где  диаметр газовой струи в месте ее полного разворота, как показано на рис. 3.

При центральной подаче газа (рис. 1, а) оптимальной считается глубина h про­никновения струй газа в сносящий поток воздуха на величину 0,25( - ). При периферийной подаче газа (рис. 1, б) − на величину (0,15…0,25) .

Диаметр газовыпускных отверстий может быть определен по формуле, мм:

,

где h  глубина проникновения струи газа в поток воздуха, мм;

 экспериментальный коэффициент, учитываю­щий влияние относительного шага между отвер­стиями на размер h:

при ,

при ,

при ,

где S  шаг между отверстиями;

При расчетах необходимо предварительно задавать значение относительного шага , а потом его уточнять.

Число отверстий n для выхода газа может быть найдено по формуле:

,

где   коэффициент расхода для га­зовыпускных отверстий:

для отверстий в тонкой стенке  = 0,60…0,62;

для отвер­стий в толстой стенке  = 0,82.

После нахождения числа n следует принять целое их число и уточнить значение диаметра отверстий для выхода газа .

Подводящие газопроводы к горел­кам проектируют на скорость движения газа:

− при низком давлении газа в пределах от 10 до 12 м/с;

− при среднем давлении газа в пределах от 25 до 30 м/с.

Для обеспечения полного смешения газа с воздухом в горелке длина смесителя LCM (расстояние от газовыпускных отверстий до выходного сечения горелки) обычно принимается равной от 30 до 40 диаметров выходного отверстия для газа

---

.

Диаметр выхода газовоздушной струи из кратера горелки может быть принят в пределах, м

(1,07…1,1) .

В прямоточных горелках (рис. 2) располагаемое полное избыточное давление воздуха перед горелкой может быть найдено по формуле, Па

,

где  коэффициент запаса, учитываю­щий дополнительные потери давления воздуха за счет трения потока о стенки горелки, и сопротивления, связанного с вводом в поток газовых струй, и др. Ориентировочно при расчетах можно принимать =1,05…1,1;

 скорость газовой смеси в выходном сечении горелки (на выходе из кратера), которую можно определить из соотношения, м/с

;

 плотность газовоздушной смеси, определяемая по формуле, кг/м3

;

 избыточное давление (или разрежение) в камере сго­рания, Па;

 коэффициент аэродинамического сопротивления конфузора, который рассчиты­вается по формуле:

;

 угол сужения конфузора, имеющий значения обычно в пределах от 15° до 30°.

При расчете турбулентных горелок следует обратить внимание на расчет воздушного тракта и завихрителей, расчет газовых струй и отверстий для их выхода, расчет необходимого давления газа и воздуха.


ЗАДАЧИ

ЗАДАЧА 1

При образовании углекислоты СО₂ из углерода С_тверд и кислорода О₂ при V=const и температуре Т=298 К тепловой эффект Q_V= - 393.51*10

---

⁶ Дж/кмоль. Определить тепловой эффект Q_pреакции образования СО₂.

---

Решение:

Cтв + O₂газ = CO₂газ

ΔН=ΔU+ΔvRT; Qp = Qv + ΔνRT.

Δν = 1 моль + 1 моль = 2 моль;

ΔνRT = 2 моль · 8,314 Дж · моль^–1 · К^–1 · 298 К = 4848 Дж;

Q_р,298 = –393,51 кДж + 4,85 кДж = –388,66 кДж.
ЗАДАЧА 2

Написать реакцию горения компонентов газового топлива. Бензола в кислороде.

Решение:

1. Записываем реакцию горения С₆Н₆ + О₂ → СО₂ + Н₂О.

2. В молекуле бензола 6 атомов углерода, из них образуется 6 моле- кулы углекислого газа С₆Н₆ + О₂ → 6СО₂ + Н₂О.

3. Атомов водорода в молекуле бензола 6, из них образуется 3 мо- лекулы воды С₆Н₆ + О₂ → 6СО₂ + 3Н₂О.

4. Подсчитаем число атомов кислорода в правой части уравнения 6*2+1=13

5. В левой части уравнения также должно быть 13 атомов кислорода. Молекула кислорода состоит из двух атомов, следовательно, перед кислородом нужно поставить коэффициент 7,5, тогда С₆Н₆ + 7,5О₂ = 6СО₂ + 3Н₂О, или 2С₆Н₆ + 15О₂ = 12СО₂ + 6Н₂О.

Реакция горения бензола выражается термохимическим уравнением:

С₆Н₆ + 7,5(О₂ + 3,76N₂) = 6СО₂ + 3Н₂О + 7,5×3,76N₂
ЗАДАЧА 3

а) Определить нижний и верхний пределы воспламеняемости газа при наличии инертных примесей и без них (формулы (11), (12)).

б) Определить максимальную скорость распространенеия пламени в трубке диаметром 25 мм.

Состав газа, %
СН4	С2Н6	С3Н8	С4Н10	С5Н12	СО2	N2
98.7	0.3	0.1	0.1	-	0.1	0.7
Предел воспламеняемости ниж/верх (обог кис)
5,3/14(60)	3,22/12,45(50,5)	2,37/9,5 (45,6)	1,86/8,41 (40,1)	-
Смесь с максимальной скоростью распространения пламени, L, % газа в воздухе
9,8	6,5	4,6	3,6
Максимальная скорость распространения пламени, W, м/сек
0,67	0,85	0,82	0,82

---

Решение:

Газ имеет следующий состав:

СН₄ - 98,7%; С₂Н₆ - 0,3%; С₃Н₈ - 0,1%; С₄Н₁₀ - 0,1%; СО₂ -0,1%; N₂ - 0,7%.

Горючая часть газа составляет 100 - (0,1 + 0,7) = 99,2%.

Состав горючей части без балластных примесей:

СН₄ = 98,7/99,2*100 = 99,49%; С₂Н₆ = 0,3/99,2*100 = 0,3%; С₃Н₈ = 0,1/99,2*100 = 0,1%; С₄Н₁₀ = 0,1/99,2*100 = 0,1%.

Определяем пределы воспламеняемости (верхний, нижний) газовой смеси без балластных примесей по формуле:

L^г =100/( );

где L^г_{н (в)}-пределы воспламеняемости (верхний, нижний) газовой смеси;

r₁, r₂ ...r_n- содержание компонента в газовой смеси, %;

l_1,l₂ ...l_n- пределы воспламеняемости (верхний, нижний) отдельных компонентов.

L^г_н = 100/(99,49/5,3+0,3/3,22+0,1/2,37+0,1/1,86) = 5,28 об %;

L^г_в =100/(99,49/14+0,3/12,45+0,1/9,5+0,1/8,41) =13,98 об %;

Пределы воспламеняемости (верхний, нижний) газовой смеси содержащей балластные примеси определяем по формуле:

L^б = L^г ;

где L^б_{н (в)}-пределы воспламеняемости (верхний, нижний) газовой смеси с примесями;

L^г_{н (в)}-пределы воспламеняемости (верхний, нижний) газовой смеси без примесей;

δ- содержание балластных примесей в долях единицы;

L^б_н= 5,28 (1+0,8/(1+0,8)) / (100 + 5,28 (0,8/(1-0,8))) * 100 = 6,336 об %;

L^б_в= 13,98 (1+0,8/(1+0,8)) / (100+13,98 (0,8/(1-0,8))) * 100 = 12,582 об %;

Горение сложных газов можно рассматривать как одновременное и независимое горение нескольких простых смесей индивидуальных газов с воздухом. Также, содержание горючих газов и воздуха таково, что в смеси, если бы она горела отдельно, пламя распространялось бы с такой же скоростью, какой она распространяется в сложной смеси.

Исходя из вышесказанного определим величину скорости распространения пламени для смеси сложного газа с воздухом по формуле:
W = L ;

---

Смотрите также файлы

• Урока по теме"Непобедимый адмирал".doc

• Бронхиальная астма Введение.docx

• 1. Структурный анализ механизмов 1 Структурный анализ механизма 1.docx

• Цель работы провести исследование снега, с целью определения загрязнений на различных участках территории г. Красный Луч. Срок проведения исследования.docx

• 1 Формы множественности преступлений.docx