Жаропропзводптельность топлива можно подсчитать тремя методами.

1. Определение по теплоте сгорания топлива и теплоемкости продуктов сгорания. При подсчете по первому методу жаропроизводительность топлива определяют по формуле

(VIII.5)

Причем значения теплоемкостей двуокиси углерода С со*, водяного пара Сн. о и азота С^ даются в виде функции температуры и имеют достаточно сложный вид, например

Со = а — р Ы + с1г.

При выполнении теплотехнических расчетов обычно не подсчитывают тепло­емкость но формлуе (VIII.6), а пользуются табулированными значениями теплоемкости компонентов продуктов сгорания от нуля до £ и подсчет жаро — цроизводителъности ведут по методу последовательных приближений, оп­ределяя каждый раз средневзвешенную теплоемкость продуктов сгорания

Того или иного состава.

2. Определение по методу последовательных приближений. Этот метод основан на том, что подсчет ведут, задаваясь определенной температурой продуктоп сгорания ^ (2100° при малом содержании в топливе балласта, переходящего в продукты сгорания, п более низкой температурой при высо­ком содержании балласта), а затем подсчитывают средневзвешенную тепло­емкость продуктов сгорания от нуля до

Потом подсчитывают, какой теплотой сгорания должно обладать топливо, если продукты его сгорания нагреты до температуры ^

= О^со, ■ £-со, Vu. fi-С им У№-СМ,)*1. (VIII.7)

Если подсчитанная таким путем теплота сгорания топлива ( ниже дейст­вительной теплоты сгорания то задаются температурой ^2 на 100° выше, чем tu и аналогичным путем определяют значение (}2. Если же подсчитанная теплота сгорания выше действительной теплоты сгорания топлива С}?, то задаются температурой £2 на 100° ниже, чем £х, и определяют значение (^.2 при этой температуре. После подсчета величин и (?2, между которыми находится действительная теплота сгорания топлива ()р определяют жа­ропроизводительность топлива методом интерполяции.

В качестве примера ниже приводится подсчет по методу последователь­ных приближений жаропроизводительности пропана.

1) Низшая теплота сгораппя пропана 21800^ккал/нмэ.

2) Уравнение гоюевия пропана в стехиометрическом объеме воздуха:

Г,0! Г8 + 502 + 5-3,76 N2 = 3 С02 + 4 Н20 + 18,8 Гт2.

Рис. 12. Графический метод линей* вой интерполяции

4)

Подсчитываем аналогичным образом, какой теплотой сгорания должен был бы обла­дать пропан, если бы при его сгорании развивалась температура 2200*

<?Й00* = (З-0.5848 + 4-0,4779 + 18,8-0,3571)-2200 = 22 830 ккал/нм[4].

Найденная величина выше (^н, следовательно, жаропроизводительность пропана ниже 2200°.

5) Определяем 2гаах пропана путем интерполяции:

__ 22830 ккал/нм3 — 2200°

21680 » — 2100°

1150 ккал/м3 — 100°

— 21800 ккал! м3 — 2100° + х°

21680 » — 2100°

0,400 ккал/нм3 °С для продуктов сгорания газообразного топлива;

0,401 ккал/нм3 °С для продуктов сгорания жидкого топлива;

0,405 ккал/нм3 °С для продуктов сгорания твердого топлива.

В соответствии с этим формула для упрощенного подсчета жаропроизводи — тельности газообразного топлива приобретает следующий вид

«ш ах = <2н (0,4у£), (VIII.8)

R, T,eF°s — суммарный объем продуктов полного сгорания без избытка воздуха, нм3/нм3 газа.

Аналогичны формулы для подсчета жаропроизводительности жидкого топлива

W = QE (0,40114) (VIII.9)

Твердого топлива

W = <?H (0,405Fe )• (VIII.10)

В формулах (VIII.9) и (VIII. 10)7®, — суммарный объем продуктов полного сгорания без избытка воздуха, нм3/кг топлива.

Приводим для сопоставления упрощенный подсчет imax пропана;

1) Низшая теплота сгорания пропапа 21 800 ккал/нм3.

2) Уравнение горения пропана

СзНя + 50. + 5-3,76N» = ЗСОг + 4Н20 + 18,8N2;

7^, = 25,8 им3,

3) Жаропроизводительность пропана по формуле (VII 1.8)

W = 21 800 (25,8-0,4) — 2113°

Jmax пропана при подсчете по методу последовательных приближений равна 2110°.

При подсчете жаропроизводительности без учета содержания влаги в воз­духе и нагрева золы топлива ее обозначают а при подсчете жаропроиз­водительности с учетом содержания в воздухе 1 % влаги по массе, как это

Принято в теплотехнических расчетах,— *тах; ^тах примерно на 30° ниже, чем ^тах — Значение £’шах можно подсчитать по формуле (VIII.5), включая в суммарный объем продуктов сгорания содержащийся в воздухе водяной пар, или по формуле

7°

1т пт = t — а——— !—- Г (VIII. И)

M V], + 0,0"Fp

Значения t’ x важнейших видов топлива даны в табл. 27. Более полные данные по жаропроизводительности даны в таблицах теплотехнических ха­рактеристик отдельных видов топлива, приведенных в гл. XI—XXVI.

При сжигании сланцев и высокозольных углей подсчитывают также вели­чину £|Пах — жаропроизводительность с учетом содержания в воздухе 1% влаги по массе, а также расхода тепла на расплавление золы топлива и на­грев ее до максимальной температуры продуктов сгорания, т. е. до

7°

= tvi пк-тг———— Г————— Й-. (VIII-12)

,jnx Г" + 0,027“ + 0.0075АР

Определение величин tmax, <max и t’max иллюстрируется подсчетом. Подсчет.

Определить жаропроизводительность антрацита состава: Ср — 70,5%; Sp— 1.7%; Нр — 1,4%; Ор — 1,9%; Np = 0,8%; Ар = 16,7%; Wp = 7,0%.

7 М. Б. Равич

Низшая теплота сгорания антрацита ()*■ = 6010 к кал/кг.

КР = СР + 0,375 ЭР = 70,5 + 0,375-1,7 = 71,14%.

По формулам (III.4), (III.11), (111,12), (111.13)

У^0г = 0,01 -1,87КР = 0,01.1,87-71,14 = 1,33 нм?/ке

УН,0 =0-111 Нр + 0,отИ’1’=0,111-1,4+ 0,0124-7 = 0,20 нм3/кг;

1 1

(2,67КР + 8НР — Ор) = — эд 201 = 6,63 пм*/кг’,

= 0,797° +0,008МР = 0,79-6,63 + 0,008-0,8 = 5,25 пм^/кг — У° = 1,33 + 0,20 + 5,25 = 6,78 нм3/кг.

По формуле (УШЛО)

«тах=(?Р (^-0,405) = 6010 (6,78-0,405) = 2190°

По формуле (VIII.11)

‘тах = 2190-6,78 (6,78 + 0,02-6,63) = 2150°

По формуле (VI 11.12)

‘шах = 2190-6,78 (6,78 + 0,02-6,63 + 0,0075-16,7) = 2120°