PROCES SPALANIA
Spalanie - proces, podczas którego zachodzi gwałtowne utlenianie połączone z wydzielaniem ciepła oraz ewentualnie ze zjawiskiem świetlnym. Jest to reakcja egzotermiczna, do zapoczątkowania której niezbędne jest doprowadzenie tlenu oraz podgrzanie paliwa do określonej temp., zwanej temperaturą zapłonu. W większości przypadków źródłem tlenu jest powietrze. Przy temp. zapłonu rozpoczyna się proces spalania paliwa, przy czym wydzielane ciepło powoduje wzrost temp. reagentów, co podtrzymuje reakcję utleniania.
Temp. zapłonu jest charakterystyczna określonego rodzaju paliwa i zależy od jego składu chemicznego, ciśnienia i temp. doprowadzonego powietrza itp.
Temp., w której wydzielające się gazy z nagrzewanego paliwa ulegają zapaleniu, nazywa się punktem zapłonu, właściwe zapalenie paliwa następuje w temp. wyższej od temp. zapłonu.
Składniki palne paliwa: węgiel ( C ) i wodór (H2), występ. w postaci złożonych związków chem., siarka (S) - także ulega spalaniu, wydzielając określoną ilość ciepła (zawartość S w paliwach jest nie duża i nie ma większego wpływu na efekt cieplny reakcji spalania), tlen (O2) i azot (N2) w postaci związanej (paliwa stałe i ciekłe) lub swobodnej (paliwa gazowe), oraz skład. niepalne tzw. popiół i wilgoć. 2.1 Ciepło spalania, wartość opałowa materiału spalanego
Ciepło spalania Wt (kJ/kg) jest to ciepło reakcji spalania wyznaczone w temp. 0oC, tzn. jest to ilość ciepła, jaka się wydziela przy spalaniu jednostki masy lub jednostki objętości paliwa przy jego całkowitym i zupełnym spaleniu, jeśli wszystkie produkty spalania wracają do temp. początkowej w takim stanie skupienia, w jakim znajdują się w stanie równowagi trwałej. W szczególności para wodna, znajdująca się w spalinach, musi ulec skropleniu.
Wartość opałowa Wu (kJ/kg) - ciepło reakcji spalania w temp. 0oC, gdy para wodna znajdująca się w spalinach nie ulegnie skropleniu.
Warunek, aby para wodna nie skraplała się jest warunkiem umownym, ponieważ w temp. 0oC, do której odnosi się wartość opałową, nastąpi na pewno jej skroplenie. Wiąże to się z tym, ze we wszystkich urządzeniach oraz silnikach cieplnych spaliny, uchodząc z nich, mają temp. wyższą od 100oC, a para wodna zawarta w spalinach unosi ze sobą ciepło parowania, którego praktycznie nie można odebrać.
Jeśli w czasie spalania jednostki masy (1 kg) paliwa stałego albo ciekłego lub w odniesieniu do jednostki objętości (1m3) paliwa gazowego wywiązuje się k kilogramów wody, a wilgotność paliwa wynosi f, to różnica ciepła spalania i wartości opałowej wynosi
W = Wt - Wu = (k+f)r
gdzie: r - ciepło parowania wody w temp.0oC, zazwyczaj przyjm. r=2500kJ/kg
Wu = Wt - 2500(k=f)
Dla węgla kamiennego
(…)
… gdzie: p -ciśnienie statyczne powietrza świeżego dopływającego do ogniska pożaru, Pa, V -strumień objętości powietrza świeżego, m3/s, m -strumień masy tego powietrza, kg/s, R -indywidualna stała gazowa powietrza świeżego, J/(kg* K), T - temperatura powietrza, K,
- powietrza kopalnianego w warunkach normalnych
pnVn = mRTn dzieląc stronami wymienione równania, uzyskuje się znany wzór redukcyjny
Stopień zawilżenia powietrza kopalnianego X wyrażony w kg H20/kg suchego powietrza, oblicza się ze wzoru:
X=0,622(Pp/(p-Pp)
Gdzie: Pp- ciśnienie składnikowe pary wodnej, Pa p - ciśnienie statyczne powietrza, Pa. Ciśnienie składnikowe pary wodnej można obliczyć ze wzoru Pp= 610,5exp (17,27tw/273,3+tw)-0,000644 p (ts-tw) Gdzie tw- temp. powietrza mierzona termometrem wilgotnym, C, ts- temp. powietrza zmierzona…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)