Теплотехника | страница 10

Статьи баланса могут выражаться в количестве тепла в джоулях за какой-то промежуток времени или в соответствующих величинах тепловой мощности.

Приходные статьи баланса

1. Химическая энергия топлива Q_>XT или электроэнергия Q_>ээ. Если В – расход топлива, кг/с или м^>3/с, a Q^>p_>H – теплота его сгорания, то:

Q_>XT = ВQ^>p_>H

2. Тепло, вносимое нагретым топливом, Q_>ФT.

3. Результирующий тепловой эффект химических реакций, протекающих при технологическом процессе, Q_>ТЕХН. Если эффект отрицательный, то данная статья переносится в расходную часть баланса.

4. Тепло, вносимое воздухом, вводимым для сжигания топлива для технологических целей, Q_>ФВ, в.

5. Тепло, вносимое нагретыми твердыми и жидкими шихтовыми материалами,Q_>ФМ.

1. Тепло твердых и жидких продуктов технологического процесса Q_>ФП

2. Тепло уходящих газов (химическое и физическое), включая газообразные продукты технологического процесса и подсосанный из атмосферы воздух, Q_>yx.

3. Тепловые потери (в сумме) от механического недожога через кладку (теплопроводностью и аккумуляцией), излучением через отверстия с охлаждающей водой Q_>пот.

Суммируя приходные и расходные статьи баланса, приравнивая эти суммы, получаем уравнение теплового баланса, одинаково справедливого для любого класса и вида печей, причем, естественно, не все статьи в каждом конкретном балансе могут иметь место:

Q_>XT + Q_>ээ + Q_>ФT± Q_>ТЕХН + Q_>ФB + Q_>ФМ = Q_>ФП + Q_>yx + Q_>пот

В правой части уравнения представлено полезно использованное тепло qм, в левой – его выражение через теплотехнические величины, сравнительно легко измеряемые в практических условиях.

Отношение полезно использованного тепла к приходу тепла с топливом и воздухом называется коэффициентом полезного теплоиспользования:

η_>КПТ =Q_>M /(Q_>XT + Q_>ФT + Q_>ФB).

Эта величина аналогична коэффициенту полезного действия – понятию, используемому при оценке работы машин и механизмов. Коэффициент полезного тепло-использования характеризует эффективность тепловой работы печи и позволяет сравнивать совершенство энергетики различных печей. Допустим, что водяные числа W (водяное число W равняется произведению теплоемкости на массовый расход) продуктов сгорания и исходных веществ (топливо и воздух) горения равны, тогда подставив q_>yx в уравнение теплового баланса и разделив на W, получим:

где η_>кит. – коофициент полезного использования топлива;

или

где Т_>теор иТ^>ф_>теор – теоретическая температура горения топлива без учета и с учетом физического тепла топлива и воздуха горения; Т