Главная Обратная связь

Дисциплины:






Методика расчета времени выгорания топливных гранул



 

По закону действующих масс изменение массы горящей топливной гранулы по времени равно:

 

(1)
,

 

где β – стехиометрический коэффициент реакции горения углерода (топливный коэффициент),

a – концентрация кислорода на поверхности топливной частицы, моль/м3,

ko – коэффициент скорости реакции, м/с.

Переходя от размерности к размерности , учитывая размеры контакта твердой поверхности с газом, содержание кислорода в воздухе, плотность воздуха получим окончательно:

 

(2)
,

где

ρвоз – плотность воздуха в зоне горения, .

Β= 0,23∙β∙π.π. - константа режима горения и топки, зависящая от геометрических характеристик частицы и топки, температурного режима и концентрации углерода на поверхности частицы.

Разнеся переменные и проинтегрировав выражение по полному времени выгорания, получим

(3)
, с

 

где - кинетическая константа горения, м/с.

 

Константа режима горения и топки равна

 
 


,

где

τ0 – наблюдаемое время выгорания гранулы, с ;

т0 – начальная масса гранулы, кг ;

δТ – начальный эквивалентный диаметр гранулы, м.

Для расчета B при различных температурах и сжигании различных топлив надо знать зависимость

 

для различных топлив. Эта зависимость может быть получена путем дериватографирования образца угля или рассчитана по уравнению Аррениуса при известных E и k0

где E – энергия активации кДж/кмоль

k0 – предэкспоненциальный коэффициент, м/с.

Ниже приведены величины В, определенные на основании экспериментальных данных и дериватографирования гранул ИКТТ с содержанием С р = 78,8%:

Эксперимент А: ТФ = 973,К; т0 = 0,499 ∙ 10-3 кг; δТ = 0,01 м

Τ0 = 1025с, К= 0,09м/с; ρвоз = 0,358 кг/м3

 

 

 

Эксперимент Б: ТФ = 973,К; т0 = 7,425 ∙ 10-3 кг; δТ = 0,245 м;

С р = 78,8% τ0 = 3881; К= 0,09м/с; ρвоз = 0,358 кг/м3

 

.

В качестве расчетного угля выбран близкий по реакционной способности подмосковный уголь Б, кинетическая константа которого при температуре ТФ = 973К.

[1]

1. Теплотехнический справочник, Т.2. «Энергия» М.с.335.

 

Тогда расчетное время выгорания угля в эксперименте А:

 

 

экспериментальное время τо=1025 с.

расчетное время по формуле (1) τо = 943 с.

 

В эксперименте Б



 

 

экспериментальное время τо=3881с.

расчетное время по формуле (1) τо = 3177с.

 

Эксперимент С: ТФ = 1273,К; то = 0,5 ∙ 10-3 кг; δТ = 0,01 м;

С р = 90,2% τ0 = 1195с, К= 0,092м/с; ρвоз = 0,274 кг/м3

 

Эксперимент D: ТФ = 1273,К; то = 6,535 ∙ 103 кг; δТ = 0,0235 м;

С р = 90,2% τ0 = 3565с, К= 0,092м/с; ρвоз = 0,274 кг/м3

 

В качестве расчетного угля выбран близкий по составу антрацит. Согласно[1], константа кинетики равна

.

Тогда реальное время выгорания антрацита в эксперименте С

 

 

Экспериментальное время τ0 = 1195с.

Расчетное время по формуле (1) τ=1145 с.

В эксперименте D

 

 

Экспериментальное время

Расчетное время по формуле (1) τ=3639 с.

Как следует из анализа расчетов время выгорания таких топлив, как Подмосковный уголь Б и кемеровский антрацит на различных режимах сопоставимо со временем выгорания аналогичных гранул ИКТТ.





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...