Жұмыс бағдарламасы «Отынды жағудың арнайы сұрақтары»

Дәріс 14

1. 
   Отынның негізгі жану фазалары туралы.
   
2. 
   Әртүрлі отынның тұтану температурасы.
   
3. 
   Отын тұтануы.
   

Отынның жану процесінің бірінші фазасы - бұл отынның қыздырылуы. Ол фаза отынның оттыққа келіп түсуінен, оның тұтануына дейінгі аралық.

Бірінші фазаның басында отынды 105С дейін қыздыру кезінде, оның ылғалы буланады. Отынды 300400 С дейін қыздыру кезінде, отыннан газ және жанғыш ұшпалар бөлінеді.

Екінші фаза кезінде отын тұтанады. Ол үшін, отынды тұтану температурасына шейін қыздырады. Әртүрлі отынның тұтану температурасы мынадай:

ағаш, шымтезек, қоңыр көмір	250С
тас көмір	300350С
антрацит, кокс	650800С
қарамай	600С

Бірінші кезекте жанғыш ұшпалар, содан кейін отынның қатты бөлігі тұтанады.

Үшінші, негізгі жану фазасына жанғыш ұшпалардың толық бөлініп жануы және отынның қатты бөлігінің (кокстың) жануы жатады. Үшінші фазада жылу қарқынды түрде бөлініп, температура ең үлкен шамасына жетеді.

Төртінші фаза, соңғы фаза – бұнда жанғыш ұшпалар жанып бітеді және күл мен қатты қалдық(шлак) бөлінеді.

1. 
   Бахмачевский Б.И. и др. «Теплотехника». М.; Металлургия, 1969. 275-277 б.
   
2. 
   Лариков Н.Н. «Теплотехника». М., Стройиздат, 1985, 160-163 б.
   

Дәріс 15

1. 
   Оттық құрлысының негізгі өлшемдерін анықтау.
   
2. 
   Оттықтағы жылу алмасуды есептеудің түрлері.
   
3. 
   Оттықтағы жалын биіктігі.
   
4. 
   Оттықтың шығар ауыздағы газдың температурасын қабылдау.
   

«Қабатты» оттық камерасының керекті көлем шамасын және бетінің активті шамасын /активті-белсенді- R деп белгілейміз/ анықтайды, ал камералық оттықтар үшін оттық камерасының көлемінің аз шамасын және жану бетін мына формуламен анықтайды:

м3,

(1)

Оттық камерасын есептеу көлемі V_T бүйір /фронтавой және оттықтың артқы қабырғаларымен қазанның бірінші қатар құбырлары /түтікшелері/ немесе фестондармен, ал төменде отынның беттік қабатымен /қабаттық оттықтар үшін/ көлденең бетпен, варонканың ортасымен өтетін /шаңғыштқыш-пылеугольный/ көмір оттықтары үшін /немесе оттықтар түбімен/ газмуттық оттықтар үшін/ шектеледі. Отынның қабатының орта биіктігі тас көмірлер және антрацит үшін 150-200 мм, ал қоныр көмір үшін 300мм, түйірлі тофтар үшін 500мм. Оттықтың негізгі өлшемдерін тапқаннан кейін оттық құрылысының эскизі жасалынады, оттықтың ақырғы барлық габаритті өлшемдері оған экрандарды орналастырғаннан кейін анықталады.

Жылу алмасудың оттықтағы есептеуі жобалаушы және тексеруші есептерге бөлінеді, жобалаушы есептердің негізгі мақсаты жылу бетінің сәуле қабылдағыш шамасын анықтаудан /нл/ оттық газдың шығар ауыздағы қабылданған температураға дейін суыту мүмкіншілігін /Нл/ береді.

Сәуле қабылдағыш беттің /Нл/ шамасы бойынша тексеруші есептеуде газдың оттық камерасынан шығар кездегі температурасын (t_r) анықтайды.

Оттықтың шығар ауыздағы газдың температурасын қабылдау. Оттықтың шығар ауыздағы газдың температурасы деп фестон түтікшелерінің алдындағы немесе бірінші қазан пупоктарының алдындағы оттық камерасынан шығар ауыздағы температурасын айтады. ДКВр- бу генераторының оттықтың шығар ауыздағы газдың температурасы үшін жанып біту камерасы бар оттықтағы газдың температурасын жанып біту камерасынан кейінгі температураны алады. Қатты отынды жаққандағы оттықты есептегенде оттық камерасының фестон және қыздырудың конвективті беттерінің қалдықсыз жұмыс тәртібін қамтамасыз етуі, оттықтың шығарардағы газдың температурасын таңдауға негізгі фактор болады. Сондықтан оттықтың шығар ауыздағы газдың температурасы жанған отындағы күлдің жұмсару температурасынан (t_r) төмен болу керек. - деп қабылдайды. Біздің елдегі қатты отындар үшін оттықтың ақырғы кезіндегі (соңындағы) газ температурасын 1000-1150 ^оС, ал торф пен сланецтер үшін 900-950 аралығында қабылдайды. Жанар газбен мазутты жаққанда оттықтың шығар ауыздағы газдың температурасы 950-1100 аралығында қабылданады. Оттық камерасынан шығатын газдың қабылданған температурасы бойынша қыздырудың сәуле қабылдау беті мына формуламен есептеледі /жобалаушы есептеу/

м2,

(2)

Қыздырған сәуле бетінің шамасы белгілі болғанда, оттықтың шығар ауыздағы газдың температурасын келесі формуласымен анықталады:

,

(3)

Осы (2) және (3) формулалардағы отынның есептік шығыны, кг/сек немесе Нм³/сек. Оттықтың жылу балансынан анықталатын қыздырудың сәуле қабылдау бетіне берілетін жылу мөлшері.

кДж/кг,

(4)

Q_T- оттықтағы пайдалы жылу шығару мөлшері кДж/кг немесе кДж/нм³.

,

(5)

Q_A мұндағы оттыққа ауамен кірген жылу. Ауа қыздырғыштағы үрленген ауаны t₂ температураға дейін қыздырғанда қажет оттыққа кірген жылу мына формуламен есептеледі:

, кДж/кг немесе кДж/нм3

(6)

мұндағы h_t- 6-кестеден қабылданатын оттыққа сорылған ауа.

Шахталы-диірмендік оттықтар шахталарына сорылған ауа шамалары былайша қабылдануы мүмкін:

қоңыр көмір үшін Δα_ny=0,03;

тас көмір үшін Δα_ny=0,02 температурасы;

α=1 болғандағы ауаның энтальпиясы кДж/кг немесе кДж/нм³.

t_mx және d=1 болғандағы, суық ауаның энтальпиясы кДж/кг немесе кДж/нм³.

Ауаның қыздырғышы жоқ болғанда:

кДж/кг немесе кДж/нм3,

(7)

Ауа температурасы бойынша 9-кестеден анықталатын оттықтың соңғы кезіндегі ауаның арту коэфиценті: α_m және t_T температурасы бойынша табылатын оттықтан шығар кездегі газдың энтальпиясы кДж/кг немесе кДж/нм³.

Оттықтың жалын биіктігінің – максимал /ең жоғарғы/ температурасына байланысты бір камералы оттықтар үшін М параметрлері анықталады. Қарамай (мазут) пен газды жаққанда М=0,54-0,2X_T. Жоғарға реакциялы отындарды камералақ жолман барлық отындарды камерада «қабаттап» жаққанда М=0,59-0,5X_T. Аз реакциялы қатты отындарды /АШ және Т/ камералық жағу жолымен жаққанда М=0,56-0,5X_T- шамасы максимал температураның салыстырмалы орнын көрсетеді, яғни оттықтың түбінің арақашықтығынан немесе қалдықтық варонканың ортасынан оттық газының максимал температурасының жазызықтығына дейінгі арақашықтықтың оттық шығар терезесінің ортасына дейінгі қашықтыққа қатынасты. Газомазуттық және тозаңды көмірлік оттықтар үшін Х_т=0,3. померанцов жүйесімен жұмыс істейтін жылдам оттықтар үшін және отын торға үздіксіз келгенде пайда болатын отынды жұқа қабатты жаққанда (қабатты оттықтар үшін) Х_т=0,1.

Қалың қабатты отынды жаққанда /торфтық отын және қоныр көмір жағатын оттық/ Х_т=0,14.

δ₀- абсолютті қара дененің сәулелену тұрақтысы σ₀≈5,7*10^-11кВт/µ^{2 о}К

Т_Теор- жанудың абсолюттық теориялық температурасы ^оК.

I_t- 9-кестеден алынған ауаның артық коэфиценті /α_m/ болғандағы адиабаталық жану жағдайлары үшін жанудың теориялық температурасы Т_теор(^оС) оттықтағы пайдалы жылу шығару мен (Q_T) анықталады.

Т_Т- оттықтың шығар ауыздағы газдың абсолюттық температурасы, ^оК VС_cp жанғыш өнімдердің 1кг қатты /сұйық/ отынның немесе 1нм³ газ тәрізді отынның орташа жылу сиымдылығының кДж/кг, ^оС немесе кДж/нм³, ^оС .

Тексеріп есептегенде VС_cp анықтау үшін оттықтың шығар ауыздағы газдың температурасын t⁰ алдын-ала қабылдайды. Қабылданған және (3) формуламен есептелген t^’’ айырмашылығы ±50^оС-тан аспауы керек.

ζ- сәуле қабылдағыш беттердің кірлеуінің шартты коэфиценті.

ζ шамасын кестеден алады.
Кесте 1 - Сәуле қабылдағыш беттердің кірлену коэфиценті.

Экранның түрі	Отынның түрі
Ашық тегіс құбырлы экрандар Плавникті (жүзу қанатты) экрандар Экрандар және шойын плиталы экрандар	Таза газды оттықта жанатын газ тәрізді отын Мазут (қарамай) Көмірдің тозаңы, фрезеторф. Аш шаңыжәне санасыз құнарсыз көмір Қабатты оттықтар	0,65 0,55 0,45 0,4 0,6

a_т- оттықтың қаралық дәрежесі мына формуламен есептелінеді.

,

(8)

Қабатты және факел-қабатты оттыққа қарай /күлену/ дәрежесін келесі формуламен табады:

,

(9)

(8) және (9) формуладағы ζ- сәуле қабылдау бетінің кірлеу коэфиценті. ψ′- келесі формуламен анықталатын оттықтың экрандық дәрежесі

«Қабатты» оттықтар үшін:

ψ′=,

(11)

Конструкторлық есептеуде ψ′ алдын-ала беріледі. Сонан соң (2) формуласынан Нл тауып содан соң (10), (11) формуламен экрандық дәрежесін ψ′ есептейді. Қабылданған мен есептен алынған мәндердің айырмашылығы ±5-тен аспау керек. Оттықтың эскизі бойынша анықталатын оттықтағы қабырғалардың толық бетін Ғ_қаі оттықтың камерасындағы активті көлемін шектейтін беттерін өлшеу арқылы табылады. Қабатты оттықта Ғ_қаб анықтағанда оттықтың шығар терезесі суық варонканың жоғарғы бөлігі және оттықтың қабырға ауданы қосылады. Газомазуттық оттықта Ғ_қаб анықтау үшін оттықтың шығар терезесін, түбін және қабырға ауданың қосады.

м2,

(12)

мұнда R- колосникті торда орналасқан отын қабатындағы жану айнасының ауданы;

ρ- отынның жану қабатының сәулеленуге әсер етуін ескеретін шексіз параметр:

,

(13)

А - факельдің тиімді күйлену дәрежесі. Факельдің тиімді күйлену дәрежесі жалынның түрінен тәуелді. Бу генераторының оттықтарында жалынның үш түрі бар: жарық емес, жарық және жартылау жарық. Жарық емес жолын алдын-ала араластыратын гарелкаларда /кинетикалық гарелка/ газ тәрізді отындарды отындарды жаққаннан пайда болады. Осы жағдайда:

Жарық жалынды мазутты жаққанда және алдын-ала араластырмайтын гарелкаларда /диффузиялық және екіаралық/ газ тәрізді отынды жаққаннан пайда болады. Жарық жалын оттықтың тек бір бөлігін алады, қалғанын жарық емес жалын толтырады. Осы жағдайда:

мұндағы m - жарық жалынды оттықтың салыстырмалы мөлшерде толтырылған көлемін ескеретін коэфицент.

Біркамералы оттықтар үшін Q/V_T ≤400кВт/м³ m=0,55 - мазут үшін m=0,1: 0,2 газ тәрізді отындар. А_ж және А_же жалынның жарық және жарық емес бөлігінің күйлену дәрежесі.
Қатты отынды камералы қабатты оттықта жаққанда жартылай жарық жалын пайда болады. Осы жағдайда:

Ажж=1е-е-1(τже+τкүйе) (44); Аже=1-е-τже ,

(16)

Aф=1-е-(τже+ τкокс+ τкүл),

(17)

(17) мұндағы τ_же, τ_күл, τ _кокс, τ_күйе- ұшатын газдың, күйенің, кокс бөлшектерінің және ұшатын күлдің оптикалық тығыздығы:

,

(18)

,

(19)

,

(20)

,

(21)

Осы формулаларда R, К_т-үш атомды газдағы сәулелердің әлсіреу коэффиценті:

,

(22)

Р-оттықтағы қысым /үрленбеген бу генераторы үшін Р=1ат.

S_t=3,6V_t/F оттықтағы газ көлемінің сәулелену қабатының тиімді қалыңдығы, м. Р_н- үш атомды газдар мен су буының пропарционал қосынды қысымы, P_n=Г_n∙P ата С^Ржәне Н^Р- отынның жұмысшы массасындағы көміртегі мен сутегінің құрамы, %. Газ тәрізді отындар үшін:

Сс/Нс=0,12,

(23)

мұндағы, l_кокс=1,0 кокс бөлшектерімен сәуленің әлсіреу коэфиценті.

Х₁- факельді (жалындағы) кокс бөлшектерінің концентрациясының әсер ететінін ескеретін коэфицент. Төмен реакциялық /АШ, ПА, А, Т/ отындар үшін х₁=1,0 торф, сланец, ағаш отын, тасты және қоныр көмірлер үшін х₁=0,5∙х₂- отынның жағу әдісін ескеретін коэфицент. Х₂=0,1 /камералық оттықтар/ х=0,03 /қабаттық/ К_күл- 18.20-суреттегі қисықпен анықталатын, көлемі күл тозаңымен толтырылған сәуленің әлсіреу коэфиценті: μ_күл- оттық газдардағы күлдің массалық концентрациясы.18.20-суретте көлемі күл тозаңымен толтырылған сәуленің әлсіреу коэфиценті (К_күл) берілген.

1-отындары шарлар салынған барабанды диірменде ұнтақталған тозаң бұрышты оттықтар (барлық отын үшін).

2-отындары орташа жүретін, жылдам жүретін және болғалы тозаң бұрышты оттықтар (барлық отын үшін).

3-қабатты оттық (барлық отын үшін).

1. 
   Оттық құрлысының негізгі өлшемдерін анықтау қалай жүргізіледі?
   
2. 
   Оттықтағы жылу алмасуды есептеудің түрлері айтыңыз.
   
3. 
   Оттықтағы жалын биіктігі қалай анықталады?
   
4. 
   Оттықтың шығар ауыздағы газдың температурасы қалай анықталады?
   

1. 
   Лариков Н.Н. «Теплотехника». М.,Стройиздат,1985,345-360 б.