烟气物性的直接计算方法

《烟气物性的直接计算方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第19卷第3期苏州丝绸工学院学报Vol.19No.31999年6月JOURNALOFSUZHOUINSTITUTEOFSILKTEXTILETECHNOLOGYJun.1999＊烟气物性的直接计算方法许圣华(苏州大学物理科学与技术学院,苏州,215006)摘要:根据理想气体混合物物性的导出方法,推导出由烟气成分直接计算烟气物性参数的计算公式,以替代由烟气物性图表查取物性参数这一繁琐的方法。实际应用表明,使用该方法可以快速准确地计算烟气的密度、定压比热、动力粘度等物性,有推广使用价值。关键词:烟气;物性参数;直接计算中图法分类号:O414在热力设备的热力计算中,经常要使用烟气的物性

2、参数,如密度、定压比热、运动粘度、[1]导热系数、普朗特数等。对于上述物性参数,计算标准中均按列表函数或计算曲线给出,手算时采用线性插值或查曲线的方法进行计算。这种方法,不但计算速度慢,过程繁琐复杂,而且准确度不容易保证。在计算机上编制程序处理物性参数一般有两种方法,即插值法和曲线拟合的方法。但大多计算程序未考虑烟气成分的变化,而是均采用平均烟气成分(rCO=20.13,rHO=0.11,rN=0.76)来计算,有的程序中也计及了烟气成分,即采用平均烟气的22物性乘以一个修正系数的方法[2]。因对不同的物性,修正系数各不相同,而每个修正系数牵涉的参数也不一样,所以单为编制计算修正

3、系数的程序就得花费大量的时间和精力,且程序相当繁琐。一般情况下,可将烟气看作理想气体的混合物,其成分是氮气、二氧化碳、氧气、水蒸汽,根据理想气体混合物物性参数的导出方法,我们就可以方便的推导出直接计算烟气物性参数的计算公式。而不必先计算平均烟气成分的物性,再根据实际成分计算修正系数,加以修正。这样不但省去了不少麻烦,而且也很容易编制出一个通用的程序,只要把烟气温度、组分成分代入,就可以马上算得烟气物性。1物性直接计算方法1.1比热对于烟气比热,可按如下公式计算:Cp=gNCpN+gCOCpCO+gOCpO+gHOCpHO(1)22222222收稿日期:1999-03-17作者简介

4、:许圣华(1964-),男,讲师第19卷许圣华:烟气物性的直接计算方法33其中:Cp为烟气比热,kJ/(kg℃);gN、gCO、gO、gHO为烟气中氮气、二氧化碳、氧气、水蒸2222汽的质量成分,kg/kg;CpN、CpCO、CpO、CpHO为烟气中氮气、二氧化碳、氧气、水蒸汽的比热,kJ/(kg℃)。2222在0～1000℃范围,各组分的比热有如下回归公式,其误差不超过2%:-4CpN=1.0258+1.869×10t;2-4-72-103CpCO=0.8373+9.09×10t-6.1364×10t+1.5909×10t;2-4-72CpO=0.9054+3.325×10t-

5、1.11×10t;2-4CpHO=1.8243+6.478×10t。2其中:t为温度,℃。将上述四个式子代入(1),则有:23Cp=a+bt+ct+dt(2)其中:a=1.0258gN+0.8373gCO+0.9054gO+1.8243gHO2222-4b=(1.869gN+9.09gCO+3.325gO+6.478gHO)×102222-7c=-(6.1364gCO+1.11gHO)×1022-10d=1.5909×10gCO21.2密度烟气密度可按理想气体状态方程式计算:pMρ=(3)RMT3其中:ρ为烟气密度,kg/m;p为烟气压力,Pa;M为烟气的平均分子量,kg/mol

6、;T为烟气温度,K;RM通用气体常数,RM=8.314J/(mol·K)。烟气的平均分子量可按下式计算:M=28.062rN+44.01rCO+32rO+18.016rHO(4)2222其中:rN、rCO、rO、rHO为烟气中氮气、二氧化碳、氧气、水蒸汽的摩尔成分,kmol/kmol。2222各组分的质量成分可由摩尔成分计算而得:Migi=ri(5)M其中:Mi为各组分的分子量,kg.kmol。2.3粘度在0～1000℃范围内,各组分的动力粘度有如下回归公式,其误差不超过2%:-21.0385×10T1.5μN=()(6)2T+118373-21.1394×10T1.5μCO=(

7、)(7)2T+252373-21.2622×10T1.5μO=()(8)2T+13837334苏州丝绸工学院学报第3期-21.8875×10T1.5μH)=()(9)2T+1191373其中:μN、μCO、μO、μHO为烟气中氮气、二氧化碳、氧气、水蒸汽的动力粘度,kg/(m·s);2222T为开尔文温度,K。烟气的动力粘度可由各组分的质量成分和动力粘度得到:Nμ=΢giμi(10)i=1将式(6)、(7)、(8)、(9)代入(10),则有:1.0385gN1.1394gCO1.