T03 - A keletkezett füstgáz - DE Műszaki Kar

Download Report

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

Köszönöm a figyelmet !