Жұмыс бағдарламасы «Отынды жағудың арнайы сұрақтары»

Дәріс 8

1. 
   Қайнау қабатындағы отынның жану процесі.
   
2. 
   Көмір отынының бөлшектерінің жану уақытының көптеген факторлардан тәуелділігі.
   
3. 
   Отынның жану есебі.
   
4. 
   Кейбір анықталатын параметрлер туралы.
   
5. 
   Қайнау қабатындағы отынның жану процесі.
   

Кайнау қабатындағы ауалы газ ағындағы отынның жануы, оттық процесін толық механикаландыруға мүмкіндік береді. Жоғарыда қаралған жану процесі, алда қарастырылайын деп отырған жағдай үшін қолданылады. Отын бөлшектері, газды ағынмен көтеріліп, кейін қыздырылған оттық кеңістігінде тез қызып, жануға және одан бөлінген ұшпа заттардың оттық көлемінде жануына мүмкіндік алады. Жану процесі екі кезеңге бөлінеді: бірінші, ауадағы қоспаны және шаңды тұтану температурасына дейін қыздыру және екінші, кокс пен ұшпаның жеке жану процесі.

Көмір бөлшектерінің диаметрі d=30*10^-3мм.болған кездегі көмірдің меншікті қабаты 50 м²/кг құрайды, яғни ол кесек көмірдің (d=30 мм) меншікті қабатынан 1000 рет артық.

Бөлшектің жану уақыты келесі факторлардан: бөлшек өлшемінен(бөлшек өлшемі неғұрлым аз болса,жану уақыты соғұрлым аз болады), ауамен отынның қоспа түзу сапасынан(неғұрлым жақсы араласса, соғұрлым жанып біту жылдамдығы үлкен болады),оттық кеңістігінің температурасынан(неғұрлым температура үлкен болса,соғұрлым жану процесі жедел және тұрақты жүреді), отынның қасиетінен және ұшпа мөлшерінен(ұшпа мөлшері көп болса,отынның жануы тездейді) тәуелді. Жану уақыты мынаған (100-V^r)/100 және салыстырмалы салқындату жылдамдығына пропорционалды. Бұл жылдамдық ағын жылдамдығынан көп кіші w₀<<n. Ағындағы салыстырмалы жылдамдық жеткіліксіз. Себебі жанғыш заттарға берілетін тотықтырғыш газдың диффузиясы арқылы жүреді.

Жалын ядросында шаңды көмірлерді жағу өте жоғары температурада өтеді, яғни 1600-1700⁰С, реакция бойынша негізгі ролді мына газдандыру процесі алады.

СО2+С2СО және С+Н2О>СО/Н2 ,

(1)

Ауадағы оттегін жеткізумен байланысты тотықтырғыш процестер негізінен, жалынның алғашқы бөлігінде өтеді.

Отынның жану есебі құрылғыны жобалаған кезде және жұмыс істеп тұрған қондырғыны бақылау кезінде орындалады. Екінші жағдайда, кейбір шамалар аппараттардағы бақылау көрсеткіштерінен белгілі болады, сондықтан екінші жағдайдағы есептеу әдістемесінің, бірінші жағдайдағы отынның жану есебінен айырмашылығы бар.

Жобалау кезіндегі қолданылатын есептеу әдістемесін құрастырамыз:

- берілген отын мөлшеріне (сұйық және қатты отын үшін 1 кг және газ үшін 1нм³) қажетті ауаның теориялық шығынын V⁰ және отынның нақты жануы үшін қажетті ауаның нақты шығынын V⁰_a анықтау.

- жану өнімдерінің көлемін (түтінді газ) анықтау.

- берілген артық ауа коэффициентінде жану өнімдерінің құрамын (көлемдік пайызбен) және үш атомды газдардың порциалдық қысымын анықтау.

- артық ауа және талап етілетін температура кезіндегі түтінді газ энтальпиясын анықтау.

I_г=f(t,α) кДж/кг немесе кДж/нм³ (алынғандар бойынша отынның I-t диаграммасын тұрғызады).

- отынның калориметриялық және теориялық жану температурасын анықтау. Отын бойынша берілгендерді (отынның элементар құрамын) лабораториялық талдау негіздерінен алады.

Газ аты	Термохимиялық реакция	Реакцияның жылулық әсерлігі Qn кДж/моль	Құрғақ газдың төменгі жану жылулығы. К кДж/нм3
Метан		19179	8555
Этан		341262	15226
Пропан		488527	21795
Бутан		635185	28338
Этилен		316175	14107
Пропилен		607679	27111
Бутилен		460422	20541

Бұл түрдегі отын құрамы салмақ бойынша пайызбен, ал газ тәрізді отындар көлемдік пайызбен алынады.Негізінен газтәрізді отындар үшін 100% қосынды алынады.

,

(1)

Қатты және сұйық отын ішіндегі күкірт мөлшерін оңай есептеу үшін, олар көміртек мөлшерімен қосылады. Көміртегінің есептелген мөлшері

, көміртегінің кмолі + күкірттің кмолі = кмоль.

(2)

Пайызбен кескінделген және келтірілген көміртегі мөлшері деп аталатын көміртегінің мөлшерлік есебі К^р мына формула бойынша анықталады:

Қатты және сұйық отын үшін төменгі жану жылулығы Менделеев формуласындағы жұмысшы салмағының элементар құрамымен тексеріледі:

Газ тәрізді отынның төменгі жану жылуы мына формуламен анықталады:

кДж/Н мұндағы , СО^Т, т.б. көлемдік құрамы бойынша процентпен өрнектелген шамалар.

1. 
   Қайнау қабатындағы отынның жану процесін түсіндіріңіз.
   
2. 
   Көмір отынының бөлшектерінің жану уақытының көптеген факторлардан тәуелділігі қандай?
   
3. 
   Отынның жану есебін түсіндіріңіз.
   
4. 
   Кейбір анықталатын параметрлер туралы айтып беріңіз.
   
5. 
   Көмірсутек газдарының жану жылулығының формуласын жазыңыз.
   

1. 
   Бахмачевский Б.И. и др. «Теплотехника». - М.: Металлургиздат, 1969. - б.320-340.
   
2. 
   Хазен М.М.,Матвеев Г.А. и др. «Теплотехника». - М.: Высшая школа, 1980. - б. 284-289.
   
3. 
   Резников М.И. «Котельные установки электростанций» - М. Энергоатомиздат., 1987. - б. 103-107, 114-117.
   
4. 
   Сидельковский Л.Н., Юренев В.Н.«Котельные установки промышленных предприятий» - М.Энергоатомиздат., 1988. - б. 83-86, 106-107.