Контрольні запитання:

1. Класифікація палива.

2. Хімічний склад палива.

3. Що називається теплотою згоряння палива?

4. Найвища та найнижча теплота згоряння палива.

5. Особливості горіння рідкого палива.

6. Особливості горіння газоподібного палива.

Приклад:

1. Визначити найнижчу теплоту згоряння мазута.

Склад мазута приведений в таблиці 1.

Таблиця 1 - Хімічний склад мазута

№	Хімічний склад мазута, %
	Ср	Нр	Sр	Ор	Nр	Н2Ор	Ар
31	84,0	9,8	4,1	0,7	0,2	1,0	0,2

Найнижчу теплоту згоряння мазута визначаємо за формулою Д.І. Менделєєва:

2. Визначити найнижчу теплоту згоряння природного газу.

Склад природного газу приведений в таблиці 2.

Таблиця 2 - Хімічний склад природного газу

№	Хімічний склад природного газу, %
	СН4	С2Н6	С3Н8	С4Н10	С5Н12	Н2S	СО2	N2
31	83,4	2,5	1,7	0,8	-	-	7,4	4,2

Визначаємо склад вологого газу:

Приймаємо вологість природного газу :

Тоді склад вологого природного газу:

де К - кількість вологого компоненту газу.

Визначити найнижчу теплоту згоряння природного газу за формулою:

Після проведення розрахунків зробити висновок.

Розрахункова робота № 2

Тема: Розрахунок горіння газоподібного палива.

Мета: Навчитися визначати витрати повітря, кількість і склад продуктів горіння, температуру горіння.

Теоретична частина

Горінням називається процес взаємодії палива з окислювачем, що супроводжується виділенням тепла, а іноді і світла. Роль окислювача в більшості випадків виконує кисень повітря. Всяке горіння припускає перш за все тісний контакт між молекулами палива і окислювача. Щоб відбувалося горіння, необхідно забезпечити цей контакт, тобто необхідно змішати паливо з повітрям. Отже, процес горіння складається з двох стадій: змішення палива з повітрям і займання і горіння палива.

При горінні палива як окислювач використовують кисень повітря. В результаті утворюються продукти згорання і розвивається певна температура горіння. Тому розрахунки горіння палива виконуються з метою визначення:

а) кількості необхідного для горіння повітря;

б) кількості і складу продуктів згорання;

в) температури горіння.

Витрати повітря можна визначати як в об'ємних, так і в масових одиницях.

Найменша кількість повітря (кисню), яка необхідна для повного окислення одиниці горючої речовини, називається теоретичною кількістю. На практиці спалювання палива здійснюється при витратах повітря, що дещо перевищують теоретичну кількість - дійсні витрати повітря. Величина, що показує відношення дійсної витрати повітря (Vд) до теоретичної кількості (Vт), називається коефіцієнтом надлишку повітря :

,

і грає на практиці дуже важливу роль.

Коефіцієнт надлишку повітря придатний тільки для повного згорання палива в повітрі.

При неповному ж згоранні, коли кількість кисню, що подається, менше теоретичного, застосуємо тільки коефіцієнт витрати кисню, який стає менше одиниці.

Під температурою горіння розуміють ту температуру, якої набувають продукти згорання в результаті повідомлення їм тепла, виділеного при спалюванні. Розрізняють теоретичну, калориметричну та практичну температуру горіння палива.

Продукти згоряння палива нагріваються до високих температур, при яких можлива дисоціація С0₂ і Н₂О, що досягає іноді 10 %. В результаті дисоціації відбувається зміна об'єму і зменшується кількість тепла, що виділяється, оскільки в процесі дисоціації поглинається тепло.

Теоретична температура горіння визначається з урахуванням дисоціації в продуктах згорання, тобто

,

де - теплота згорання палива, Дж/м³ або Дж/кг;

q_дис - тепло, що пішло на процес дисоціації, Дж;

V_пр - об'єм продуктів згорання, що утворюються при згоранні одиниці палива, м³;

C - питома теплоємність продуктів згорання, кДж/(м³-К).

Практичною температурою називають дійсну теппературу в топці печі з урахуванням втрат на дисоціацію і теплопередачу в навколишнє середовище; є усередненою величиною.

tпр = ŋ · tк ,

де ŋ - пірометричний коефіцієнт, який залежить від колнструкции печі (ŋ = 0,62 - 0,82)

Калориметрична температура визначається з умови, що все тепло. Яке виділилося при горінні, витрачається тільки на підвищення температури продуктів згоряння. Іншими словами, калориметрична температура горіння визначається для адиабатных умов, коли відсутній теплообмін із зовнішнім середовищем. Отже

За наявності підігрітого повітря (або палива) калориметричну температуру можна визначити з виразу:

,

де Qф - фізичне тепло підігріву повітря і палива.

На практиці звичайно визначають калориметричну температуру горіння, яка є однією з характеристик палива.

Розрахунок калориметричної температури виконують з умов повного згорання палива таким чином. Продукти згорання будь-якого палива є сумішшю різних газоподібних складових СО₂, H₂O, N₂, O₂, SО₂. Кожній з цих складових при тій або іншій температурі властива цілком певна величина теплоємності. Це дає можливість визначити теплоємність продуктів згорання в цілому для відповідної температури.

Ентальпія продуктів згорання, як суміші газів, визначають аналогічно визначенню теплоємності продуктів згорання.