Расход воздуха для горения топлива. Коэффициент расхода воздуха
Расход воздуха, отвечающий стехиометрическому, также называется теоретическим. Объемный расход воздуха обозначают L0, а расход по массе G0. Для расчета расхода воздуха на горение существуют три метода: аналитический, приближенный, по графикам.
Аналитический метод расчета. Теоретический расход воздуха определяют по теоретическому расходу кислорода и объемной доле кислорода в воздухе ko2.
Если для горения используют влажный воздух, в котором на 1 м3 сухой части содержится f , г, влаги или 0,00124f, м3, водяного пара, то расход влажного воздуха составит
L0 = (1+0,00124f)·L0 c.в м3/ед.топл.
Чтобы обеспечить более быстрое и полное сгорание топлива, вводят избыточный воздух в некотором количестве сверх теоретического Lизб, зависящее от вида топлива и организации процесса его сжигания.
Отношение объема избыточного воздуха к теоретическому объемному расходу воздуха носит название коэффициента избытка воздуха, и обозначают буквой a.
Воздух в количестве, которое практически вводят для полного сгорания единицы топлива, называют действительным расходом воздуха (Ln). Отношение действительного расхода воздуха к теоретически необходимому носит название коэффициента расхода воздуха. Этот коэффициент обозначают буквой “n”.
Приближенный метод расчета. Нужно отметить следующую закономерность: чем больше теплота сгорания топлива, тем больше воздуха необходимо для сгорания единицы топлива. На использовании этой прямой пропорциональной зависимости между теплотой сгорания и расходом воздуха основан приближенный метод для расчета расхода атмосферного воздуха
L0 = kQн/1000 м3/кг или м3/м3,
где k - поправочный коэффициент, значение которого близко к единице: для углерода его значение максимально k = 1,1; для окиси углерода - минимально k = 0,788; для водорода k = 0,93
В формуле Qн выражено в ккал.
Для быстрого и ориентировочного определения расхода воздуха можно исходить из положения, что на 1000 ккал теплоты сгорания топлива требуется приблизительно 1 м3 воздуха.
Воздух, обогащенный техническим кислородом.
В современной практике для сжигания топлива часто используется не атмосферный воздух, а воздух, обогащенный техническим кислородом, или даже чистый технический кислород.
При смешивании технического кислорода с воздухом объемный процент кислорода в смеси возрастает прямо пропорционально увеличению доли технического кислорода. Если обозначить объемную долю технического кислорода в смеси с воздухом через k1, то процент кислорода в смеси может быть найден по следующему уравнению
%О2см = 21 + 79k1.
Если объемная доля технического кислорода в смеси с воздухом k1 = 0, то О2см = 21%, т.е. смесь представляет собой обычный воздух. Если же k1 = 1, то О2см = 100%, т.е. вся смесь состоит из технического кислорода.
Естественно, что объемный расход обогащенного воздуха меньше объемного расхода обычного атмосферного воздуха вследствие уменьшения содержания азота.