Расчеты горения
Кислород для горения поступает из воздуха как его составная часть. Для расчетов принимается, что объемный состав сухого воздуха следующий:
- кислород — 21,0%, азот — 79,0%.
Согласно приведенным сведениям, 1 м3 кислорода содержится в 100/21 = 4,76 м3 воздуха, или на 1 м3 кислорода приходится 79/21 = 3,76 м3 азота.
Таблица 8.2. Теоретическая потребность в сухом кислороде и воздухе, м3 , и объем продуктов сгорания газа при сжигании 1 м3 газа
|
Газ |
Теоретическая потребность |
Продукты сгорания |
||||
|
кислорода |
воздуха |
диоксид углерода |
водяной пар |
азот |
всего |
|
|
Водород H2 |
0,5 |
2,38 |
- |
1,0 |
1,88 |
2,88 |
|
Оксид углерода CO |
0,5 |
2,38 |
1,0 |
- |
1,88 |
2,88 |
|
Метан CH4 |
2,0 |
9,52 |
1,0 |
2,0 |
7,52 |
10,52 |
|
Этан C2H |
3,5 |
16,66 |
2,0 |
3,0 |
13,16 |
18,16 |
|
Пропан C3H8 |
5,0 |
23,80 |
3,0 |
4,0 |
18,80 |
25,80 |
|
Бутан C4HU |
6,5 |
30,94 |
4,0 |
5,0 |
24,44 |
33,44 |
|
Пентан C5HU |
8,0 |
38,08 |
5,0 |
6,0 |
30,08 |
41,08 |
|
Этилен C2H4 |
3,0 |
14,28 |
2,0 |
2,0 |
11,28 |
15,28 |
|
Пропилен C3H6 |
4,5 |
21,42 |
3,0 |
3,0 |
16,92 |
22,92 |
|
Бутилен C4H8 |
6,0 |
28,56 |
4,0 |
4,0 |
22,56 |
30,56 |
|
Пентилен C5H10 |
7,5 |
35,70 |
5,0 |
5,0 |
28,20 |
38,20 |
|
Ацетилен C2H2 |
2,5 |
11,90 |
2,0 |
1,0 |
9,40 |
12,40 |
CmHn + (т + n/4) (O2 + 3,76N2) = тСO2 + (n/2) Н2O + (т +n/4) 3,76N2
Потребности в кислороде и воздухе при горении различных газов, подсчитанные по приведенным реакциям горения, представлены в табл. 8.2. Для сложного газа расход сухого воздуха Vc, м3 /м3 , подсчитывается по формуле, учитывающей потребность в кислороде отдельных компонентов смеси:
Теоретический расход влажного воздуха Ve„, м3 /м3, больше определяемого по формуле (8.7) на объем содержащихся водяных паров:
Vm = Vc + 0,001244de Vc (8.8)
где de — влажность воздуха, г/м3.
При неизвестном химическом составе газов, но известной низшей теплоте сгорания QH, кДж/м3, теоретический расход воздуха Vm , м3/м3,
Vт ≈ Qн /3770 (8.9)
Реальный расход воздуха Vde, м3/м3, принимается всегда несколько большим:
Vae = Vm а (8.10)
где а — коэффициент избытка воздуха, соответствующий требованиям ГОСТ. Для полного сгорания топлива значение а должно быть больше 1. Состав и объем продуктов сгорания, подсчитанный по реакциям горения некоторых газов в сухом воздухе, приведен в табл. 8.2.