4.1 Tính toán quá trình cấp nhiệt cho bồn nước4.1.1 Nội dung và giả thiết tính toán 4.1.1 Nội dung và giả thiết tính toán
4.1.2 Mục đích và nội dung tính toán
Tính toán quá trình cháy nhằm mục đích cung cấp các số liệu cần thiết cho việc thiết kế, vận hành, nghiên cứu và kiểm tra buồng lửa. Các đại lượng cần xác định bao gồm.
- Tiêu tốn không khí lý thuyết và thực tế cho cho một đơn vị nhiên liệu (1 kg hay 1 m3).
- Lượng sản phẩm cháy sinh ra khi đốt cháy một dơn vị nhiên liệu. - Thành phần sản phẩm cháy
- Khối lượng riêng của sản phẩm cháy - Nhiệt độ cháy lý thuyết tlt
- Nhiệt độ đọng sương của sản phẩm cháy
Cơ sở của các tính toán cháy dựa trên định luật bảo toàn năng lượng và khối lượng. Tức là, khi biết thành phần của nhiên liệu, bằng cách thiết lập các phương trình cân bằng nhiệt, và cân bằng chất có thể xác định các đại lượng kể trên. Vì vậy tính toán cháy còn được gọi là cân bằng chất của quá trình cháy.
4.1.3 Các giả thiết về điều kiện tính toán
Mọi tính toán trình bày dưới đây đều xuất phát từ các giả thiết: - Cháy đẳng áp
- Quá trình cháy xẩy ra hoàn toàn, nghĩa là sản phẩm cháy và tro không chứa các thành phần còn cháy được như các hạt nhiên liệu chưa cháy hết, muội khí, H2,CO,… Sản phẩm cháy chỉ bao gồm: CO2, N2, H2O, O2 (nếu hệ số dư không khí k >1)
- Chất Oxi hóa là không khí có thành phần theo thể tích: 21 % O2, 79 % N2. - Các chất khí và hơi tham gia và xuất hiện trong quá trình cháy đều được xem là khí lý tưởng, ở điều kiện tiêu chuẩn thể tích một kmol của chúng bằng 22,4 m3/kmol.
4.2 Các công thức sử dụng trong quá trình cháy nhiên liệu4.2.1 Xác định nhiệt trị của nhiên liệu. 4.2.1 Xác định nhiệt trị của nhiên liệu.
- Nhiệt trị thấp là nhiệt trị không kể đến lượng nhiệt ngưng tụ hơi nước trong sản phẩm cháy.
- Nhiệt trị cao là nhiệt trị có tính đến nhiệt ngưng tụ hơi nước của sản phẩm cháy.
Bảng 4.1 Nhiệt trị của một số khí tinh khiết:
Công thức Phân tử lượng Nhiệt trị cao Qc
[kJ/m3] Nhiệt trị thấp Qt [kJ/m3] Nhiệt trị thấp Qt [kJ/kg] CH4 16,04 39815 35880 50010 C2H4 28,05 63395 59440 47165 C2H6 30,07 70305 64355 47480 C3H6 42,08 93610 87605 45780 C3H8 44,10 101205 93180 46350 i-C4H8 56,11 125765 117615 45300 n-C4H10 58,12 133795 123565 45720 i-C4H10 58,12 132960 122775 45615 i-C5H10 70,14 159805 149390 44990 n-C5H12 72,15 169350 156705 45340 i-C5H12 72,15 164715 152370 n-C6H14 86 204905 189845 44960 C6H6 78 146510 140231
Khi không có điều kiện xác định bằng thực nghiệm các loại nhiệt trị của nhiên liệu, có thể sử dụng công thức kinh nghiệm sau đây để tính toán: