X: hệ số tỉ lệ còn gọi là hệ số dẫn nhiệt, w/m độ n: Khoảng cách, m
b. Nhiệt độ cháy lý thuyết
Nếu đốt cháy nhiên liệu mà toàn bộ lượng nhiệt toả ra chỉ dùng để nung nóng sản phẩm cháy, tức là không có mất mát nhiệt ra môi trường bên ngoài và không có sự hấp thụ nhiệt của dàn ốns thì nhiệt độ lúc bấy giờ của khí là nhiệt độ cháy lý thuyết.
Ta có:
Q|v =t°.CK.VK,KJ/m3Ktn Trong đó:
CK: tỷ lệ nhiệt trung bình của khói lò, KJ/m3Ktn CK = 1,7878, KJ/m3Ktn
vt: thể tích khói thải, Vk = 10,9932 m3tc/m3Ktn Q|v: lượng nhiệt sinh ra trong buồng lửa
Q|v =35202,08 KJ/m3Ktn
t°: nhiệt độ cháy lý thuyết, °c
,:=-%= 35f,2’08 = 1791.122°c
b' a,„+(l-anl).i|/4 0,2937-Kl-0,2937).0,96.0,6
Đồ án tốt nghiệp Thân Trọng Cường
Gọi Ta là nhiệt độ cháy lý thuyết
T, = t° + 273 = 1791,112 + 273 = 2064,112 °K
a d 7 7
Tbl là nhiệt độ khói thải ra khi đi ra khỏi buồng lửa, °K. Tỹ =tbl +273 -1150 + 273 = 1432°K Vậy nhiệt độ trung bình của ngọn lửa là:
Tb, =VT,.TW =V2064,122.1423 =1713,839 °K
d. Xác định độ đen của co2 và H20
Từ đồ thị [VII-218], xác định độ đen của COT và H20 tại nhiệt độ Ttb = 1713,839 °K ta có:
S.PCƠ2 = 25,65at.cm thì aco =0,0975
S.PHo =52,59at.cm thì aH O=0,18
Cũng từ đ thị [VII - 219] ta xác định được hệ số điều chỉnh (3, từ đó xác định được độ đen của hơi nước tại s. PH O = 0,5259 at.m thì (3 = 1,09.
V ậy độ đen của ngọn lửa.
= 0,0975 + 1,09.0,18 = 0,2987
e. Tính độ đen của buồng lửa. [I -172]
A 0,82.an, 0,82.0,2937 0 344
2. Tính trao đổi nhiệt trong buồng lửa lò hơi.
Nhiệm vụ tính trao đổi nhiệt trong buồng lửa là xác định số lượns nhiệt hấp thụ được của buồng lửa, hay nói cách khác là xác định nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa hoặc bề mặt đốt bức xạ. Đó là một nhiệm vụ phức tạp do
T1 - — .K( ).ịHbx.T,: 1 - — .K( ).ịHbx.T,:
a 9 Đồ án tốt nghiệptb 9 Thân Trọng Cường
trường nhiệt độ trong buồng lửa rất không đồng đều và lượng nhiệt hấp thụ được bằng bức xạ là một hàm số của rất nhiều biến số.
Dưới đây là phương pháp phối hợp giữa các kết quả nghiên cứu được bằng giải tích và bằng thực nghiệm. Phương pháp này đã dùng lý thuyết đồng dạng để phân tích các quá trình trong buồng lửa.
Tổng lượng nhiệt hấp thụ bằng bức xạ trong buồng lửa.
Qbx =<p-Pi(Q. w [ 1- 178]
Trong đó:
(p - hệ số giữ nhiệt, (p = 1
Pt - lượng nhiên liệu tiêu tốn theo tính toán, m3/s 3150,733
~ 3600= 0,875 /s
Qs - Lượng nhiệt sinh ra trong buồng lửa. Qs = VK . CK . Ta, KJ/m3 Ktn. IM
bl - Lượng nhiệt của khói khi ra khỏi buồng lửa. M
bl. CK. T”b|, KJ/m3Ktn Với:
CK = 1,7878 KJ/m3Ktn = tỷ nhiệt khói lò VK = 10,9932, m3tc/m3Ktn = thể tích khói lò. Vậy Tbl - nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa, T”bl =1150°c.
= (p. Pt.VK. CK (Ta - T”bl)
Đồ án tốt nghiệp Thân Trọng Cường
=abl.K0.ịHbx.T,:. (1rr 1 VTtb [1-178] Do đó ta có: <p.B,.VK.CK.T,
B„.(
bl M°-6 + BQ6
(1)
Ký hiệu các trị số bằng các đại lượng không thứ nguyên so với nhiệt độ cháy lý tưởng và đặt. 0,b=y-; 0bi = y- vàr= l- ( X V VTtb ) [1-178] Trong đó: Hbx: bề mặt hấp thụ bức xạ, m2 £,: hệ số bẩn của dàn ống, £, = 0,6
K0: hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối K0 = 5,672.10'8, w/m2.K4
Ttb, Tt: nhiệt độ trung bình của ngọn lửa và của tường
Khi đó nhiệt độ trung bình của ngọn lửa (trong buồng lửa) được xác định theo quan h với một trị số nhiệt độ đã biết nào đó, thường là nhiệt độ khí ra khỏi buồng lửa.
GL.Poliac và X.N.Sorin đã trình bày quan hệ này và lập trình phưong trình tiêu chuẩn sau:
e,b=^.(ew)" [1-179]
Ttb = mT„. (Tw)4"
Trong đó: m, n là những hệ số
Thay trị số r, các đại lượng không thứ nguyên và nhiệt độ trung bình của ngọn lửa trong buồng lửa vào phương trình (1) ta có:
(p.B,.VK ,CK .T. (l - 0H ) = abl ,K0 ,ịHbx .T,: .r
)(p.B,.VK.CK(l-eM) K„.Hbx.T„3.abl.r4 t T; J
Ta có: e;b=m.(e"bl)4n
Thay vào phương trình trên ta được:
= m(ew)
<-> m.abl .r.ị(e'bl )4" - B0 (1 - eỳ) = 0
<0-"- a„,-r4 B „ ( l - e M ) m.abl.r4 = ©;b = 0, (2), [1-179] Trons đó: B0 = cp.Bt ,VK .CK K„.Hb<.Ta3
sọi là tiêu chuẩn Bolzman
Phương trình (2) do G.L.Poliac nêu ra là một phương trình bậc 4n, hiện nay không giải được bằng phương pháp đại số thông thường, vì vậy người ta phải dùng thực nghiệm để giải được nó.
Từ thí nghiệm ta thấy:
+ m rất ít phụ thuộc vào điều kiện cháy và truyền nhiệt trong buồng lửa, coi m = 1.
+ n phụ thuộc vào vị trí tương đối của điểm có nhiệt độ cực đại trong buồng lửa.
Từ đó A.M.Guavits lập được quan hệ bằng thực nghiệm
TJ0,6
el. = B»
Trong đó:
M: hệ số được xác định tuỳ thuộc vào vị trí tương đối của điểm có nhiệt độ cực đại X.
+ đối với nhiên liệu khí và mazut: M = 0,52 - 0,3.x + đối với buồng lửa phun có vòi đăt ngang: X = ——
H Với:
H: chiều cao toàn bộ của buồng lửa , m H = 6,639 m
h : chiều cao của vị trí đặt vòi phun, m
Chọn hvp = 2m. Do đó h 2 X = E- — ——— — 0 301 H 6,639 Nên M = 0,52 - 0,3. 0,301 = 0,4297 T, 1423 Mà 0" = -3 =---—---= 0,6894 T 2064,122 Do đó: 0,6894 = 0,6 0,4279.(0,344)0'6 0,6