Расчет параметров смешивания воздуха с газом.

Воздух и газ подаются по каналам горелки раздельно. Горючая смесь образуется в факеле после выхода из горелки à турбулентного смешения.

Расчет струйного смешивания природного газа с воздухом сводится к расчету проникновения газовых струй в толщу сносящегося воздушного потока. По экспериментальным данным установлено для газовых струй относительная глубина h/d проникновения под прямым углом в поперечный поток воздуха: , где k_S – опытный безразмерный коэффициент, зависящий от s/d.

Скорости истечения в соплах при равных перепадах давлений практически одинаковы. Для данных характеристик сопл относительная глубина проникновения всех струй одинакова:

h₁/d₁= h₂/d₂.

Т.к. h пропорциональна диаметру сопла, то, принимая разный размер сопл, получаем различную глубину проникновения. Опытами установлено, что отношение диаметра струи d_h к h есть величина постоянная d_h / h = 0,75. Шаг между соплами выбирают таким, чтобы исключить слияние газовых струй в воздушном потоке.

Вопрос № 65

Как изменится теоретический объем воздуха при увеличении доли внешнего балласта в тл?

При á внешнего балласта тл, т.е. á % содержание А и W в 1 кг тл., е.т. â % содержание в 1 кг тл. С, Н, S, О и N следовательно для их полного сжигания требуется меньше О₂, т.е. теоретический объем воздуха уменьшится.

Это хорошо видно из формулы для расчета теор. необходимого воздуха:

V⁰=0,0889(С^р+0,375 S^р)+0,265 Н^р–0,0333О^р

Вопрос № 66

Как изменится объем продуктов сгорания при снижении содержания в тл минеральных примесей?

При горении топлива горючие элементы воздействуют с окислителем, т.е. с кислородом, и образуют соответствующие окислы СО2, SO2, H2O. Так как окисление идет в основном за счет кислорода, содержащегося в воздухе (21%), то в продуктах сгорания содержится, кроме указанных окислов азот, входивший ранее в воздух.

При сжигании топлива его минеральная часть под­вергается высокотемпературному преобразованию. Сложные минеральные соединения типа глинистых ми­нералов Al₂0₃×2Si0₂×2H₂0, сульфатов и карбонатов CaS0₄×2H₂0, CaMg(C0₃)₂ и др. подвергаются разрушению с ча­стичным доокислением за счет кислорода воздуха. В результате остаток после сгорания топлива — зола — состоит в основном из ряда окислов: Si0₂, А1₂0₃, Fe₂0₃, CaO и др. и оказывается в среднем на 10% меньше исходной минеральной массы топлива.

При â мин. примесей , т.е. â % содержания А в 1 кг тл, á % содержание H, C, S, O, N и W.

Объем продуктов сгорания определяется по формуле:

Vг=V⁰г+1,0161(α–1)*V⁰, где V⁰г=V_RO2+V_N2+V⁰_H2O, т.к. á % содержание H, C, S, O, N и W, то необходимо подавать больше воздуха для полного сгорания тл, т.е. á теоретически необходимое количество воздуха V⁰, так же á и теор. объем продуктов сгорания V⁰г и á V_RO2, V_N2, V⁰_H2O.

V_RO2=1,866/100*(Ср+0,375Sр) – суммарный теоретический объем 3–х атомных газов (СО2 и SО2), м3/кг

V_N2=0,79 V⁰+0008Nр – теоретический объем азота, м3/кг

V⁰_H2O=0,0124 Wр+0,111Нр+0,0161 V⁰ – теоретический объем водяных паров, м3/кг

Вопрос № 67

В каком случае потребность в воздухе для горения возрастет больше при увеличении содержания в тл на 1 % углерода или водорода?

Запишем стехиометрические для углерода и водорода ур–я для 1 моля горючего

Углерод:

С+О2=СО2

12 кг С+ 32 О2=44 СО2

1 кг С+ 2,67 кг О2= 3,67 СО2

Водород:

Н2+О2=2Н2О

4 кг Н2+ 32 кг О2= 36 кг Н2О

1 кг Н2 + 8 кг О2= 9 кг Н2О

Т.е. для полного сжигания 1 кг С требуется 2,67 кг О2, а для полного сжигания 1 кг Н2 – 8 кг О2, т.о. при увеличении на 1 % водорода потребуется больше воздуха для горения, что хорошо видно из формулы теор. необходимого количества воздуха:

V⁰= 0,0889(Ср+0,375Sрл)+0,342Нр–0,0333Ор м3/кг

Вопрос № 68