Файл: Литвиненко, П. А. Слесарь по обслуживанию газового оборудования промышленных предприятий учеб. пособие.pdf

т в о р н о й с п о с о б н о с т ь ю . Теплоту сгорания обозначают латинской буквой Q и выражают в калориях или джоулях, отнесен­ ных к единице массы или объема.

Теплоту сгорания можно определить путем расчета, если изве­ стен химический состав газа, или калориметром (рис. 6). Установка

I — Предохранительное устройство для автоматического прекращения нодачи газа при недо­ статке воды; 2 , 10 — регуляторы давления газа; 3 — газовый счетчик; і — редукционный прибор, приводящий определяемую калорийность газа к 0° С и 760 мм рт. ст. в сухом виде, 5 — сборник для равномерной подачи воды в калориметр; в — водомер; 7 — самопишущий прибор; 8 — клеммы термоэлемента для электропередачи калорийности газа на прибор 9; II — холодильник; 12 — насос; 13 — резервуар; 11 — увлажнитель воздуха; 15 — газовая

горелка. ѵ

для определения теплоты сгорания состоит из калориметра, газовой горелки, газовых часов, чашечных весов для взвешивания воды, мерных сосудов, термометров со шкалой от 0 до 50° С и делениями через 0,1°. Исследуемый газ подводят к горелке, и, сжигая нагревают воду, омывающую трубки камеры сгорания. Нагретая вода посту­ пает в мерный сосуд. Измеряют температуру входящей и выходящей воды, а также охлажденных продуктов сгорания. Отсчитывают

37

38

количество газа, израсходованного на нагрев взвешенного количества воды. Теплоту сгорания газа определяют по формуле

где w — масса воды в г; £вых —tBX— разность температур воды выходя­ щей из калориметра и входящей в него в °С; Ѵ0 — объем сгорев­ шего газа, приведенный к стандартным условиям.

При сжигании газообразного топлива образуются водяные пары с большим количеством тепла (до 619 ккал на 1 кг пара), что увели­

теплоту сгорания вычисляют при условии, что водяные пары, на­ ходящиеся в продуктах сгорания, доводятся до жидкого состояния. Если же превратившийся в пар водород уходит, то скрытая теплота, содержащаяся в нем, теряется и вычитается из общего количества тепла, выделенного сгоревшей единицей газа. В этом случае полу­ чается н и з ш а я т е п л о т а с г о р а н и я <?„. Таким образом, низшая теплота сгорания не учитывает тепло водяного пара, выделяе­ мое при конденсации водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания, и тепло, полученное водой, охлаждающейся до 20° С. В практике сжигание горючих газов оценивается по низшей теплоте

Таблица 10

Низшая теплота сгорания некоторых топлив

39

/

сгорания, поскольку тепло, полученное в топках, не включает в себя тепло, содержащееся в водяных парах, отходящих в дымовую трубу вместе с продуктами горения. Теплота сгорания некоторых горючих газов и топлив приведена в табл. 9, 10.

§ 27. Понятие об условном топливе и топливном эквиваленте

Понятие «условное топливо» введено для удобства сравнения раз­ личных видов и сортов топлива при определении норм расхода, экономии, запасов и др. За единицу условного топлива (у. т.) при­ нимается топливо, имеющее теплоту сгорания 7000 ккал/кг (29 307 кдж/кг). Для перевода любого сжигаемого топлива в условное не­ обходимо значение его низшей теплоты сгорания разделить на 7000. Полученный результат, т.е. величина, показывающая во сколько раз теплота сгорания данного топлива меньше или больше теплоты сго­

Если теплота сгорания выражена в Мдж/кг или Мдж/м2, то для получения теплового эквивалента имеющееся значение надо разде­ лить на 29,3. Например, для нормальных физических условий те­

=1, 21.

§28. Процесс горения. Реакция и расчеты горения газа Полное и неполное сгорание газа

Горение — это химический процесс соединения горючих состав­ ных частей топлива с кислородом воздуха. Процесс совершается быстро в определенных количественных соотношениях, обусловлен­ ных химическими уравнениями реакций окисления, протекающих с выделением тепла и света. Чем меньше окислено топливо, тем выше его теплота сгорания.

Температура, при которой реакция медленного окисления горю­ чего газа переходит в самопроизвольный процесс горения, не требу­

честве, обеспечивающем полное сгорание топлива, — одно из основ­ ных условий для поддержания устойчивого процесса горения. Для правильного горения газообразного топлива топку или горелку не­ обходимо устраивать так, чтобы воздух поступал в нее в достаточном количестве и хорошо смешивался с горючим.

В горении принимает участие имеющийся в горючих газах сво­ бодный кислород, который необходимо учитывать при определении количества кислорода, требующегося для сжигания газа. Обычно пользуются упрощенными уравнениями для выражения начального и конечного состояния реакций горения газа. Обозначив углеводо­

40

В соответствии с формулой (35) приводятся реакции горения го­ рючих газов в кислороде (табл. 11) и в воздухе (табл. 12) На их основании можно определить расход кислорода и воздуха на сжига­ ние 1 м3 газа.

Таблица 11

Реакции горения горючих газов в кислороде

Практически в горении топлива участвует не чистый кислород, а атмосферный воздух. Состав сухого воздуха, без учета незначи­ тельного количества редких газов и углекислоты, почти целиком со­ стоит из азота п кислорода (в %):

или на 1 м3 кислорода приходится 7Q =*= 3,76 м3 азота.

Теоретический объем воздуха, необходимый для полного сжига­ ния газового топлива, равен сумме объема кислорода и соответ­ ствующего ему объема азота

41