Расчет процесса горения газового топлива.

Расчет процесса сгорания топлива.

Основным видом топлива в пламенных печах является природный газ, который относится к топливам высокой жаропроизводительности (Т_мах более 2300К). Теплотехническими характеристиками топлива относится :

- теплота сгорания;

- расход воздуха на сжигание;

- объем продуктов сгорания;

- температура сгорания.

Газообразное топливо различают по составу горючих компонентов, инертного баласта и вредных примесей.

Индивидуальные горючие газы, входящие в состав природного газа и их основные характеристики представлены в таблице 1.

Основным индивидуальным горючим газом в природном газе является метан СН₄, содержание которого в разных месторождениях колеблется от 80 до 98%, а также С ₂Н₆ – этана; С ₃Н₈ – пропана; С ₄Н₁₀ – бутана.

Углерод (75%) и водород (25%) в составе углеводородных соединений составляют основную горючую массу природного газа (от 93 до 99%).

Теплотехническими характеристиками топлива относится :

- теплота сгорания;

- расход воздуха на сжигание;

- объем продуктов сгорания;

- температура сгорания.

Состав и основные характеристики продуктов сгорания природного газа. В процессе сгорания происходит окисление углерода и водорода в воздухе:

С + О₂ + 3,76N₂ = СО₂ + 3,76N₂;

Н₂ + 0,5О₂ + 1,88N₂ = Н ₂О + 1,88N₂

Удельная объемная теплоемкость продуктов сгорания природного газа не разбавленных воздухом с = 1,45 кДж/м³С.

При наличии в продуктах воздуха (когда коэффициент избытка воздуха

α более 1) теплоемкость продуктов сгорания будет меньше.

Температура горения (жаропроизводительность).

Температура горения (жаропроизводительность) топлива – максимальная температура горения, развиваемая при полном сгорании топлива без избытка воздуха, когда вся выделяющаяся при сгорании теплота полностью расходуется на нагрев продуктов сгорания.

Для природного газа жаропроизводительность топлива

Т_мах = Q_н / с_ср V_пс⁰ +273 К,

где с_ср = 1,67 кДж/м3 К средняя изобарная теплоемкость продуктов сгорания.

Основным видом газообразного топлива в пламенных печах является природный газ, который относится к топливам высокой жаропроизводительностью (Т_мах от 2000 до 2500К)

Расчет процесса горения газового топлива.

Горение газового топлива – процесс быстрого высокотемпературного окисления горючих газов, входящих в состав топлива.

Непосредственно перед горением требуется обеспечить хорошее перемешивание между молекулами горючих веществ топлива с окислителем. Затем полученную смесь необходимо нагреть до температуры воспламенения.

Выделяемая при горении теплота расходуется:

- на нагрев новых порций топлива и воздуха, вступающих в реакцию;

- на нагрев образующихся при этом продуктов сгорания;

- на компенсацию потерь теплоты в окружающую среду.

Процесс горения возникает при соблюдении ряда условий:

1. Качественное смешение топлива с окислителем (воздухом);

2. Соблюдение соотношения между горючими газами и окислителем;

3. Присутствие источника воспламенения;

4. Отвод продуктов сгорания из зоны горения.