Тепловой баланс процесса горения 1 кг или 1 м3 топлива в условиях полного сгорания и использования всего тепла для нагрева продуктов; сгорания определяется уравнением

QS + CTtT + VBCjB=(і4Спр. сг + Кв3бСвЭб) u>

Где Qн — низшая теплота сгорания топлива, ккал/кг или ккал/м3; Ст — средняя теплоемкость топлива от 0 до tT, ккал/(кг-°С) или: ккал/(м3-°С); VB — объем воздуха, поступающего для сжигания 1 кг или 1 м3 топлива, м3; tB — температура воздуха, поступающего в топ­ку, °С; — суммарный объем неразбавленных воздухом продуктов сго­рания 1 кг или 1 м3 топлива, м3; Спр. Сг. — средневзвешенная теплоем­кость неразбавленных воздухом продуктов сгорания от 0 до іиал, ккал/(м3-°С); К"36 —объем избыточного воздуха, содержащегося в — продуктах сгорания, м ; Св — средняя теплоемкость избыточного воз­духа от 0 до tKал, ккал/м3; іклл—калориметрическая температура горе­ния, °С.

В соответствии с уравнением теплового баланса калориметрическую температуру горения можно определить по формуле

<£ + СА+ГаСА

Кал ^Cnp. cr + C6cf6′ 1 ‘ т

Поскольку теплоемкость продуктов сгорания и избыточного воздуха, нагретых до t«ал, зависит от калориметрической температуры горения,, подсчет ведут по методу последовательных приближений.

Спр. сг подсчитывают по составу продуктов сгорания по форму­ле (VI. 1) или для упрощения расчета применяют табулированные зна­чения теллоемкостей продуктов сгорания и воздуха, приведенные в — табл. 36.

Теплоемкость топлива приведена в гл. VI.

Температуру нагрева воздуха (tB), необходимую для достижения за­данной калориметрической температуры горения, можно установить по формуле

^ __ ‘кал ( Спр. сг + С6) Єт’т ^yjj J^y

В ЇЛА

При сгорании неподогретого топлива и воздуха с температурой, близкой к 0 °С, формула (VII.13) принимает следующий вид:

U = QPH— (V°2Cnp. cr + rB36Cf6) 6С. (VII. 15)

Калориметрическую температуру горения можно определить также на основе жаропроизводительности топлива. Так, при сжигании топли-

95

Ва и воздуха с температурой О °С тепловые балансы процесса горения без избытка и с избытком воздуха определяются уравнениями:

Ql=(v%cnp. cr+v?6C36) tK„.

Отсюда

-‘max^max

‘кал’

‘кал= ‘max, ,/изб /-изб (VII. 16)

Г^пр. сг + У в

Для упрощения подсчета делим числитель и знаменатель на V. По­лучаем

‘калошах——————————— °С — (VII. 17)

Г г в газб

Wp. cr Т у^ ^В

Заменяя в этой формуле отношение объемов избыточного воздуха, содержащегося в продуктах сгорания, к суммарному стехиометрическо — му объему продуктов сгорания выражением (Л—1 )-В, где (Л—1) — объем избыточного воздуха, м3 на 1 м3 неразбавленных сухих продук­тов полного сгорания, В — отношение объемов сухих и влажных про­дуктов сгорания, получим

‘каллах 7————- . ,7™ п^иаб °С — (VII.18)

При подсчете по формуле (VI 1.18) отпадает необходимость в опреде­лении объема продуктов сгорания, а следовательно, и состава сжигае­мого топлива, на основе которого фиксируют объем продуктов сгорания.

При подогреве воздуха калориметрическую температуру горения можно приближенно подсчитать на основе жаропроизводительности топ­лива по формуле

‘кал — ,СГ;та* изб + °С, (VII. 19)

Спр. сг+ (Л — 1)ВСв

Где К —отношение теплоемкости воздуха в интервале температур от О до tB к теплоемкости неразбавленных воздухом продуктов сгорания в интервале температур от 0 до (значеня величины К приведены в табл. 40); М — отношение объемов воздуха и продуктов сгорания (см. табл.30).

Подобно жаропроизводительности калориметрическую температуру подсчитывают с учетом сгорания топлива в абсолютно сухом воздухе ікал и в воздухе, содержащем 1% (по массе) Н20, ікі*.

Значение £кал различных видов топлива в зависимости от коэффи­циента избытка воздуха приведены в гл. XI—XXVI.

Величина ^кал в сопоставимых условиях примерно на 30 град выше,

■Чем /кал. •

Приведем Пример подсчета ^кал-

Определить калориметрическую температуру горения природного газа, если состав сухих продуктов сгорания: 11,2% С02; 1,1% 02; 87,7% N2; температура газа ~0°С, температура воздуха 300 °С; ітлх природного газа 2010 °С; СОгтах природного газа 11,8%; В = 0,8; М=0,9; Спр. сг=0,40 при температуре от 1800 до 2000 °С; С„=0,36 при температуре от 1800 до 2000 °С; К=0,79 при 300 °С; А=11,8: 11,2=1,05:

4.л = 20Ю 0,4+(1,05 -1)-0,8-0,36 + 300-0,9-0,79 » 2150"С.