Теплотехника - Чечеткин А.В.
Скачать (прямая ссылка):
ский бассейн к 8,0 27,6 0,8 54,7 3,3 0,8 4,8 21,4 26,0
Подмосковный
бассейн Б 32,0 25,2 2,7 28,7 2,2 0,6 8,6 10,4 47,0
Волынское
месторожде-
ние, Львов-
ская обл. Г 10,0 19,8 2,6 55,5 3,7 0,9 7,5 22,0 39,0
Ткварчельское
месторожде-
ние, Грузин-
ская ССР Ж 11,5 35,0 1,3 42,5 3,2 0,8 5,7 16,7 37,0
Экибастуз-
ский бассейн сс 7,0 38,1 0,8 43,4 2,9 0,8 7,0 16,7 24,0
Артемовское
месторожде-
ние, При-
морский
край Б 24,0 24,3 0,3 35.7 2,9 0,7 12,1 13,3 50,0
Сланцы
горючие
Эстонская ССР — 13,0 40,0 + 1,6 24,1 3,1 0,1 3,7 11,0 90,0
+ 14,4*
Фрезерный
торф - 50,0 6,3 0,1 24,7 2,6 1,1 15,2 8,13 70,0
Дрова - 40,0 0,6 - 30,3 3,6 0,4 25,1 10,2 85,0
Мазут
Малосернис-
тый — 3,0 0,05 0,3 84,6 П,7 0,3 40,3 —
Высокосернис-
тый 3,0 0,1 2,8 83,0 10,4 0,7 38,7 —
* Первое слагаемое — зола, второе — углекислота карбонатов.
229
ее определяют как сумму теплот сгорания горючих газов, входящих в состав газового топлива, по формуле
= 0,01 (СН4 • <2сн4 + йсгн6 ¦ С2Нб + бсзн8 • СЭН8 + ...), (3.9)
где <2ыи, 0,сгп&, бс,н85 . — теплота сгорания соответствующих газов, МДж/м3; СН4, С2Нб, С3Н8, ... — содержание горючих газов в сухом газовом топливе, %.
Характеристики некоторых газовых топлив приведены в табл. 3.5.
Таблица 3.5
Наименование Состав, %
•ч-
Я
и К К"
и о
К •»
и и О и со
Я О
и Я4 МДж/м3
Газ
доменных
печей 0,3 — — — — 55,0 12,5 - 0,2 27,0 5,0 3,8
Газ
подземной
газификации
подмосковного
угля 1,8 - - — - 63,6 9,5 0,6 - 10,0 14,5 3,62
Природный
газ по газо-
проводам:
Саратов —
Москва 84,5 3,8 1,9 0,9 0,2 30,2 0,1 — — — — 36,0
Ставро-
поль — Москва 93,8 2,0 0,8 0,3 0,1 2,6 0,4 — _ — — 36,3
Саушино —
Лог-
Волгоград 96,1 0,7 0,1 0,1 0 2,8 0,2 - _ - - 35,2
Бухара—
Урал 94,9 3,2 0,4 ОД 0,1 0,9 0,4 — — - - 36,7
Средняя
Азия—Центр 93,8 3,6 0,7 0,2 0,4 0,7 0,6 — — — — 36,8
•§ 3.2. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ГОРЕНИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА
Горение — сложный физико-химический процесс взаимодействия топлива с окислителем, сопровождающийся интенсивным выделением теплоты и быстрым подъемом температуры.
Если топливо и окислитель находятся в одинаковом фазовом состоянии, то горение называется гомогенным. Если топливо и окислитель находятся в разных фазовых состояниях, то горение называется гетерогенным. Горение газового топлива является процессом гомогенным, а горение, например, кокса в потоке воздуха — гетерогенным.
Скорость химического взаимодействия может быть выражена через изменение концентраций реагирующих веществ в единицу времени 230 w = dC/dx. В соответствии с законом действия масс скорость реакции в каждый момент пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ.
Для обратимой реакции, протекающей при постоянной температуре: аА + $В<*уС + 5D; скорость прямой реакции выражается уравнением
wi=k1CaAC% (3.10)
и соответственно скорость обратной реакции будет
w2 = k2accl (3.U)
где ki и к2 — константы скорости прямой и обратной реакций.
Константа скорости для простейшего случая реакции первого порядка выражается уравнением
w = dC/dx = -кСу или In(С/С0) = ~кх. (3.12)
Интегрирование уравнения (3.12) позволяет получить кинетическое уравнение вида
С= С0е-*\ (3.13)
где Со — начальная концентрация вещества.
Иногда для реакции первого порядка удобнее другая, тождественная форма: выражая уменьшение концентрации. реагирующего вещества за время т через а = С0 — С, подставим в (3.13) значение С и получим (С0 — а)/С0 = е~к\ или 1 — а = е~кх, откуда
а = 1 - е-*, (3.14)
где а = а/С0 — доля прореагировавшего вещества или глубина процесса (степень превращения, конверсии).
Единица константы скорости для реакции второго порядка —1с. Для реакции второго порядка, когда реагируют, сталкиваясь, две молекулы, скорость реакции пропорциональна концентрации обоих реагирующих компонентов:
w = kCiC2. (3.15)
Кинетическое уравнение часто пишут в форме, аналогичной (3.12):
а=1-е-*т", (3.16)
где п — порядок реакции [см. также уравнение (2.177)].
Закон действующих масс можно применять и для гетерогенных реакций. В этом случае в выражения закона действующих масс входят только концентрации газообразных веществ.
Скорость реакции в сильной степени зависит от температуры. Как известно, эта зависимость выражается законом Аррениуса:
к = k0e-E'(R1\ (3.17)
где к0 - постоянная, определяемая экспериментально; R — газовая постоянная, кДжДмоль • К); Т— термодинамическая температура, К; Е — энергия активации.
231
Увеличение скорости горения при изменении температуры от 71 до Т2 может быть определено согласно (3.10) и (3.17):
ц?х/\\>2=е *^ V. (ЗЛ8)
Значение отношения скоростей при 71 и Т2 = Т\ + 10 называется температурным коэффициентом скорости реакции и равно 2...4; при высоких температурах снижается, приближаясь к единице.
