V_n=1.0283+2.3337+8.0074+0.1011=11.4614(m^3/m^3)
各燃烧产物成分:
φ_(〖CO〗_2 )=V_(〖CO〗_2 )/V_n ×100%=1.0283/11.4614×100%=8.96%
φ_(H_2 O)=V_(H_2 O)/V_n ×100%=2.3337/11.4614×100%=20.35%
φ_(N_2 )=V_(N_2 )/V_n ×100%=8.0074/11.4614×100%=69.81%
φ_(O_2 )=V_(O_2 )/V_n ×100%=0.1011/11.4614×100%=0.88%
2.2 燃烧产物密度(ρ_气):
ρ_气=(44φ_(〖CO〗_2 )+〖18φ〗_(H_2 O)+〖28φ〗_(N_2 )+32φ_(O_2 ))/22.4 (2.4)
=(44×8.96+18×20.35+28×69.81+32×0.88)/22.4
=1.2247(kg/m^3)
2.3 理论燃烧温度的计算
t_理=(Q_低^用+Q_空+Q_燃-Q_分)/(C_t V_n ) (2.5)
燃料的低位发热量(Q_低^用):
Q_低^用=126.4CO+108H_2+358〖CH〗_4+643C_2 H_6+931C_3 H_8+1235C_4 H_10
=126.4×0.11+108×0.06+358×94.82+643×1.99+931×1.04+1235×0.20
=36460.75kJ/m^3
空气所含的物理热(Q_空):
空气预热温度350℃,此温度下的空气平均比热c_空=1.3kJ/(m^3∙℃)
Q_空=t_空 c_空 L_n=350×1.30×10.1=4600.73kJ/m^3 (2.6)
燃料所含物理热(Q_燃):
因为燃料不预热,所以燃料所含的物理热在这里不加以考虑。
燃烧产物的分解热(Q_分):
Q_分=12600f_(〖co〗_2 ) 〖(V_(〖CO〗_2 ))〗_未+10800f_(H_2 O) 〖(V_(H_2 O))〗_未 (2.7)
式中: f_(〖co〗_2 )-〖CO〗_2在理论燃烧温度下的分解度;f_(H_2 O)-H_2 O在理论燃烧温度下的分解度
理论燃烧温度t_理的确定:文献综述
假设t_理=2100℃
C_t-燃烧产物在t_理下的平均热熔。根据假设查表得C_t=1.679kJ/(m^3∙℃);f_(〖co〗_2 )=18.9%;f_(H_2 O)=5.1%。
∴Q_分=12600×18.9%×1.0283(1-18.9%)+10800×5.1%×2.3337(1-5.1%)
=3205.8kJ/m^3
∴t_理=(36460.75+4600.73-3205.8)/(1.679×11.4705)=1809.8℃
与假设温度相差太大,故而重新假设
假设t_理=2000℃
根据假设查表得C_t=1.665kJ/(m^3∙℃);f_(〖co〗_2 )=12.9%;f_(H_2 O)=3.4%。
∴Q_分=12600×12.9%×1.0283(1-12.9%)+10800×3.4%×2.3337(1-3.4%)
=2283.587kJ/m^3
此时
t_理=(36460.75+4600.73-2283.587)/(1.679×11.4705)=2030℃
与假设温度的差距在50℃以内,结果可以接受。∴t_理=2030℃。
2.4 实际燃烧温度(t_实)
t_实=η_L t_理 (2.8)
式中: η_L—炉温系数。炉温系数不是定值按炉型而取,这里由于是连续式加热炉,查相关表格暂时取0.75。