Kỹ thuật cháy - P7

CÁC NỘI DUNG CƠ BẢN Chương 1. Đại cương về buồng lửa Chương 2. Nhiên liệu và quá trình cháy nhiên liệu Chương 3. Kỹ thuật cháy nhiên liệu khí Chương 4. Kỹ thuật cháy dầu Chương 5. Kỹ thuật cháy tha

Giảng viên : PGS TS TrầnGiaMỹViện KHCN Nhiệt-LạnhĐạihọcBáchkhoaHàNộiWebsite : http: /ihere.hut.edu.vnGiáo trình : TrầnGiaMỹKỹ thuậtcháyNhà xuấtbản khoa họcvàkỹ thuậtHà Nội, 2005Nội dung thi : Giảibàitập, đượcsử dụng tài liệu CÁC NỘI DUNG CƠ BẢNChương 1. Đạicương về buồng lửaChương 2. Nhiên liệu và quá trình cháy nhiên liệuChương 3. Kỹ thuật cháy nhiên liệukhíChương 4. Kỹ thuậtcháydầuChương 5. Kỹ thuật cháy than.Chương 6. Mộtsố bài toán kỹ thuậtcháy. Chương 1. ĐẠI CƯƠNG VỀ BUỒNG LỬA 1.1. Cháy - hình thứcbiến đổinăng lượng đầutiênHóa năng → Nhiệtnăng → Cơ năng →Điệnnăng1982: 8410.106 tấn NLTC, trong đóThan: 32% Nguyên tử: 1,5%Dầumỏ: 42,2% Thủy điện và khác: 2,4%Khí đốt: 21,9%Hiệuquả sử dụng: 20% → KTC vô cùng quan trọng 1.2. Buồng lửa-thiếtbị TĐN vớinguồnnhiệtbêntrong* Phân bố nhiệt độ trong TBTĐNttPhân bố nhiệt độ trong TBTĐN cùng chiềucóvà không có nguồn trong - Điềuchỉnh nhiệt độ thông qua điềuchỉnh qt cháy (hình dáng, kích thước BL, tính chất nhiệtlýcủatường BL, cách bố trí vậtnung, chấttải nhiệt, loạivàsố lượng ngọnlửa, hình dáng ngọnlửa, độ cháy hếtvàđộ đen, kếtcấu vòi phun, tậndụng nhiệtthảivà nung nóng sơ bộ không khí). 1.3. Các quá trình trong buồng lửa1. Hỗnhợp; 2. Nung nóng; 3. Phản ứng; 4. TruyềnnhiệtTrướcBL Buồng lửa (BL) Sau BLCác phương thứctổ hợp các quá trình cơ bản trong buồng lửaPhương án, thí dụd; Quá trình, thí dụq; Cũng có thể xảyramộtphầno Diễnbiếnquátrìnhhỗnhợpvàcháytheo chiều chuyển động của dòngx = 0: bắt đầubuồng lửa, L: chiều dài ngọnlửa 1.4. Cân bằng nhiệtvàhiệusuấtbuồng lửaQC= QN+ QW+ QAQC= mB(HU+ cPBtB) + mKcPKtK+ mMcPMtMQN= kFΔtKQW= kWFWΔtWQA= mACpAtAHiệusuấttoànphần: ηtp= QN / QCHiệusuấtbuồng lửa: ηf= (QN+ QW) / QC Chương 2NHIÊN LIỆU VÀ QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU 2.1. Nhiên liệu, thành phầnvàtínhchấta. Thành phầncủa nhiên liệuKý hiệu Các nguyên tốC H O N S A Wh thành phầnhữucơc thành phầncháyk thành phầnkhôd thành phầndùng-Cáchệ số chuyển đổi thành phần.-Nhiênliệu khí: ω (g/m3khí khô)Thể tích hơinước trong 1 m3khí ẩmH2Od= 100 ω / (803,6 + ω) % b. Nhiệttrị của nhiên liệu- Định nghĩa.-Nhiệttrị trên H0: tspc= to(25oC), nướcngưng tụ.-Nhiệttrị dướiHu: hơinước không ngưng tụH0= Hu+ rmH2OỞ 25oC: r = 2442,5 kJ/kg-Xácđịnh nhiệttrị:H0: bom calorimetHu: dựavàoH0và mH2O [...]... khí n/28 0,8 m nhiên liệu - 0,79 l min khơng khí O 2 - 0,21 (-1 ) l min khơng khí thừa N 2 c. Tính cháy nhiên liệurắnvàlỏng - Tiêu hao oxy lý thuyết O min = 22,4(C/12 + H/2 + S/32 - O/16) m 3 /kg O min = 1,867C + 11,2H + 0,7S - 0,7O - Tiêu hao khơng khí lý thuyết-tương tự như cho nhiên liệu khí. - Thành phầnvàthể tích sảnphẩmcháy: Pha II (t = 750 - 900 o C). k hq = η k m . M C η -hiệusuấtsử dụng η = sm hq K k D d 6 ρ ρ s -khối... 5. Kỹ thuật cháy than. Chương 6. Mộtsố bài toán kỹ thuậtcháy. -Lượng khơng khí và thể tích sảnphẩm cháy: + Nhiên liệurắnvàlỏng v = 1,867C/(r CO2 + r CO ) m 3 /kg v a = v (1 - r H2 + 1,244 (9H + W)) d = (1,867 Cr N2 / (r CO2 + r CO ) - 0,8N) / 0,79 m 3 /kg + Nhiên liệu khí: v = (CO + CO 2 + ∑mC m H n ) / (r CO2 + r CO + ∑mC m H n ) l = (vr N2 -N 2 ) / 0,79 l min = v((r N2 / 0,79) - (r O2 / 0,21) -. .. = sm hq K k D d 6 ρ ρ s -khối lượng riêng giả định (quy về vật liệu rắn và lỗ). D hq -hệ số khuếch tán hiệu quả Pha III (t > 900 o C) k hq = F tđ . D hq /δ F tđ -bề mặt tương đối của nhiên liệu quy về không gian phản ứng δ -chiều dày màng biên CÁC NỘI DUNG CƠ BẢN Chương 1. Đạicương về buồng lửa Chương 2. Nhiên liệu và quá trình cháy nhiên liệu Chương 3. Kỹ thuật cháy nhiên liệukhí Chương 4. Kỹ thuậtcháydầu Chương... M 3.3. Cháy khuếch tán a. Cháy tầng - Hình dáng ngọnlửa Diễnbiếnphản ứng trong ngọnlửahydro tầng - Chiều dài ngọnlửa )c2/c1(D4 V c c oltlt 0 +π ≈ L với các hydrocarbon C m H n : D4 V c c lt 0 π ≈ L Thành phầnsảnphẩm cháy khi λ≥1 Thành phần m i , kmol/kg v i , m 3 /kg Nguồngốctừ CO 2 c/12 1,867 c cháy các bon SO 2 s/32 0,7 s cháy lưuhuỳnh h/2 11,2 h cháy hydro H 2 O w/18 1,244 w nhiên liệu - 1,611... chảytầng (trái) và ngọnlửa Bunsen (phải) f. Tính nhiệt độ cháy: -Nhiệt độ cháy lý thuyết: lhk + h nl + H u = v a h h = c p t h = H u / v a + lh k / v a + h nl / v a = ∑r i (at + bt 2 /2) h = r i c pi .t t lt = t 1 + (h - h 1 ) / (h 2 -h 1 ) . (t 2 –t 1 ) -Nhiệt độ cháy thực: t th = ηt lt t 0 -Chiềudàingọnlửa t o o lt o d c c ρ ρ L = 5,3 -chiều dài trung bình L th ≈ 1,3 L Chiều dài ngọnlửakhíđơthịởcác... phun Chiều dài ngọnlửahỗn hợptrước cháy tầng τ = r o /λ, l = uτ = ur o /λ Ngọnlửa"tuột" vào mỏđốt khi (du/dr) r→ro = (dλ/dr) r→ro Khi chảytầng: u = u o (1 - r 2 /r o 2 ) (du/dr) r→ro = -2 u o /r o u tb = 0,5u o nên (dλ/dr) r→ro = -4 u tb / r o (= const) r o ↑ → u ↑ λ lớn, giớihạndướicủacháyổn định theo vậntốccaohơn. - Điềuchỉnh nhiệt độ thơng qua điềuchỉnh qt cháy (hình dáng, kích thước BL,... LIỆU VÀ QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU 2.1. Nhiên liệu, thành phầnvàtínhchất a. Thành phầncủa nhiên liệu Ký hiệu Các nguyên tố C H O N S A W h thành phầnhữucơ c thành phầncháy k thành phầnkhô d thành phầndùng -Cáchệ số chuyển đổi thành phần. -Nhiênliệu khí: ω (g/m 3 khí khơ) Thể tích hơinước trong 1 m 3 khí ẩm H 2 O d = 100 ω / (803,6 + ω) % 3.2. Cháy động học a. Cháy tầng Sự phân bố vậntốc cháy và dòng cạnh miệng... ] - 233,394, o C -Củahơiaxit t s = τ + (290,54 - 30,79p H 2O+SO2 )p a SO2 a = 0,0959 + 0,1430p H2O+SO2 - 0,1699p 2 H2O+SO2 c. Sựổn định củangọnlửahỗnhợptrước Gradient vậntốc biên g, nghĩalàđộ dốccủa đường tiếptuyến với parabol vậntốc ở tường mỏđốt. - Chuyển động tầng: g = 4u tb /r o - Chuyển động rối: g = 0,023 u o /d o Re 0,8 VậntốcdòngvàngọnlửatheoLewis vàElbe a. Cháy giậtlùi; b. Cháy n định; c.... ngọnlửakhuếch tán và vậtgiữ ngọnlửa -Sựổn định: u = 3 0-5 0 m/s, trong buồng đốttăng cường có thểđạt 200 m/s. λ T = 1,5 m/s Vậy ổn định chỉ có thể có ở rìa của dòng phun Sựổn định củangọnlửakhuếch tán b. Nhiệttrị của nhiên liệu - Định nghĩa. -Nhiệttrị trên H 0 : t spc = t o (25 o C), nướcngưng tụ. -Nhiệttrị dướiH u : hơinước không ngưng tụ H 0 = H u + rm H2O Ở 25 o C: r = 2442,5 kJ/kg -Xácđịnh nhiệttrị: H 0 :... H 2 S - v(r H2 + ∑n/2 r CmHn ) Chương 1. ĐẠI CƯƠNG VỀ BUỒNG LỬA 1.1. Cháy - hình thứcbiến đổinăng lượng đầutiên Hóa năng → Nhiệtnăng → Cơ năng →Điệnnăng 1982: 8410.106 tấn NLTC, trong đó Than: 32% Nguyên tử: 1,5% Dầumỏ: 42,2% Thủy điện và khác: 2,4% Khí đốt: 21,9% Hiệuquả sử dụng: 20% → KTC vô cùng quan trọng d. Nhiệt độ đọng sương -Củahơinước τ = t s (p h ) = 3978,205/[23,462 - ln(p h ) ] - 233,394, . trình cháy nhiên liệuChương 3. Kỹ thuật cháy nhiên liệukhíChương 4. Kỹ thuậtcháydầuChương 5. Kỹ thuật cháy than.Chương 6. Mộtsố bài toán kỹ thuậtcháy. Chương. - 1Than nâu 68 - 74 6 18 - 25 1 0,5 - 1Than đá 84 - 92 3 - 5 2 - 9 1 - 1,5 1 - 1, 5- Độ ẩm(sấy ở 106oC)-Tro(đốtmẫu ở 825 ± 25oC): Al2O3; SiO2, CaO, MgO-Chấtbốc