Курсовая работа: Термодинамический анализ эффективности агрегатов энерготехнологических систем

4.4 Теплота сгорания смеси газообразных топлив

Низшая теплота сгорания , кДж/м³ , сухой смеси ОГ с ПГ рассчитывается по уравнению:

, (4.17)

где CO, H₂ , H₂ S, … – объемное содержание соответствующих горючих компонентов в отходящих газах, %; 12636, 10798, 23400 и т. д. – низшие теплоты сгорания горючих компонентов отходящих газов, кДж/м³ ; – низшая теплота сгорания сухого природного газа, кДж/м³ .

4.5 Энтальпии воздуха, отходящих газов и продуктов сгорания

Котел-утилизатор с термодинамической точки зрения представляет собой открытую термодинамическую систему. Поэтому вычисление составляющих энергетического и эксергетического балансов удобно выполнять, используя величину энтальпии продуктов сгорания. Кроме того, требуется знать энтальпии воздуха при различных его температурах.

4.5.1 Энтальпия продуктов сгорания

Энтальпия продуктов сгорания определяется в расчете на 1м³ сухих горючих газов, поступающих в топку (предтопок) котла-утилизатора. Так как компоненты продуктов сгорания можно считать идеальными газами, то

(4.18)

где t – температура газовой смеси; – энтальпия i-го компонента; – средняя в диапазоне температур 0 – t°С объемная теплоемкость i-го компонента в изобарном процессе; – парциальный объем i-го компонента; N – число компонентов.

Значения при нелинейной зависимости от температуры могут быть найдены из таблиц термодинамических свойств газов. В инженерных расчетах широко пользуются приближенной линейной зависимостью

, (4.19)

обеспечивающей допустимую погрешность в диапазоне t = 0 – 2000 °С. Здесь и – постоянные интерполяционной формулы теплоемкости.

При этом формула энтальпии смеси (4.18) принимает вид:

. (4.20)

Используя линейные зависимости вида (4.19) для отдельных компонентов продуктов сгорания, приведенные в табл. 4, можно на основе выражения (4.20) получить зависимость энтальпии продуктов сгорания от температуры

, (4.21)

где

, .

Формула (4.21) дает возможность вычислять значение энтальпии продуктов сгорания при любой заданной температуре.

4.5.2 Энтальпия воздуха

Если принять зависимость теплоемкости воздуха от температуры линейной, то согласно табл.П.2. средняя в диапазоне температур 0 – t °С объемная теплоемкость воздуха при постоянном давлении определится так:

, (4.22)

Тогда энтальпия теоретически необходимого количества воздуха для полного сжигания 1 м³ смеси ОГ с ПГсоставит:

, (4.23)

где t – температура воздуха, °С.

Энтальпия действительного количества воздуха при сгорании 1 м³ смеси ОГ с ПГ, кДж/м³ , определится по формуле

. (4.24)

4.5.3 Энтальпия отходящих газов