Топлинният баланс на горивния процес

При температура на горене се реализира максимална температура, за които се отопляват с продуктите от горенето. Техниката и огъня всъщност се прави разлика теоретична топломер, и действителното адиабатно температурата на горене.

теоретичен температурата на горене - температурата, при която освободената топлина на изгаряне на сместа от стехиометричен състав се консумира за отопление и дисоциация на продуктите на горенето. Практически дисоциация продукти на горенето започва при температура над 2000 К.

Температурата на калориметър горене - температура, която се достига при изгарянето на стехиометрично гориво-въздушна смес, с начална температура от 273 К и без загуби на околната среда.

адиабатната температура на горене - температура пълно изгаряне смеси от всеки състав, при липса на загуба на топлина в околната среда.

Действителната температура на горене - температурата на горене се постига при реални условия на пожар. Тя е много по-малка от теоретичната, калориметър и адиабатно, защото в реални условия до 40% от топлината на изгаряне обикновено се губи чрез радиация, непълно изгаряне, излишен въздух за отопление и т.н.

Опитно определяне на температурата на горене за повечето горими материали представя значителни трудности, по-специално за течности с твърди материали. Въпреки това, в някои случаи, теорията позволява с достатъчна точност за практически вещества изчислени температура горене, само въз основа на знанията на техните химични формули, изходният състав на сместа от гориво и продуктите на горенето.

Като цяло, от следната връзка се използва за изчисляване (приблизително, тъй като:

където Qpg - енталпия на продуктите от горенето;

VPG - количеството на продуктите от горенето, m3 / кг;

капацитет среден обем топлина на сместа от продукти от горенето в температурния диапазон от T0 да Ti - Cp. кДж / (m х К 3);

Tr - температурата на горене, К.

Енталпията на продуктите на горене се определя от уравнението на топлинния баланс:

В зависимост от вида отчитат загубата на топлина в зоната на горене (от радиация underburning, дисоциация на продуктите от горенето), или че изчислената температура.

В кинетичните горене gazoparovozdushnyh смеси от загуба на топлина от зоната на горене е пренебрежимо малка, така че за тези смеси действителната температура на горене в близост до адиабатно, и което се използва в пожар технически изчисления.

Средната топлинен капацитет на сместа от продукти от горенето е много трудно да се определи. Приблизително енталпия на сместа от продукти от горенето може да се изрази като сума от енталпии на неговите компоненти:

където (VPG) и - броя на аз-ти компонент на продуктите на горенето;

Cp - среден капацитет обем топлина на аз-ти компонент с Тг и постоянно налягане;

Tr - температурата на горене.

При изчисляването на температурата на горене, използвани количество Qn (нисш отопление стойност), тъй като температурата на горене на водата е в газообразно състояние. Стойности по-ниски калоричност вещество (топлинен ефект), се предоставя в референтната литература и също могат да бъдат изчислени от разследване Хес закон:

където - топлината на образуване на I-то вещество, Ni - броя на моловете на аз-ти агент.

Според разследването на закона Хес, топлинен ефект е равен на разликата между сумите на топлини на образуване на продуктите на реакцията и топлината на образуване на изходните материали. Изземване на химия разбира, че топлината на образуване на прости вещества (кислород, азот, и т.н.), е нула.

Например. изчисляване на калоричност (топлина ефект) етан

Долната топлина на изгаряне, следствие на Закон на Хес е:

Заместването на стойностите на топлина на образуване на СО2. Н2 О и С2 Н6 на референтните данни се определят по-ниска топлина на изгаряне на етан.

По време на изгаряне на сместа на отделни вещества първо се определя за всеки компонент на топлината на изгаряне, и след това се сумират, като се отчита процентът на всяко вещество в взривно смес от

Ако горивото е сложен вещество и елементен състав дадени в тегловни процента, а след това да се изчисли се използва топлината на изгаряне Менделеев формула:

За изчисляване на температурата на горене се образува уравнението на топлина баланс, като се предполага, че е отделена в резултат на топлина горене нагрява продуктите от горенето от началната температура T0 до температура Тг.

където ч - съотношение на топлинните загуби (съотношението на загубата на топлина поради радиация, и в резултат на непълно изгаряне);

- аз-ти топлинен капацитет на продукта за горене при постоянно налягане, кДж / мол К;

- аз-ти размер на горене продукт, 3 m.

Изчисляване на обема на продуктите от горенето (Н2 О СО2, SO2 N2 ..) се извършва чрез следните формули:

От уравнението на топлинния баланс

Трудността при определяне на температурата на горене на базата на тази формула е, че капацитетът на топлина на газа зависи от температурата. Като газове се нагряват от температура T0 до температура Тг. във формула (33) е необходимо да се замени средната стойност на специфичната топлина в този температурен обхват. Но температурата на горене е неизвестна за нас и ние искаме да я намерим. В този случай, можете да се процедира както следва. Средните повечето вещества, температурата на горене на въздуха е около 1500 К. Следователно, малка грешка при определянето на изчисления Tg може да се средната стойност на специфична топлина в температурния диапазон 273-1500 К. стойности за основните продукти на горене са показани в таблица. 17.

Средните стойности на основните топлинни мощности на продуктите от горенето в температурния диапазон 273-1500 ° С