Воздуха, требуемое для горения

Различают теоретическое и действительное количество воздуха, требуемое для сжигания топлива. Под теоретическим количеством воздуха понимают такое количество, которое требуется для сжигания всех горючих элементов (водород, сера, углерод), содержащихся в одном килограмме топлива, при условии, что и кислород самого топлива будет участвовать в процессе горения. На практике подают некоторый избыток воздуха. Отношение действительного количества воздуха к теоретическому называют коэффициентом избытка воздуха и обозначают через

(5.1)

где - теоретическое количество воздуха, кг возд./кг топл.

- действительное количество воздуха, кг возд./кг топл.

Окислительный процесс горючих элементов, содержащихся в топливе, протекает по следующим реакциям:

(5.2)

(5.3)

(5.4)

Определим требуемое количество кислорода, необходимое для сжигания водорода, содержащегося в одном килограмме топлива. Из уравнения (2) следует, что для сгорания одного килограмма водорода требуется:

, (5.5)

где - требуемое количество кислорода, необходимое для сжигания одного килограмма водорода, / ;

32 – молекулярная масса кислорода, кг/кмоль;

4 – масса двух киломолей водорода, кг/2 кмоля.

Учитывая, что в одном килограмме топлива содержится (где Н^р – содержание водорода в 1 кг топлива, %), получим:

. (5.6)

Здесь - требуемое количество кислорода, необходимое для сжигания водорода, содержащегося в одном килограмме топлива,

.

Рассуждая аналогично для реакций (5.3 и 5.4), имеем:

; (5.7)

, (5.8)

где и – соответственно требуемое количество кислорода для сжигания углерода и серы, содержащихся в одном килограмме топлива, .

Справедливость уравнений (5.7 и 5.8) предоставляется студенту установить самостоятельно.

Таким образом, количество кислорода необходимое для сжигания всех горючих элементов топлива будет равно:

(5.9)

Учитывая, что при теоретической подаче воздуха на горение в процессе окисления должен участвовать и кислород самого топлива, имеем:

(5.10)

где – теоретическое количество кислорода, необходимое для горения топлива, .

Известно, что в воздухе по массе содержится 23 % кислорода. Поэтому теоретическое количество воздуха, которое необходимо подать в процессе горения будет равно:

. (5.11)

Используя (10 и 11), окончательно получим:

. (5.12)

Действительное количество воздуха, подаваемое на горение согласно уравнения (5.1) будет равно:

. (5.13)

Коэффициент избытка α воздуха рекомендуется принимать:

для газообразного топлива - α = 1,05;

для жидкого топлива - α = 1,05 – 1,10;

для твердого топлива - α = 1,15 – 1,30.