|
|
Горение газа. Реакции горения газообразного топлива.Горение – это процесс быстрого окисления С и Н топлива, сопровождаемый выделением тепла, света и продуктов сгорания. Реакции горения описываются стехиометрическими уравнениями, характеризующими качественные и количественные стороны реакции до ее начала и после завершения. 2Н2+02=2Н20+Q 2СО+02=2СО2+Q СН4+2O2=CO2+2H2O+Q При горении в воздухе учитывают, что соотношение между азотом и кислородом N2/O2=79/21=3,76. 2Н2+02+3,76N2=2Н20+3,76N2+Q СН4+3,5O2+3,5∙3,76N2 =2CO2+3H2+3,5∙3,76N2 +Q C3H8+5O2+5∙3,76N2=3CO2 +4H2O+5∙3,76N2+Q Общая формула горения углеводора: CnHm+(n+m/4)O2+3,76(n+m/4)N2=nCO2+(m/2)H2O+3,76(n+m/4)N2+Q Из этого выражения следует, что при сжигании 1-го нормального м3 углеводорода CnHm требуется (n+m/4) нормального м3 кислорода и 4,76 (n+m/4) нормального м3 воздуха.
Определение количества воздуха необходимого для сжигания газа и выход продуктов сгорания CnHm+(n+m/4)O2+3,76(n+m/4)N2=nCO2+(m/2)H2O+3,76(n+m/4)N2+Q Т.е. для сжигания 1 м3 газа CnHmтребуется (n+m/4) м3 кислорода или 4,76(n+m/4) м3 воздуха.Таким образом для природного газа, в составе которого отсуствуетCO и Н2 количество кислорода необходимого для сжигания газа может быть определено по выражению: V02=0,01∑(n+m/4)CnHm А теоретическое количество воздуха V0=0,0476(n+m/4)CnHm CnHm-объёмное содержание углеводородов входящих в состав газовой смеси. При влажном воздухе: V0 вл=V0+0,00124dвV0 dв–влагосодержание воздуха) г/м3. Трубочные процессы ведутся с некоторым избытком воздуха, поэтому действительное количество воздуха определяют: Vд=αV0вл Α-коэф. Избытка воздуха. Зависит от типа горелки(1,05…2) В состав продуктов сгорания входят углекислый газ, водяные пары, азот, кислород, иногда SO2. Их количество определяется стехиометрическими уравнениями горения. Количество CO2 образ. При сгорании 1 м3газообр. Топлива зависит отсодержание углерода в компонентах смеси и в балласте топлива: Vсо2=0,01(∑nCnHm+C02+CO) CO2,CO- объёмные доли(в процентах) содержания углекислого газа и окиси углерода в смеси. При наличии в газообр. Топливе сероводорода в состав продуктов сгорания входит сернистый ангидрид(SO2) Vso2=0,01H2S H2S-объёмное содержание сероводорода в смеси. Количество образующихся водяных паров слагается из V паров, получаемых в результате сгорания водорода, входящего в углеводород, и из других соединений водяных паров, содержащихся в газ Топливе в виде балласта и поступивших с воздухом. VH2O=0,01(∑(m/2)CnHm+H2S+H2+0,00124(dг-αV0dг)) H2-объёмное содержание водорода в топливе dг-влагосодержание газа г/м3 Количество кислорода входящее в состав продуктов сгорания определяется коэффициентом избытка воздуха, при котором ведётся процесс горения. V02=0,21(α-1)V0 Содержание азота также определяется коэффициентом избытка воздуха и наличием азота в балласте топлива: VN2=0,79αV0+0,01N2 N2-объёмное содержание азота в газоаом топливе. Полный объём продуктов сгорания 1 м3 газообр. Топлива составит: Vпр.сгор.=VCO2+VSO2+VH2O+VO2+VN2
Температуры горения газа. Основное количество тепла, выделяющегося при сжигании газа расходуется на нагрев продуктов сгорания до определённой температуры. Различают следующие температуры горения газов: -жаропроизводительность -калориметрическую -теоретическую -действительную Жаропроизводительность - это t продуктов полного сгорания горючих газов в адиабатических условиях при α=1 и при первоначальной t газа и воздуха = 00С. Qн=iпр. сгор = V пр. сгор∙Ср пр. сгор∙tж iпр. сгор-теплосодержание продуктов сгорания кДж/м3 tж-жаропроизводительность,0С. tж= Qн/ V пр. сгор∙Ср пр. сгор= Qн/(Vco2∙Cр СО2 +VН20 ∙Ср H20 + VN2∙Ср N2) Vco2 VН20 VN2 –объем сотавных частей продуктов сгорания 1 м3 газа. Ср –средняя объёмная теплоёмкость при P=const. составных частей продуктов сгорания. В формуле используется средняя теплоёмкость, так как Ср- величина непостоянная, растёт с повышением температуры. tж:для метана 2043 0С; для пропана 21100С; для водорода 22350С Эти данные при горении в сухом воздухе. При содержании 2 % по массе влаги температура понижается на 25-300С Калориметрическая- t горения газа, учитывающая коэф. Избытка воздуха и физическое тепло газа и воздуха, т.е принимается действительные значения тем-ры. другими словами это t до которой нагрелись бы продукты полного сгорания, если бы всё тепло топлива и воздуха пошло на их нагрев. Qн+iг+iв=iпр.сгор. iгiв- энтальпия газа и воздуха кДж/м3 Написав уравнение в развёрнутом виде и решив его относительно калорим. тем-ры Получим:
Tг tв –исходная темпетатура газа и воздуха. Tк ≈1900 0C,
Физическое тепло газа и воздуха следует учитывать, если они перед сжиганием нагреты свыше 100 0C, так как при меньших t эта величина незначительна по сравнению с теплотой сгорания.
Теоретическая температура горения учитывает потери тепла за счёт химической неполноты сгорания и при эндотермических реакциях диссоциации продуктов сгорания. CO2↔CO+0,5O2-Q H2O↔H2+0,5O2-Q; Qx- потери теплоты за счёт химической неполноты сгорания и на диссациацию СО2 и Н20. При t до 1500 0C(имеет место в топках котлов и пром. Печей) величину Qx можно не учитывать так как в этом случае диссоциирует ничтожная доля продуктов сгорания. При более высоких температурах надо учитывать.). Действительная темература горения достигается в реальных условиях сжигания топлива, она ниже теоретической, так как при ее определении учитываются теплопотери в окружающую среду, длительность процесса горения, метод сжигания газа и другие факторы. tд= tт∙ηп ηп-опытный пирометрический коэффициент.Для большинства топок котлов и печей 0,65. Для наиболее совершенных 0,8- 0,85   ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...  ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...  Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...  Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
- расход газа,
теоретическое количество воздуха необходимое для сжигания 1 метра куб. газа.