Определение теплоемкости продуктов сгорания

Теплоемкость и воздуха, и продуктов сгорания зависит от температуры. Эта зависимость не является линейной, однако с достаточной для практики точностью можно принять линейный закон изменения теплоемкости C от температуры T:

C = a + bT, где a и b — постоянные коэффициенты.

При расчетах рабочих циклов удобно пользоваться средними значениями теплоемкостей в заданном диапазоне температур. При линейной зависимости теплоемкости от температуры среднее значение теплоемкости определяется как среднеарифметическое ее истинных значений при начальной и конечной температуре интервала (или равно истинной теплоемкости при средней температуре интервала Tср = 1/2 (T1 + T2). Для определения теплоемкостей можно пользоваться специальными таблицами. Однако можно считать и по формулам. Для определения средних мольных изобарной C’p и изохронной C’v теплоемкостей сухого воздуха могут быть приняты следующие формулы:

C’p = 27.59 + 0.00251T кДж/кмоль 0 K

C’v = 19.26 + 0.00251T кДж/кмоль о K

Эти формулы дают средние значения Cp и Cv в интервале температур от T = 0 до конечного значения T.

Уравнения для теплоемкости «чистых» продуктов сгорания (α = 1) при использовании дизельного топлива среднего состава имеют аналогичный вид:

C’p = 28.78 + 0.0036T кДж/кмоль 0 K

C’v = 20.47 + 0.0036T кДж/кмоль о K

Средняя изохорная теплоемкость смеси чистых продуктов сгорания и воздуха определяется зависимостью:

Cv см = (Mα=1 C’v + Mвозд C’v)/(Mα=1 + Mвозд)

Где Mвозд и Mα=1 — количество молей неиспользованного воздуха и чистых продуктов сгорания при сгорании 1 кг топлива.

Можно написать:

Mα=1 = β’0 Lo

Mвозд = L — Lo = Lo (α-1)

где β’0 — химический коэффициент молекулярного изменения при α = 1. Подставив значения Mα=1 и Mвозд в исходную формулу и сократив числитель и знаменатель на L0, получим:

Cv см = (β’0v + (α-1)C’v)/β’0 + α-1

Если пренебречь приращением количества молей чистых продуктов сгорания (принять β’0 ≈ 1), то можно получить часто применяемую формулу:

Cv см ≈ (C»v + (α-1)C’v)/α

Заменив v и C’v их линейными зависимостями от температуры, для дизельного топлива среднего состава получим:

Cv см = 20.47 + α11.26α+36+α125.1α·104·T

кДж/кмоль°К

Средняя изобарная теплоемкость определится как: Cpсм = Cv см + μR, где μR = 8.314 кДж/кмоль°К.

Если в процессе расчета необходимо определить теплоемкость чистых продуктов сгорания топлива произвольного состава, то уравнение смешения составляется по данным таблиц исходя из действительного состава продуктов сгорания (учитывая содержание O2, CO2, H2O, N2 порознь). Последовательность расчетов — та же.

Смотрите также:

а) Определение количества воздуха, необходимого для сгорания топлива

б) Определение коэффициента молекулярного изменения при сгорании

г) Вывод уравнения сгорания

д) Анализ уравнения сгорания

Март, 04, 2015 686 0
Читайте также