusele vastav suitsutoru temperatuur H x = 5700,45 kJ/kg:
t x = 270 °С.
Keskmine temperatuuride erinevus küttetsoonis:
°C.
270 suitsugaasid 210 Võttes arvesse vastuvooluindeksit:
kus TO f on soojusülekandetegur;
m 2.
Keskmine temperatuuride erinevus aurustumistsoonis:
°C.
320 suitsugaasid 270 Võttes arvesse vastuvooluindeksit:
187 veeaur 187
Soojusvahetuse pindala küttetsoonis:
kus TO f on soojusülekandetegur;
m 2.
Soojusvahetuse kogupindala:
F = F n + F sina,
F\u003d 22,6 + 80 \u003d 102,6 m 2.
Vastavalt standardile GOST 14248-79 valime standardse aururuumiga aurusti, millel on järgmised omadused:
korpuse läbimõõt, mm 1600
torukimpude arv 1
torude arv ühes kimbus 362
soojusvahetuspind, m 2 170
ühe löögi läbilõikepindala
läbivad torud, m 2 0,055
4. Õhusoojendi soojusbilanss
Atmosfääriõhk temperatuuriga t ° in-x siseneb seadmesse, kus see kuumutatakse temperatuurini t x in-x suitsugaaside kuumuse tõttu.
Õhukulu, kg / s, määratakse vajaliku kütusekoguse alusel:
kus IN- kütusekulu, kg/s;
L- tegelik õhukulu 1 kg kütuse põletamisel, kg/kg,
Suitsugaasid, mis eraldavad oma soojust, jahutatakse t dg3 = t dg2 enne t dg4 .
=
kus H3 Ja H4- suitsugaaside entalpiad temperatuuridel t dg3 Ja t dg4 vastavalt kJ/kg,
Õhuga tajutav soojusvoog, W:
kus koos in-x- õhu keskmine erisoojusmaht, kJ/(kg K);
0,97 - õhusoojendi efektiivsus,
Lõplik õhutemperatuur ( t x in-x) määratakse soojusbilansi võrrandist:
TO.
5. KTANi soojusbilanss
Pärast õhusoojendit sisenevad suitsugaasid aktiivse otsikuga (KTAN) kontaktaparatuuri, kus nende temperatuur langeb alates t dg5 = t dg4 temperatuurini t dg6= 60 °С.
Suitsugaaside soojus eemaldatakse kahe eraldiseisva veevooluga. Üks voog puutub otseselt kokku suitsugaasidega ja teine vahetab nendega soojust läbi spiraali seina.
Suitsugaasidest eraldatud soojusvoog, W:
kus H5 Ja H6- suitsugaaside entalpiad temperatuuril t dg5 Ja t dg6 vastavalt kJ/kg,
Jahutusvee kogus (kokku), kg/s, määratakse soojusbilansi võrrandist:
kus η - KTAN efektiivsus, η = 0,9,
kg/s.
Jahutusvee poolt tajutav soojusvoog, W:
kus G vesi- jahutusvee tarbimine, kg/s:
veega- vee erisoojusmaht, 4,19 kJ/(kg K);
t n vett Ja t vette- veetemperatuur vastavalt KTAN-i sisse- ja väljalaskeava juures,
6. Soojustagastusjaama kasuteguri arvutamine
Sünteesitud süsteemi efektiivsuse väärtuse määramisel ( η mu) kasutatakse traditsioonilist lähenemist.
Soojustagastusjaama kasuteguri arvutamine toimub järgmise valemi järgi:
7. Süsteemi "ahi – heitsoojuskatel" eksergihindamine
Eksergeetiline energiatehnoloogiliste süsteemide analüüsimeetod võimaldab kõige objektiivsemalt ja kvalitatiivsemalt hinnata energiakadusid, mida termodünaamika esimest seadust kasutades tavapärasel hindamisel mitte kuidagi ei tuvastata. Vaadeldaval juhul kasutatakse hindamiskriteeriumina eksergia efektiivsust, mis on defineeritud kui eemaldatud eksergia ja süsteemi antud eksergia suhe:
kus E sub- kütuse eksergia, MJ/kg;
E resp.- eksergia, mille võtab veeauru vool ahjus ja heitsoojuskatlas.
Gaaskütuse puhul on tarnitud eksergia kütuse eksergia summa ( E alam1) ja õhueksergia ( E ala2):
kus N n Ja Aga- õhu entalpiad vastavalt ahju sisselasketemperatuuril ja ümbritseva õhu temperatuuril, kJ/kg;
See- 298 K (25 °С);
∆S- õhu entroopia muutus, kJ/(kg K).
Enamikul juhtudel võib õhueksergia väärtuse tähelepanuta jätta, see tähendab:
Vaadeldavale süsteemile määratud eksergia on ahjus veeauru poolt neelatud eksergia summa ( E resp1) ja eksergia, mille veeaur võtab CH-s ( E resp2).
Ahjus kuumutatud auruvoolu jaoks:
kus G- aurukulu ahjus, kg/s;
H vp1 Ja H vp2- veeauru entalpiad vastavalt ahju sisse- ja väljalaskeava juures, kJ/kg;
ΔS vp- veeauru entroopia muutus, kJ/(kg K).
HV-s saadava veeauru voolu jaoks:
kus G n- aurukulu CU-des, kg/s;
h kuni ptk- küllastunud veeauru entalpia KU väljalaskeava juures, kJ/kg;
h n sisse- toitevee entalpia KU sisselaskeava juures, kJ/kg.
E resp. = E otv1 + E otv2 ,
E resp.\u003d 1965,8 + 296,3 \u003d 2262,1 J / kg.
Järeldus
Olles teostanud arvutuse kavandatava paigaldise jaoks (protsessiahju heitgaaside soojuse taaskasutamine), võime järeldada, et kui see kompositsioon kütus, ahju tootlikkus veeauru osas, muud näitajad - sünteesitud süsteemi efektiivsuse väärtus on kõrge, seega - paigaldus on efektiivne; seda näitas ka süsteemi "ahi - heitsoojuskatel" eksergiahinnang, kuid energiakulude osas jätab paigaldus soovida ja vajab täiustamist.
Kasutatud kirjanduse loetelu
1. Haraz D .JA. Sekundaarsete energiaressursside kasutamise viisid keemiatööstuses / D. I. Kharaz, B. I. Psakhis. - M.: Keemia, 1984. - 224 lk.
2. Scoblo A . JA. Skoblo A.I., Tregubova I.A., Yu.K., Molokanov. - 2. väljaanne, muudetud. ja täiendav – M.: Keemia, 1982. – 584 lk.
3. Pavlov K .F. Näited ja ülesanded keemiatehnoloogia protsesside ja seadmete käigus: Proc. Käsiraamat ülikoolidele / K. F. Pavlov, P. G. Romankov, A. A. Noskov; Ed. P. G. Romankova. - 10. väljaanne, muudetud. ja täiendav - L.: Keemia, 1987. - 576 lk.
Lisa
Niiske õhk on kuiva õhu ja veeauru segu. Küllastumata õhus on niiskus ülekuumendatud auru olekus ja seetõttu saab niiske õhu omadusi ligikaudselt kirjeldada ideaalgaaside seadustega.
Niiske õhu peamised omadused on järgmised:
1. Absoluutne niiskus g, mis määrab 1 m 3 niiskes õhus sisalduva veeauru koguse. Veeaur hõivab kogu segu mahu, seega on õhu absoluutne niiskus võrdne 1 m 3 veeauru massiga või auru tihedusega, kg / m 3
2. Suhtelist õhuniiskust j väljendatakse õhu absoluutse niiskuse ja selle maksimaalse võimaliku niiskuse suhtega samal rõhul ja temperatuuril või 1 m 3 niiskes õhus sisalduva veeauru massi ja massi suhtega. veeauru, mis on vajalik 1 m 3 niiske õhu täielikuks küllastamiseks samal rõhul ja temperatuuril.
Suhteline niiskus määrab õhu niiskusega küllastumise astme:
, (1.2)
kus on veeauru osarõhk, mis vastab selle tihedusele Pa; - küllastunud auru rõhk samal temperatuuril, Pa; - maksimaalne võimalik auru kogus 1 m 3 küllastunud niiskes õhus, kg / m 3; - aurutihedus selle osarõhul ja niiske õhu temperatuuril, kg/m 3 .
Seos (1.2) kehtib ainult siis, kui võib eeldada, et vedelikuaur on ideaalne gaas kuni küllastusolekuni.
Niiske õhu tihedus r on veeauru ja kuiva õhu tiheduste summa niiske õhu temperatuuril 1 m 3 niiske õhu osarõhul. T, KOHTA:
(1.3)
kus on kuiva õhu tihedus selle osarõhul 1 m 3 niisket õhku, kg / m 3; - kuiva õhu osarõhk, Pa; - kuiva õhu gaasikonstant, J/(kg×K).
Väljendades ja olekuvõrrandiga õhu ja veeauru jaoks saame
, (1.5)
kus on õhu ja veeauru massivoolukiirus, kg/s.
Need võrdsused kehtivad sama mahu kohta V niiske õhk samal temperatuuril. Jagades teise võrdsuse esimesega, saame niiskusesisalduse kohta teise avaldise
. (1.6)
Asendades siin õhu J/(kg×K) ja veeauru J/(kg×K) gaasikonstantide väärtused, saame niiskusesisalduse väärtuse, väljendatuna kilogrammides veeauru 1 kg kuiva õhu kohta.
. (1.7)
Osalise õhurõhu asendamine väärtusega , kus eelmisest ja IN on baromeetriline õhurõhk samades ühikutes nagu R, saame õhurõhu all oleva niiske õhu jaoks
. (1.8)
Seega sõltub õhu niiskusesisaldus antud õhurõhul ainult veeauru osarõhust. Maksimaalne võimalik niiskusesisaldus õhus, kust
. (1.9)
Kuna küllastusrõhk tõuseb koos temperatuuriga, sõltub maksimaalne võimalik niiskuse hulk, mida õhk võib sisaldada, selle temperatuurist ja mida rohkem, seda kõrgem on temperatuur. Kui võrrandid (1.7) ja (1.8) on lahendatud ja , siis saame
(1.10)
. (1.11)
Niiske õhu maht kuupmeetrites 1 kg kuiva õhu kohta arvutatakse valemiga
(1.12)
Niiske õhu erimaht v, m 3 / kg, määratakse niiske õhu mahu jagamisel segu massiga 1 kg kuiva õhu kohta:
Niisket õhku kui soojuskandjat iseloomustab entalpia (kilodžaulides 1 kg kuiva õhu kohta), mis on võrdne kuiva õhu ja veeauru entalpiate summaga
(1.14)
kus on kuiva õhu erisoojusmaht, kJ/(kg×K); t– õhutemperatuur, °С; i- ülekuumendatud auru entalpia, kJ/kg.
1 kg kuiva küllastunud auru entalpia kl madalad rõhud määratud empiirilise valemiga, kJ/kg:
kus konstantne koefitsient on ligikaudu võrdne auru entalpiaga temperatuuril 0 °C; = 1,97 kJ/(kg×K) – auru erisoojusmahtuvus.
Väärtuste asendamine i avaldisesse (1,14) ja võttes kuiva õhu erisoojusmahtuvuse konstantse 1,0036 kJ / (kg × K), leiame niiske õhu entalpia kilodžaulides 1 kg kuiva õhu kohta:
Märggaasi parameetrite määramiseks kasutatakse ülalkirjeldatutele sarnaseid võrrandeid.
, (1.17)
kus on katsegaasi gaasikonstant; R- gaasi rõhk.
gaasi entalpia, kJ/kg,
kus on gaasi erisoojusmaht, kJ/(kg×K).
Gaasi absoluutne niiskusesisaldus:
. (1.19)
Õhk-vesi soojuskandjate kontaktsoojusvahetite arvutamisel saate kasutada tabelis olevaid andmeid. 1,1-1,2 või arvutatud sõltuvused õhu (1,24-1,34) ja vee (1,35) füüsikalis-keemiliste parameetrite määramiseks. Suitsugaaside puhul võib kasutada tabelis 1 toodud andmeid. 1.3.
Märggaasi tihedus, kg / m 3:
, (1.20)
kus on kuiva gaasi tihedus temperatuuril 0 ° C, kg / m 3; M g, M p on gaasi ja auru molekulmassid.
Märggaasi dünaamilise viskoossuse koefitsient, Pa × s:
, (1.21)
kus on veeauru dünaamilise viskoossuse koefitsient, Pa×s; - kuiva gaasi dünaamilise viskoossuse koefitsient, Pa×s; 
- auru massikontsentratsioon, kg/kg.
Märg gaasi erisoojusmaht, kJ/(kg×K):
Märggaasi soojusjuhtivuse koefitsient, W/(m×K):
, (1.23)
kus k on adiabaatiline indeks; IN– koefitsient (monatoomiliste gaaside puhul IN= 2,5; kaheaatomiliste gaaside jaoks IN= 1,9; kolmeaatomiliste gaaside jaoks IN = 1,72).
Tabel 1.1. Kuiva õhu füüsikalised omadused ( R= 0,101 MPa)
| t, °C | , kg / m 3 | , kJ/(kg×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 |
Kuiva õhu termofüüsikalisi omadusi saab ligikaudselt hinnata järgmiste võrranditega.
Kuiva õhu kinemaatiline viskoossus temperatuuril -20 kuni +140 ° C, m 2 / s:
Pa; (1.24)
ja 140 kuni 400 °С, m2/s:
. (1.25)
Tabel 1.2. Vee füüsikalised omadused küllastunud olekus
| t, °C | , kg / m 3 | , kJ/(kg×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 |
Märggaasi tihedus, kg/m3.
2. heitgaaside poolt ärakantav soojus. Määrame suitsugaaside soojusmahtuvuse tux = 8000C juures;
3. soojuskadu müüritise kaudu soojusjuhtivuse järgi.
Kaod läbi varahoidla
Võlvi paksus on 0,3 m, materjaliks šamott. Aktsepteerime, et kupli sisepinna temperatuur on võrdne gaaside temperatuuriga.
Ahju keskmine temperatuur:
Selle temperatuuri järgi valime šamottmaterjali soojusjuhtivuse koefitsiendi:
Seega on varakaod järgmised:
kus α on soojusülekandetegur seinte välispinnalt välisõhku, võrdne 71,2 kJ / (m2 * h * 0С)
Kaod läbi seinte. Seinte müüritis on kahekihiline (šamoti 345 mm, kobediatomiit 115 mm)
Seina pindala, m2:
metoodiline tsoon
keevitustsoon
Tomili tsoon
lõpp
Seina üldpind 162,73 m2
Temperatuuri lineaarse jaotuse korral seina paksuse vahel on šamoti keskmine temperatuur 5500C ja diatomiidi keskmine temperatuur 1500C.
Järelikult.
Täielik kadu müüritise tõttu
4. Praktiliste andmete kohaselt võetakse jahutusveega soojuskaod võrdseks 10% Qx tulust, see tähendab Qx + Qp
5. Aktsepteerime arvestamata kadusid 15% Q soojussisendist
Koostage ahju soojusbilansi võrrand
Ahju soojusbilanss on kokku võetud tabelis 1; 2
Tabel 1
tabel 2
| Kulu kJ/h | % |
| Metalli soojendamiseks kulutatud soojus
| 53 |
| suitsugaaside soojus | 26 |
| kaod müüritise tõttu
| 1,9 |
| jahutusvee kaod | 6,7 |
| arvestamata kahjud | 10,6 |
| Kokku: | 100 |
Soojuse erikulu 1 kg metalli soojendamiseks saab olema
Nõustume, et ahju paigaldatakse "toru torus" tüüpi põletid.
Keevitustsoonides on 16 tükki, hoidetsoonis 4 tükki. põletite koguarv 20tk. Määrake ühele põletile tuleva õhu hinnanguline kogus.
Vв - õhutarbimine tunnis;
TV - 400 + 273 = 673 K - õhu soojendamise temperatuur;
N on põletite arv.
Eeldatakse, et õhurõhk põleti ees on 2,0 kPa. Sellest järeldub, et vajaliku õhuvoolu tagab põleti DBV 225.
Määrake hinnanguline gaasikogus põleti kohta;
VG \u003d V \u003d 2667 tunni kütusekulu;
TG \u003d 50 + 273 \u003d 323 K - gaasi temperatuur;
N on põletite arv.
8. Soojusvaheti arvutamine
Õhkkütteks projekteerime 57/49,5 mm läbimõõduga torudest metallist silmussoojusvaheti nende sammuga koridori paigutusega
Algandmed arvutamiseks:
Tunni kütusekulu B=2667 kJ/h;
Õhukulu 1 m3 kütuse kohta Lα = 13,08 m3/m3;
Põlemissaaduste kogus 1 m3 põlevgaasist Vα =13,89 m3/m3;
Õhkkütte temperatuur tv = 4000С;
Ahju suitsugaaside temperatuur tux=8000C.
Õhukulu tunnis:
Suitsu väljund tunnis:
Soojusvahetit läbiv suitsukogus tunnis, võttes arvesse suitsukadu väljalöömisel ja möödavoolusiibri kaudu ning õhulekkeid.
Koefitsient m, võttes arvesse suitsukadu, võtame 0,7.
Koefitsient, mis võtab arvesse sigade õhulekkeid, on 0,1.
Suitsu temperatuur soojusvaheti ees, võttes arvesse õhulekkeid;
kus iух on suitsugaaside soojussisaldus temperatuuril tух=8000С
See soojussisaldus vastab suitsutemperatuurile tD=7500C. (Vt Joon.67(3))
Kütuse süsiniku põletamisel õhus vastavalt võrrandile (21C + 2102 + 79N2 = 21C02 + 79N2), on iga põlemisproduktides sisalduva CO2 mahu kohta 79: 21 = 3,76 mahuosa N2.
Antratsiidi, lahja kivisöe ja muude kõrge süsinikusisaldusega kütuste põlemisel tekivad põlemissaadused, mis on koostiselt sarnased süsiniku põlemissaadustega. Kui vesinikku põletatakse võrrandi järgi
42H2+2102+79N2=42H20+79N2
Iga H20 mahu kohta on lämmastikku 79:42 = 1,88 mahuosa.
Looduslike, veeldatud ja koksiahju gaaside, vedelkütuste, küttepuude, turba, pruunsöe, pika leegi- ja gaasisöe ning muude põlevas massis olulise vesinikusisaldusega kütuste põlemisproduktides tekib suur hulk veeauru. , mis mõnikord ületab CO2 mahtu. Niiskuse olemasolu ülaosas
|
Tabel 36 Soojusmaht, kcal/(m3. °C) |
Elus suurendab loomulikult veeauru sisaldust põlemisproduktides.
Peamiste kütuseliikide täieliku põlemise saaduste koostis stöhhiomeetrilises õhumahus on toodud tabelis. 34. Selle tabeli andmetest on näha, et kõigi kütuste põlemisproduktides ületab N2 sisaldus oluliselt C02-f-H20 kogusisaldust ning süsiniku põlemissaadustes on see 79%.
Vesiniku põlemisproduktid sisaldavad 65% N2, looduslike ja veeldatud gaaside, bensiini, kütteõli ja muude süsivesinikkütuste põlemisproduktid sisaldavad 70-74% N2.
Riis. 5. Mahuline soojusmaht
Põlemisproduktid
4 - süsiniku põlemisproduktid
5 - vesiniku põlemisproduktid
Täieliku põlemisproduktide, mis ei sisalda hapnikku, keskmise soojusmahtuvuse saab arvutada valemiga
C \u003d 0,01 (Cc02C02 + Cso2S02 + Cn20H20 + CN2N2) kcal / (m3 - ° С), (VI. 1)
Kus Сс0г, Cso2, СНа0, CNa on süsinikdioksiidi, vääveldioksiidi, veeauru ja lämmastiku mahulised soojusmahud ning С02, S02, Н20 ja N2 vastavate komponentide sisaldus põlemisproduktides, % (maht) .
Vastavalt sellele valemile (VI. 1) on järgmine vorm:
C \u003d 0,01 (Cc02 /? 02 + CHj0H20-bCNi! N2) kcal / (m3 "°C). (VI.2)
CO2, H20 ja N2 keskmine mahuline soojusmahtuvus temperatuurivahemikus 0 kuni 2500 °C on toodud tabelis. 36. Kõverad, mis iseloomustavad nende gaaside keskmise mahulise soojusmahtuvuse muutust temperatuuri tõustes, on näidatud joonisel fig. viis.
Laualt. 16 andmed ja kõverad, mis on kujutatud joonisel fig. 5 näitab järgmist:
1. CO2 mahuline soojusmahtuvus ületab oluliselt H20 soojusmahtuvust, mis omakorda ületab N2 soojusmahtuvust kogu temperatuurivahemikus 0 kuni 2000 °C.
2. CO2 soojusmahtuvus suureneb temperatuuri tõustes kiiremini kui H20 soojusmahtuvus ja H20 soojusmahtuvus kiiremini kui N2 soojusmahtuvus. Sellest hoolimata erinevad süsiniku ja vesiniku põlemisproduktide kaalutud keskmised soojusmahud stöhhiomeetrilises õhumahus vähe.
Selline esmapilgul mõnevõrra ootamatu olukord on tingitud asjaolust, et süsiniku täieliku põlemise saadustes õhus on iga kuupmeetri CO2 kohta, millel on suurim soojusmahtuvus, 3,76 m3 N2 minimaalselt. mahuline
|
Süsiniku ja vesiniku põlemisproduktide keskmised mahulised soojusmahud teoreetiliselt vajalikus õhuhulgas, kcal/(m3-°C)
|
Soojusmahtuvus ning vesiniku põlemisproduktides iga kuupmeetri veeauru kohta, mille mahuline soojusmahtuvus on väiksem kui CO2 oma, kuid suurem kui N2 oma, on lämmastikku poole vähem (1,88 m3).
Selle tulemusena võrdsustuvad süsiniku ja vesiniku põlemissaaduste keskmised mahulised soojusmahud õhus, nagu on näha tabelis olevatest andmetest. 37 ja kõverate 4 ja 5 võrdlus joonistel fig. 5. Õhus leiduvate süsiniku ja vesiniku põlemissaaduste kaalutud keskmiste soojusvõimsuste erinevus ei ületa 2%. Loomulikult paiknevad peamiselt süsinikust ja vesinikust koosneva kütuse põlemissaaduste soojusmahud stöhhiomeetrilises õhumahus kitsas piirkonnas kõverate 4 ja 5 vahel (varjutatud joonisel 5).
Erinevate kihtide täieliku põlemise tooted; kütustel stöhhiomeetrilises õhus temperatuurivahemikus 0 kuni 2100 °C on järgmine soojusmahtuvus, kcal/(m3>°C):
Põlemissaaduste soojusmahtuvuse kõikumised mitmesugused kütused on suhteliselt väikesed. Kell tahke kütus kõrge niiskusesisaldusega (küttepuud, turvas, pruunsüsi jne) on põlemisproduktide soojusmahtuvus samas temperatuurivahemikus kõrgem kui madala niiskusesisaldusega kütusel (antratsiit, kivisüsi, kütteõli, maagaas jne) .) . Selle põhjuseks on asjaolu, et kõrge niiskusesisaldusega kütuse põlemisel põlemisproduktides suureneb veeauru sisaldus, millel on suurem soojusmahtuvus võrreldes kaheaatomilise gaasi - lämmastikuga.
Tabelis. 38 näitab õhuga lahjendamata täieliku põlemisproduktide keskmisi mahulisi soojusmahtuvusi erinevates temperatuurivahemikes.
Tabel 38
|
Õhuga lahjendamata kütuse ja õhu põlemissaaduste keskmise soojusmahtuvuse väärtus temperatuurivahemikus 0 kuni t ° С
|
Kütuse niiskusesisalduse suurenemine suurendab põlemisproduktide soojusmahtuvust, kuna nendes sisalduva veeauru sisaldus suureneb samas temperatuurivahemikus, võrreldes madalama niiskusega kütuse põlemissaaduste soojusmahtuvusega. sisaldus, ja samal ajal alandab kütuse põlemistemperatuuri veepaarist tingitud põlemisproduktide mahu suurenemise tõttu.
Kütuse niiskusesisalduse suurenemisega suureneb põlemisproduktide mahuline soojusmahtuvus antud temperatuurivahemikus ja samal ajal väheneb temperatuurivahemik 0-lt £max väärtuse vähenemise tõttu.<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).
See võimaldab oluliselt lihtsustada kalorimeetriliste ja arvestuslike põlemistemperatuuride määramist (vastavalt VII peatükis kirjeldatud meetodile). Sel juhul lubatud viga ei ületa tavaliselt 1% või 20 °.
Võttes arvesse kõveraid 4 ja 5 joonistel fig. 5 on näha, et süsiniku täieliku põlemise saaduste soojusmahtuvuse suhe õhu stöhhiomeetrilises mahus temperatuurivahemikus 0 kuni t ° C, näiteks 0 kuni t ° C.
|
Erinevat tüüpi tahkekütuste põlemisproduktide soojusmahtuvus 0 kuni t'mayL niiskusesisaldusega 0 kuni 40%, õhu stöhhiomeetrilises mahus
|
200 ja 0 kuni 2100 °C on praktiliselt võrdne vesiniku põlemisproduktide soojusvõimsuste suhtega samades temperatuurivahemikes. Määratud soojusmahtuvuste suhe C' jääb erinevat tüüpi kütuste täielikul põlemisel stöhhiomeetrilises õhuhulgas praktiliselt konstantseks.
Tabelis. 40 näitab madala ballastisisaldusega kütuse täieliku põlemise saaduste soojusmahtuvust, mis läheb gaasilisteks põlemisproduktideks (antratsiit, koks, kivisüsi, vedelkütus, looduslikud, nafta, koksiahju gaasid jne). temperatuurivahemikus 0 kuni t ° С ja temperatuurivahemikus 0 kuni 2100 ° C. Kuna seda tüüpi kütuste soojusmahtuvus on ligi 2100 °C, võrdub näidatud soojusmahtude suhe C' soojusmahtuvuse suhtega temperatuurivahemikus 0 kuni t ja 0 kuni tm&x-
Tabelis. 40 on näidatud ka C' väärtused, mis on arvutatud suure ballastisisaldusega kütuse põlemissaaduste jaoks, mis lähevad kütuse põlemisel gaasilisteks põlemisproduktideks, st niiskuseks tahkes kütuses, lämmastiks ja süsinikdioksiidiks gaasilises. kütust. Seda tüüpi kütuste (puit, turvas, pruunsüsi, segageneraator, õhk ja kõrgahjugaasid) soojusmahtuvus on 1600-1700 °C.
Tabel 40
|
Põlemissaaduste C' ja õhu K soojusmahtuvuse suhe temperatuurivahemikus 0 kuni t ° C põlemissaaduste soojusmahtuvusse 0 kuni
|
Nagu tabelist näha. 40, erinevad C' ja K väärtused vähe isegi erineva ballastisisalduse ja soojusvõimsusega kütuse põlemisproduktide puhul.
Tabelis toodud väärtuste põhjal saab kindlaks teha gaasiliste põlemisproduktide termofüüsikalised omadused, mis on vajalikud erinevate parameetrite sõltuvuse arvutamiseks antud gaasilise keskkonna temperatuurist. Eelkõige saadakse need soojusmahtuvuse sõltuvused järgmisel kujul:
C psm = a -1/ d,
kus a = 1,3615803; b = 7,0065648; c = 0,0053034712; d = 20,761095;
C psm = a + bT sm + cT 2 sm,
kus a = 0,94426057; b = 0,00035133267; c = -0,0000000539.
Esimest sõltuvust eelistatakse ligikaudse täpsuse osas, teist sõltuvust saab võtta väiksema täpsusega arvutuste tegemiseks.
Suitsugaaside füüsikalised parameetrid
(at P = 0,0981 MPa; R CO2 = 0,13; lk H20 = 0,11; R N2 = 0,76)
| t, °С | γ, N m-3 | koos p, W (m 2 ° С) -1 | λ 10 2, W (m K) -1 | aga 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 |
LISA 3
(viide)
Õhukanalite ja ventiilide õhu- ja suitsuläbilaskvus
1. Suitsutõrjesüsteemide ventilatsioonikanalite lekete või õhulekete määramiseks võib kasutada järgmisi valemeid, mis on saadud tabeliandmete ligikaudse lähendamise teel:
H-klassi õhukanalite puhul (rõhuvahemikus 0,2–1,4 kPa): ΔL = aga(R - b)alates, kus ΔL- õhu imemised (lekked), m 3 / m 2 h; R- rõhk, kPa; aga = 10,752331; b = 0,0069397038; alates = 0,66419906;
klassi P õhukanalite puhul (rõhuvahemikus 0,2 - 5,0 kPa): kus a = 0,00913545; b=-3,1647682 10 8; c =-1,2724412 10 9; d= 0,68424233.
2. Tavapäraselt suletud tulesiibrite puhul vastavad gaasi temperatuurist sõltuva suitsu ja gaasi läbitungimise vastupidavuse spetsiifilise karakteristiku arvväärtused VNIIPO katsebaasis erinevate toodete stenditulekatsete käigus saadud andmetele:
| 1. Üldsätted. 2 2. Algandmed. 3 3. Väljatõmbesuitsu ventilatsioon. 4 3.1. Põlemissaaduste eemaldamine otse põlemisruumist. 4 3.2. Põlemissaaduste eemaldamine külgnevatest ruumidest. 7 4. Varustage suitsuventilatsioon. 9 4.1. Trepikodade õhuvarustus. 9 4.2. Õhu juurdevool liftišahtidesse.. 14 4.3. Õhu juurdevool vestibüüli lukkudesse.. 16 4.4. Kompenseeriv õhuvarustus. 17 5. Seadmete tehnilised omadused. 17 5.1. Väljatõmbesuitsu ventilatsioonisüsteemide seadmed. 17 5.2. Toitesuitsu ventilatsioonisüsteemide seadmed. 21 6. Tuletõrjerežiimid. 21 Kasutatud kirjandus .. 22 Lisa 1. Ruumide tulekoormuse põhiparameetrite määramine. 22 Lisa 2. Suitsugaaside termofüüsikalised omadused. 24 Lisa 3. Õhukanalite ja ventiilide õhu- ja suitsuläbilaskvus. 25 |
