Файл: Васильев В.К. Термодинамические основы исследовательского проектирования судовых энергетических установок.pdf

Таким образбМ,

CT+ HT+ 0 T + MT+ ST+ fl7T+ ,4T=: 1 Kf.

Объемные доли газовых компонент, составляющих смесь горючих газов топлива, обозначим через

(СО)т, (Н2)х, (СН+, (N2)t

и т. д.

Обозначим через Омин количество кислорода (в кубических метрах или в киломолях), необходимое для полного сжигания еди­ ницы количества топлива в соответствии со стехиометрическими соот­ ношениями; LMHH— соответствую-

и сернистая кислота конденсируются за счет охлаждения пробы перед ее анализом.

204

может быть принята как х а р а к т е р и с т и к а т о п л и в а . Она представляет собой отношение количества кислорода, необхо­ димого для сжигания топлива, к содержанию углерода в топливе. Величина а может характеризовать не только твердое топливо, где углерод выступает в чистом виде, но также газообразное и жидкое, где он может фигурировать и в качестве химических соединений,

всвязанном виде. В последнем случае эти соединения включаются

вформулу (260) в том выражении, в каком они входят в состав топлива. Величину о удобно использовать в расчетной практике, поскольку для определенных групп топлива она меняется очень

По существу v является отношением количества азота, выражен­ ного в молях, к количеству молей углерода. Для твердых и жидких

В количество воды, содержащееся в продуктах сгорания, входит также влага топлива WT. Суммарно получается следующее количество продуктов сгорания:

(■§■ + -Г1+ ■& + ■&) кмоль/ к г -

При этом от воздуха отбирается необходимое для сгорания количе­ ство кислорода, определяемое формулой (259). Отсюда общее коли­ чество продуктов сгорания будет

1/п.см„ „ ^ Ь мив + ^ - ( з Н т + - |- О х + 4 - Г т) м3/кг. (263)

205

Таким образом, при сгорании газовый объем увеличивается на

• ^ - ( з Н 1 + - |- 0 1 + - |- Г т) м3/кг.

При полном сгорании это увеличение определяется только содер­ жанием в топливе водорода, кислорода и влаги.

Практически можно сжечь топливо в технических топливосжига­ ющих устройствах только при избытке воздуха. Поэтому на 1 кг топлива приходится подводить воздуха больше LMliH

участвуют в реакции горения.

Применим изложенное к газообразному топливу. Зададимся

Это лишь примерный состав. Топливо может содержать и дру­ гие газы, и тогда число компонент газовой топливной смеси возрастет.

Для полного сжигания этого топлива в соответствии с урав­ нениями на стр. 199 и 200 необходимо следующее количество кис­ лорода:

Все величины здесь даны в объемных долях. Сравнение суммарного объема топлива и воздуха с объемом продуктов сгорания показывает, что сгорание сопровождается уменьшением объема, составляющим 0,5 [(СО)т 4- (Н2)т ]. Это уменьшение связано только с содержа­ нием СО и Н 2, поскольку СН4 и С2Н4 сгорают без изменения объема.

206

Для рассматриваемого газового топлива характеристики будут

ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ТОПЛИВА И ИЗБЫТКОМ ВОЗДУХА

Обычно состав продуктов сгорания определяют путем анализа проб, отобранных в намеченных точках газового потока. Влага и сернистая кислота удаляются, и при полном сгорании анализ дает лишь содержание углекислоты, кислорода и азота. Результат анализа должен удовлетворять условию

значениям компонент, показывает, что вся влага удалена из продук­ тов сгорания и идет речь о сухих продуктах сгорания.*

При принятом условии выразим соотношение между компонен­ тами продуктов сгорания через коэффициент избытка воздуха и

Таким образом, отношение содержания кислорода к содержанию углекислоты в продуктах сгорания, выраженное в объемных еди­ ницах, будет

* Выше значок «п. с» показывал, что продукты взяты в их действительном, неосушенном состоянии.

207