Балансовые температуры

Балансовые температуры могут быть найдены на основе следующих формул:

Этой температуре соответствует теплосодержание 1 м3 продуктов горения:

или

Для отыскания теоретических и балансовых температур процесса горения предварительно определяют теплосодержание 1м3 продуктов горения , в зависимости от целей расчета. В этих величинах суммируются теплосодержания за счет химической энергии топлива , за счет подогретого воздуха, используемого для горения топлива, а также и за счет подогретого топлива. При этом, когда определяют теоретические температуры горения величину рассчитывают, вычитая потери тепловой энергии («неиспользованное» теплосодержание продуктов горения), связанные с развитием процессов диссоциации продуктов горения . При определении балансовых температур горения расчет производят, вычитая из этой величины неиспользованную энергию в виде химического i3 и механического i4 недожога.

Таким образом при отыскании теоретических температур горения:

а при определении балансовых температур горения

Сравнение поученных выражений (1.46) и (1,47) с (1,40) позволяет, используя (1,35) и (1,36), установить, что:

Приведенные формулы справедливы для условий горения топлива как при α > 1,0, так и при α = 1,0. В последнем случае при расчете теплосодержания продуктов горения следует использовать величину V0.

Если воздух для обеспечения горения поступает из атмосферы, то величину обычно принимают равной нулю. Значения для газообразных видов топлива также принимают нулевыми, если топливо поступает на горение при температуре окружающей среды. Для твердых видов топлива, значение , от которых зависит теплосодержание 1 м3 продуктов горения, также принимают равным нулю.

Установленная связь между значениями теплосодержания продуктов горения и температурами горения позволила профессору С. Г. Тройбу построить i–t диаграммы для определения теоретических и балансовых температур горения, которые приведены на рисунках 1.1. ….. 1.3. Необходимо подчеркнуть, что выбор для использования той или иной i–t диаграммы следует производить в зависимости от вида топлива, а для газообразных видов топлива и от величины их теплоты сгорания. Достоинство диаграмм профессора С. Г. Тройбу состоит в том, что в них учтена зависимость теплоемкости продуктов горения от избытка воздуха в них. С этой целью им введен параметр – υL, характеризующий избыток воздуха в продуктах горения при определении температур горения. Для определения этого параметра используется формула:

На диаграммах представлены пучки кривых в декартовых координатах, каждая из которых выражает зависимость iТ = f(общ), причем сплошные линии соответствуют , а пунктирные , при этом параметром для соответствующих пар кривых служит величина υL.

Для подъема температуры горения любого вида топлива можно использовать:

– подогрев воздуха, идущего на горение (для любых видов топлива);

– подогрев газообразного топлива. Ограничения существуют для природного газа, нагрев которого не должен превышать 5000С. При более высоких температурах происходит разложение метана с выделением сажистого углерода;

– подогрев и воздуха, и газообразного топлива, участвующих в процессе горения;

Рисунок 1 – i–t диаграмма для смеси доменного и природного газов при

> 12 500 кДж/м3, а также для коксового и природного газов:

–––– – ; — — — –

Рисунок 2 – i–t диаграмма для газов и их смесей при 8000 < < 12500 кДж/м3,

а также для мазута, каменных углей, антрацита и кокса.

–––– – ; — — — –

Рисунок 3 – i–t диаграмма для смеси доменного и коксового газов при

≤ 8000 кДж/м3, а также для доменного газа, бурых углей и торфа:

–––– – ; — — — –