Transcript T03 - A keletkezett füstgáz - DE Műszaki Kar
Tüzeléstechnika A keletkezett füstgáz
L. Szabó Gábor
Debreceni Egyetem Műszaki Kar Épületgépészeti és Létesítménymérnöki Tanszék [email protected]
Az égéstermék összetétele
1) Az elméleti égéstermék összetétele: CO 2 +H 2 O • Tökéletes égés , tiszta oxigén hozzáadása és λ=1 esetén!
1) Tökéletes égés, levegő hozzáadása és λ=1 esetén: CO 2 +H 2 O+N 2 1) Ha a λ>1 akkor az égéstermékben megjelenik az oxigén is!
CO 2 +H 2 O+N 2 +O 2 1) Ha az égés tökéletlen akkor éghető gázok is megjelennek benne.
Az égéstermék összetétele
1) Elméleti égéstermék (bruttó egyenletekből) • Égés oxigénnel, tökéletesen, légfelesleg nélkül: • CO 2 +H 2 O 2) Levegős, tökéletes és légfelesleg nélküli égés • CO 2 +H 2 O+N 2 +Ar 3) Levegős, tökéletes és légfelesleg történő égés • CO 2 +H 2 O+N 2 +Ar+O 2 4) Ha az égés tökéletlen akkor éghető gázok is megjelennek benne.
A keletkező égéstermék
• Az egyszerűség kedvéért háromféle keletkező füstgázt különböztetünk meg: 1) Minimális (száraz) égéstermék • • 2) Száraz égéstermék 3) Nedves égéstermék Valóságos tüzelésnél mindig keletkezik az elméleti komponenseken kívül egyéb, igen káros anyag is : NO x , SO x , CO, el nem égett szén hidrogén.
Ezek mennyisége jól beállított gázkészüléknél olyan kevés, hogy a számításoknál elhanyagoljuk.
Minimális (száraz) égéstermék
• Száraz égéstermék : A keletkező vízgőzt figyelmen kívül hagyjuk • Minimális égéstermék: oxigént nem tartalmaz, mert
λ=1
.
• Jele:
V e,min
, Mértékegysége: [m 3 /m 3 ] • Meghatározása:
V e
, min 0 , 7805
L
r N
Nitrogén
CO
2
szén
0 , 0003
dioxid
L
0092
L
min
nemesgázok
• Égéstermék összetevője: N 2 +CO 2 +Ar
Száraz égéstermék
• Száraz égéstermék : A keletkező vízgőzt figyelmen kívül hagyjuk • Oxigént tartalmaz, mert
λ>1
.
• Jele:
V ens
, Mértékegysége: [m 3 /m 3 ] • Meghatározása:
V ens
V e
, min 1
L
min • Égéstermék összetevője: N 2 +CO 2 +Ar+O 2
Nedves égéstermék
• A valóságos égéstermékhez ez áll a legközelebb, számítások során ezt tekintjük a tényleges égésterméknek.
• A száraz égéstermékek és a füstgáz nedvességtartalmának összege • Jele:
V en
, Mértékegysége: [m 3 /m 3 ] • Meghatározása:
V en
V ens
H
2
O
• Égéstermék összetevője: CO 2 +N 2 +O 2 +H 2 O
A keletkező égéstermék összetétele [m 3 /m 3 ]-ben
CO 2 N 2 Ar
Minimális száraz
CO
2 , max
CO
2 0 , 0003
L
min
V e
, min
N
2
e
0 , 7805
L
min
r N
2
V e
, min
Ar e
0 , 0092
L
min
V e
, min O 2 H 2 O -
Száraz
CO
2 ,
s
CO
2 0 , 0003
L
min
V ens N
2
s
0 , 7805
L
min
r N
2
Ar s
V ens
0 , 0092
L
min
V ens O
2
s
0 , 21 ( 1 )
L
min
V ens
-
Nedves
CO
2
CO
2 0 , 0003
L
min
V en N
2 0 , 7805
L
min
r N
2
Ar
V en
0 , 0092
L
min
V en O
2 0 , 21 ( 1 )
L
min
V en H
2
O
H
2
O V en
Az égéstermék hígítási tényezője
• Az égéstermék hígítási tényező az égés során ténylegesen keletkező száraz égéstermék és a minimális száraz égéstermék térfogatarányának a viszonya.
h
V ens V e
, min [ ]
h
CO
2 , max
CO
2 ,
s
0 , 21 0 , 21
O
2 ,
s
• A légfelesleg tényező és a hígítási tényező kapcsolata
h
1
L
min
V e
, min 1
Az égés tökéletességének ellenőrzése
h
CO
2 , max
CO
2 ,
s
0 , 21 0 , 21
O
2 ,
s CO
2 ,
s
CO
2 , max
CO
2 , max 0 , 21
O
2 ,
s CO
2 ,
s
O
2 ,
s
CO
2 , max
O
2 ,
s
1
CO
2 , max 0 , 21
A Bunte-diagram
A füstgázban lévő víz parciális nyomása
p v
H
2
O
b
V en
Ahol „b” értéke annak a térnek a nyomása ahová a füstgázunkat vezetjük. Ez általában a légköri nyomást (101.325 [Pa]) jelenti
A kondenzációs hőmérséklet
• • Az a hőmérséklet, amelyen az égéstermék gőztartalmának parciális nyomása eléri a telítési gőznyomást, az égéstermék kondenzációs hőmérséklete.
Ha az égéstermék tisztán vízgőzt vagy savgőzöket (víz)harmatpontról illetve savharmatpontról beszélünk.
is tartalmaz • Jelentősége például kazánoknál: Hagyományos és alacsony hőmérsékletű kazánoknál a visszatérő víz hőmérsékletének ennél nagyobbnak kell lennie, kondenzációsnál meg épp alacsonyabbnak.
• Értékét táblázatból határozzuk meg a füstgázban lévő víz parciális nyomása függvényében.
• Általános értéke 50-55 [°C] körül alakul.
A füstgáz víztartalmának parciális nyomása és harmatponti hőmérséklete közötti összefüggés
p v [Pa]
3167 4241 5622 7375 9582 12.335
15.740
19.917
25.007
31.166
38.550
t h =t k =t v [°C]
25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75