wz

Statika hoření

Píše: Ing. Přemysl Kól (kolpremek@seznam.cz)

 

Zpět na domovskou stránku

    Základními údaji pro navrhování spalovacího zařízení a výhřevných ploch kotle jsou:

a)     Spotřeba spalovacího vzduchu

b)     Množství vzniklých spalin

     Určují se buď ze stechiometrických spalovacích rovnic hořlavých složek paliva, nebo přibližně z empirických závislostí pomocí výhřevnosti.

   Určení spotřeby spalovacího vzduchu a množství spalin při dokonalém spalování tuhých a kapalných paliv

     Tato pasáž je podrobně popsána v kapitole Tuhá paliva nebo v kapitole Kapalná paliva.

 

   Určení spotřeby spalovacího vzduchu a množství spalin při dokonalém spalování plynných paliv

     Tato pasáž je podrobně popsána v kapitole Plynná paliva.

 

   Přibližné určení spotřeby spalovacího vzduchu a množství spalin při dokonalém spalování paliv

     Není-li známo složení paliva, lze teoretickou spotřebu spalovacího vzduchu a teoretický objem suchých spalin určit přibližně jako funkci výhřevnosti Qn [kJ/kg], resp. [kJ/m3] podle některých empirických vztahů, např.:

     Konstanty K1 až K4 pro jednotlivé druhy paliv jsou uvedeny v tab. 1. Spotřeba vzduchu a objem spalin při dokonalém spalování za přebytku vzduchu (α > 1) se určí podle rovnice (1-12), (1-13), (1-24) a (1-25) z kapitoly Kapalná paliva.

Paliva

K1

[m3/(kgkJ/kg)]

K2

[m3/kg]

K3

[m3/(kgkJ/kg)]

K4

[m3/kg]

tuhá

1,012

0,5

0,95

1,375

kapalná

0,85

2,0

1,11

0,0

plynná

[m3/(m3kJ/m3)]

[m3/m3]

[m3/(m3kJ/m3)]

[m3/m3]

nízkovýhřevná

Qn < 12,6 MJ/m3

0,92

0,08

0,76

0,87

vysokovýhřevná

Qn > 12,6 MJ/m3

1,07

0,0

1,09

0,47

Tab. 1 Konstanty pro vzorce (1-1) a (1-2)

   Nedokonalé spalování tuhých a kapalných paliv

     Stupeň nedokonalosti lze nejlépe sledovat na uhlíku, který shoří částí a [kg/kg] na CO2, částí b[kg/kg] jen na CO podle rovnice

a část c[kg/kg] neshoří vůbec. Přitom

     Úbytek CO2 proti dokonalému spalování 1kg paliva o obsahu uhlíku C [kg/kg] činí

a vzniklé objemy CO a CO2 jsou

     Skutečný objem suchých spalin lze určit ze vztahů pro dokonalé spalování

     Spotřeba suchého spalovacího vzduchu se zmenší proti dokonalému spalování při α = 1 o:

     Teplo uvolněné z 1kg paliva při nedokonalém spalování uhlíku

je menší, než při dokonalém spalování uhlíku o:

     Ztráta tepla při nedokonalém spalování 1kg paliva, při němž suché spaliny obsahují objemové koncentrace hořlavých složek ωCO, ωH2, ωCO a ωCmHn [m3/m3] je

     Výhřevnosti Qn [kJ/m3], popř. spalná tepla Qv jsou zaznamenány v tab. 2

Látka

Qv

Qn

Qv,

Qn,

[kJ/kg]

[kJ/m3]

Uhlík (C)

33828,5

33828,5

-

-

Síra (S)

9250

9250

-

-

CO

10130

10130

12640

12640

Vodík (H2)

141970

119615

12770

10760

Metan (CH4)

55600

49950

39855

35795

Etylen (C2H4)

50785

47560

64015

59955

Etan (C2H6)

51991

47419

70500

64300

Propan (C3H8)

50421

46310

101800

93500

Butan (C4H10)

49575

45690

134000

123500

Uhlovodíky (průměrná hodnota) (CmHn)

43960

41450

75570

71175

Tab. 2Výhřevnost a spalné teplo chemicky čistých látek (m3 uvažován při 0°C a 0,1MPa)

   Nedokonalé spalování plynných paliv

     Stupeň nedokonalosti spalování plynného paliva o obecném složení je definován jednak podíly a1, b1, c1, udávajícími jaká část uhlovodíku CmHn se spálí dokonale, jaká nedokonale a jaká se vůbec hoření nezúčastní, jednak podíly a2, b2, c2, udávajícími, jaká část CO a H2 se spálí na CO2, resp. H2O a jaká část se vůbec hoření nezúčastní. Pokud by plynné palivo obsahovalo jen jeden uhlovodík, mohla by dokonalost spalování být definována též koncentracemi CO, CO2, CmHn, H2 a H2O ve spalinách.

Odkazy

1.     V. Černý, B. Janeba, J. Teyssler, Parní kotle, SNTL, Praha, 1983

 

Citace tohoto článku

     P. Kól, Dynamika spalování, publikováno na stránkách Spalovací procesy, dostupné z http://Spalovaci-procesy.wz.cz/Statika horeni.html, 2011.

     © Přemysl Kól

Zpět na domovskou stránku

TOPlist