ТЕПЛОФИЗИКА И ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ
ТЕПЛОТЕХНИКИ
28
избытках воздуха не удается, то в продуктах горения, наряду с небольшим
количеством кислорода, может оставаться некоторое количество горючих
составляющих топлива СО, Н
2
и даже СН
4
. В результате не выделяется
некоторое количество тепла, которое носит название химической неполноты
горения и обозначается
Q
3
, кДж/м
3
при НФУ газообразного топлива или кДж/кг
жидкого топлива. Отношение этой величины к теплоте сгорания топлива и
характеризует химическую неполноту горения
q
3
, %
(
)
100
3
⋅
=
р
н
3
Q
Q
q
.
(2.3)
При слоевом сжигании твердого топлива имеет место еще механическая
неполнота горения, когда вместе со шлаком и золой удаляется некоторое
количество ококсовавшегося топлива. Эта величина обозначается
Q
4
, кДж/кг,
а отношение ее к теплоте сгорания топлива характеризует механическую
неполноту горения
q
4
, %
(
)
100
4
⋅
=
р
н
4
Q
Q
q
.
(2.4)
Для выяснения особенностей сжигания газового топлива ниже
приводятся характеристики и особенности горения основных горючих газов.
Окись углерода (СO) – бесцветный токсичный газ без запаха и вкуса.
Молекулярная
масса
28,01;
плотность
1,25
кг/м
3
при
НФУ.
Теплота сгорания
Q
= 12640 кДж/м
3
при НФУ (для СО понятия
Q
в
и
Q
н
равнозначны). 1 м
3
СО сгорает по уравнению
CO + 0,5 O
2
+ 1,88 N
2
= CO
2
+ 1,88 N
2
(2.5)
и получается 2,88 м
3
продуктов горения при НФУ. Пламя при этом получается
прозрачное, голубоватого цвета. Количество тепла, приходящее на 1 м
3
продуктов горения при НФУ, равно
(
)
4400
88,1
2
2
=
+
=
N
CO
CO
н
Q
R
кДж/м
3
.
(2.6)
Эта величина больше, чем у других газообразных составляющих и
обеспечивает калориметрическую температуру 2370
0
С. Пребывание в
помещении при 0,5% СО в течение 5 - 6 мин смертельно опасно. Предельно
допустимая концентрация СО в воздухе 2 мг/м
3
.
Водород (Н
2
) – бесцветный, нетоксичный газ без вкуса и запаха.
Молекулярная
масса
2,016,
плотность
0,09
кг/м
3
при
НФУ,
теплота сгорания
Q
в
= 12770 кДж/м
3
при НФУ, a
Q
н
= 10785 кДж/м
3
при НФУ.
Водород является составной частью почти всех видов газообразных топлив.
1 м
3
водорода при НФУ, сгорая с теоретически необходимым
количеством воздуха по реакции
H
2
+ 0,5 O
2
+ 1,88 N
2
= H
2
O + 1,88 N
2
,
(2.7)
образует 2,88 м
3
продуктов горения при НФУ. Пламя его почти бесцветно.
2H
R
= 3748 кДж/м
3
при НФУ, что соответствует калориметрической
