IMG"06

Bilans energii (a) najczęściej jest zapisywany w odniesieniu do jednostki (_ma objętości lub ilości substancji) paliwa, co otrzymuje się natychmiast. dzieląc obie su* ny równania (a) przez strumień paliwu:    °*

Qi +L, 'Cp tp +c_g l_g •V_t, c_a l_u,    _(b)

gdzie:

L, = V_p, /łi teoretyczne zapotrzebowanie na powietrze.

Kt =Ki/H - teoretyczna ilość spalin (dla X - I) przypadająca na jednostkę paliwa Zatem temperaturę kalorymetryczną określa zależność:

•tal

g+/-, c„-t_p+c_K l_K Vm-*s

(1240)

lub. po wprowadzeniu wielkości odniesionych do jednostki (objętości lub ilości substancji) spalin, wzór:

it.,i

•o + 'r

e,

(12 40a)

gdzie:

/„ * Q/V_g, - odniesiona do względnej ilości wilgotnych spalin teoretycznych (X ■ I) entalpia chemiczna paliwa.

c_p t_p+c_g t_K

K,

entalpia podgrzanych substratów spalania odniesiona do względnej ilości wilgotnych spalin teoretycznych (X = 1), tzw „entalpia rckupcracji".

średnic ciepło właściwe powietrza oraz spalin oblicza się z zależności

^{,ub ?}*Z^zi^,c»|^r    O²-⁴¹)

0    «    273.15

gdzie:

z, - udziały molowe składników (gazów prostych) powietrza lub spalin,

c^.cj    średnie ciepła właściwe gazów prostych, składników powietrza

*²⁷³¹⁵ i spalin, wg tabel 4.1 lub 4.2

Jeżeli substraty spalania nie są podgrzewane (i, » 0). temperaturę kalorymetryczną określa wzór.

(12.42)

a jej wartość staje się parametrem charakteryzującym dane paliwo.

Teoretyczna (początkowa) temperatura spalaniu

Teoretyczna temperatura spalaniu jest najwyższą temperaturą, jaką osiągną (dysocjowane spaliny pn całkowitym i zupełnym spaleniu paliwa / nadmiarem po-aictrza (X > 1). jeżeli proces spalania odbywał się adiabatycznie i izobarycznie.

jeżeli pominie się efekt energetyczny podgrzewania substratów, to temperatura teurc-iyc/nu musi być (dla tego samego paliwa i utleniacza) zawsze niższa od temperatury Ulorymctryczncj. Wynika to po pierwsze z uwzględnieniu rzeczywistej iloić powierza (a więc część energii chemicznej paliwa idzie na podgrzanie nudmiarowego tlenu jaz wnoszonego z nim uzotu atmosferycznego), po drugie z faktu, że pewna część Acrgii chemicznej paliwa jest tracona wskutek endotcrmicznego charakteru reakcji Jysocjacji Dokładne obliczenia procesów związanych z dysocjacją różnych składni-lów spalin wymagają zastosowania metod opartych na stałych równowag chcmicz-rych Dla większości typowych zagadnień technicznych spalania, z dokładnością wyuczającą do obliczeń inżynierskich, można ograniczyć się do uwzględnienia efektu aiergctyczmcgo dysocjacji C0₂ i H₂0 zawartych w spalinach, pomijając inne ich skład-siki. Wynika to z praktycznie zerowego stopnia dysocjacji gazów dwuatomowych « interesującym nas przedziale temperatur oraz bardzo niewielkich udziałów w spali-uch gazów trójatomowych. innych niż C0₂ i HjO, a tytn samym również z pomijal-rych efektów energetycznych ich dysocjacji (w typowych spalinach z urządzeń grzew-aych udziały takich guzów jak S0₂ czy NO, są co najmniej o dwa rzędy wielkości nniejsze niż CO_; i H₂0). Uwzględniając zolem tylko C0₂ i HjO, przyjmuje się najeżę-icicj. że dysocjacja tych związków przebiega wg reakcji:

C0₂ «-* 0.5O₂ + CO — Qjco_}

H₂0 +-► 0,5O₂ + H₂ - Gjhjo    (c)

{dzie: Qjco₂ * Qill₂o poehłaniunc ciepło dysocjacji, przyjmowane powszechnie jako ówne wartości opałowej, odpowiednio CO i H₂.

Przy takim postawieniu problemu, bilans energii, z którego wylicza się teorelycz-q temperaturę spalania, można zapisać w postaci:

A Q, +v_p 7p t_p+Ś ć_g Ig=v_t C, +v, ij    (d)

idzie:

V_p - strumień powietrza do spalania (rzeczywisty, przy X > 1).

V_% strumień spalin (rzeczywisty, przy X > I). t,_eor - poszukiwana temperaturą teoretyczna, w (°C), ij - entalpia dysocjacji. określona poniżej

Pozostałe wielkości we wzorze (d) wyjaśniono przy równaniu (a). Podzielenie obu «ron równania (d) przez strumień paliwa sprowadza go do postaci:

Q, +L, Z_p ■ t_p + c_f i_g =V, ć, r,₀, ♦ V. ij    (c)

397