Вопрос 6. Расчет объемов продуктов сгорания

В начале будем вести расчет объемов продуктов сгорания при α=1,0. Минимальный или теоретический объем сухих газов при α=1,0 определяется по следующей формуле

, нм³/кг или нм³/нм³, (2.12)

где – объем трёхатомных газов, определяемый по уравнениям химических реакций горения топлива:

а) для твердого и жидкого топлива

, нм³/кг; (2.13)

б) для газообразного топлива

, нм³/нм³. (2.14)

Водяные пары образуются в продуктах сгорания водорода топлива и испарения влаги, содержащейся в сжигаемом топливе, и от подаваемого для горения воздуха.

Минимальный объем водяных паров при α=0,1 определяется по следующим формулам:

а) для твердого и жидкого топлива

, нм³/кг; (2.15)

б) для газообразного топлива

, нм³/нм³. (2.16)

Далее выполним расчет объемов продуктов сгорания при α >1,0.

Для выполнения дальнейших расчетов котельного агрегата необходимо определить объемы продуктов сгорания при всех значениях α по газовому тракту.

Действительный объем дымовых газов при α >0,1 составит

, нм³/кг, нм³/нм³. (2.17)

Полный объем сухих газов при α>0,1 будет равен

, нм³/кг, нм³/нм³. (2.18)

Полный объем водяных паров

, нм³/кг, нм³/нм³. (2.19)

Таким образом, полный объем дымовых газов можно найти по следующей формуле:

, нм³/кг, нм³/нм³. (2.20)

При определении коэффициентов теплоотдачи излучением от продуктов сгорания к стенкам котла и температуры точки росы водяных паров требуется знать парциальные давления газов.

Из уравнения состояния можно определить величину парциального давления

Р_кV_см = V_кР_см, (2.21)

где Р_к – парциальное давление газа, Па;

V_см – объем, занимаемый смесью газов, м³;

V_к – парциальный объем газа, входящего в смесь, м³.

При давлении смеси Р_см =1 бар

. (2.22)

Следовательно, парциальное давление газа приблизительно равно его объемной доле.

. (2.23)

Концентрация золы в дымовых газах

, (2.24)

где А^р – расчетная зольность топлива, определяемая по приложению Г;

а_ун – доля золы, уносимая газами (приложение Б).

Масса дымовых газов:

а) для твердого и жидкого топлива

, кг/нм³; (2.25)

б) для газообразного топлива плотность сухого газа будет равна

, кг/нм³. (2.26)

Масса дымовых газов

, кг/нм³; (2.27)