8.2. Расчеты горения

Кислород для горения поступает из воздуха как его составная часть. Для расчетов принимается, что объемный состав сухого воздуха следующий:
• кислород — 21,0%, азот — 79,0%.

Согласно приведенным сведениям, 1 м3 кислорода содержится в 100/21 = 4,76 м3 воздуха, или на 1 м3 кислорода приходится 79/21 = 3,76 м3 азота. Учитывая, что 1 кмоль газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 л, реакцию горения (см. уравнение 8.1) любого углеводорода в воздухе можно записать в обобщенном виде:

 

CmHn + (т + n/4) (O2 + 3,76N2) = тСO2 + (n/2) Н2O + (т +n/4) 3,76N2
 

Потребности в кислороде и воздухе при горении различных газов, подсчитанные по приведенным реакциям горения, представлены в табл. 8.2. Для сложного газа расход сухого воздуха Vc, м3/м3, подсчитывается по формуле, учитывающей потребность в кислороде отдельных компонентов смеси:

Vc = 4,76/100 (0,5Н2 + 0,5СО + 2СН4 + 3,5С2Н6 + 5С3H8 +
+ 6,5С4Н10 + 3С2Н4 + 4,5С3Н6 + 6C4H8 — О2) (8.7)


Теоретический расход влажного воздуха Vвл, м3/м3, больше определяемого по формуле (8.7) на объем содержащихся водяных паров:

Vвл = Vс + 0,001244dв Vс (8.8)
где     dв — влажность воздуха, г/м3.


При неизвестном химическом составе газов, но известной низшей теплоте сгорания Qн, кДж/м3, теоретический расход воздуха Vт , м3/м3,

Vт ≈ Qн /3770 (8.9)


Реальный расход воздуха Vдв, м3/м3, принимается всегда несколько большим:

Vдв = Vт α (8.10)

 

где α — коэффициент избытка воздуха, соответствующий требованиям ГОСТ. Для полного сгорания топлива значение α должно быть больше 1. Состав и объем продуктов сгорания, подсчитанный по реакциям горения некоторых газов в сухом воздухе, приведен в табл. 8.2.