煙氣物性的直接計(jì)算方法_許圣華

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1、第19卷第3期蘇
州
絲
綢
工
學(xué)
院
學(xué)
報(bào)Vol.19No.31999年6月JOURNALOFSUZHOUINSTITUTEOFSILKTEXTILETECHNOLOGYJun.1999*煙氣物性的直接計(jì)算方法
許圣華(蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,蘇州,215006)摘
要:根據(jù)理想氣體混合物物性的導(dǎo)出方法,推導(dǎo)出由煙氣成分直接計(jì)算煙氣物性參數(shù)的計(jì)算公式,以替代由煙氣物性圖表查取物性參數(shù)這一繁瑣的方法。實(shí)際應(yīng)用表明,使用該方法可以快速準(zhǔn)確地計(jì)算煙氣的密度、定壓比熱、動(dòng)力粘度等物性,有推廣使用價(jià)值。關(guān)鍵詞:煙氣;物性參數(shù);直接計(jì)

2、算中圖法分類(lèi)號(hào):O414在熱力設(shè)備的熱力計(jì)算中,經(jīng)常要使用煙氣的物性參數(shù),如密度、定壓比熱、運(yùn)動(dòng)粘度、[1]導(dǎo)熱系數(shù)、普朗特?cái)?shù)等。對(duì)于上述物性參數(shù),計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)中均按列表函數(shù)或計(jì)算曲線給出,手算時(shí)采用線性插值或查曲線的方法進(jìn)行計(jì)算。這種方法,不但計(jì)算速度慢,過(guò)程繁瑣復(fù)雜,而且準(zhǔn)確度不容易保證。在計(jì)算機(jī)上編制程序處理物性參數(shù)一般有兩種方法,即插值法和曲線擬合的方法。但大多計(jì)算程序未考慮煙氣成分的變化,而是均采用平均煙氣成分(rCO=20.13,rHO=0.11,rN=0.76)來(lái)計(jì)算,有的程序中也計(jì)及了煙氣成分,即采用平均煙氣的22物性乘

3、以一個(gè)修正系數(shù)的方法[2]。因?qū)Σ煌奈镄?修正系數(shù)各不相同,而每個(gè)修正系數(shù)牽涉的參數(shù)也不一樣,所以單為編制計(jì)算修正系數(shù)的程序就得花費(fèi)大量的時(shí)間和精力,且程序相當(dāng)繁瑣。一般情況下,可將煙氣看作理想氣體的混合物,其成分是氮?dú)?、二氧化碳、氧氣、水蒸?根據(jù)理想氣體混合物物性參數(shù)的導(dǎo)出方法,我們就可以方便的推導(dǎo)出直接計(jì)算煙氣物性參數(shù)的計(jì)算公式。而不必先計(jì)算平均煙氣成分的物性,再根據(jù)實(shí)際成分計(jì)算修正系數(shù),加以修正。這樣不但省去了不少麻煩,而且也很容易編制出一個(gè)通用的程序,只要把煙氣溫度、組分成分代入,就可以馬上算得煙氣物性。1
物性直接計(jì)算

4、方法1
1
比熱對(duì)于煙氣比熱,可按如下公式計(jì)算:



Cp=gNCpN+gCOCpCO+gOCpO+gHOCpHO(1)22222222
收稿日期:1999
03
17作者簡(jiǎn)介:許圣華(1964
),男,講師第19卷














許圣華:煙氣物性的直接計(jì)算方法33其中:Cp為煙氣比熱,kJ/(kg
);gN、gCO、gO、gHO為煙氣中氮?dú)?、二氧化碳、氧氣、水?222汽的質(zhì)量成分,kg/kg;CpN、CpCO、CpO、CpHO為煙氣中氮?dú)?、二氧化碳、氧氣、水蒸汽的比?kJ/(kg
)。2222在0~1000
范

5、圍,各組分的比熱有如下回歸公式,其誤差不超過(guò)2%:-4



CpN=1.0258+1.869
10t;2-4-72-103



CpCO=0.8373+9.09
10t-6.1364
10t+1.5909
10t;2-4-72



CpO=0.9054+3.325
10t-1.11
10t;2-4



CpHO=1.8243+6.478
10t。2其中:t為溫度,
。將上述四個(gè)式子代入(1),則有:23



Cp=a+bt+ct+dt(2)其中:a=1.0258gN+0.8373gCO+0.9054gO+1.8243gHO

6、2222-4b=(1.869gN+9.09gCO+3.325gO+6.478gHO)
102222-7c=-(6.1364gCO+1.11gHO)
1022-10d=1.5909
10gCO21
2
密度煙氣密度可按理想氣體狀態(tài)方程式計(jì)算:pM




=(3)RMT3其中:
為煙氣密度,kg/m;p為煙氣壓力,Pa;M為煙氣的平均分子量,kg/mol;T為煙氣溫度,K;RM通用氣體常數(shù),RM=8.314J/(mol
K)。煙氣的平均分子量可按下式計(jì)算:



M=28.062rN+44.01rCO+32rO+18.016rHO(4

7、)2222其中:rN、rCO、rO、rHO為煙氣中氮?dú)?、二氧化碳、氧氣、水蒸汽的摩爾成?kmol/kmol。2222各組分的質(zhì)量成分可由摩爾成分計(jì)算而得:Mi



gi=ri(5)M其中:Mi為各組分的分子量,kg.kmol。2
3
粘度在0~1000
范圍內(nèi),各組分的動(dòng)力粘度有如下回歸公式,其誤差不超過(guò)2%:-21.0385
10T1.5




N=()(6)2T+118373-21.1394
10T1.5




CO=()(7)2T+252373-21.2622
10T1.5




O=()(8)2T+13837334

8、蘇州絲綢工學(xué)院學(xué)報(bào)


















第3期-21.8875
10T1.5




H)=()(9)2T+1191373其中:
N、
CO、
O、
HO為煙氣中氮?dú)?、二氧化碳、氧氣、水蒸汽的?dòng)力粘度,kg/(m
s)