Aerodinamika fanining rivojlanish tarixi

1.4. Ortiqcha havo koeffitsenti va gaz hajmini hisoblash

Havoning nazariy jihatdan zarurat miqdorini hisoblashda havo yoqilg‘i bilan ideal aralashtiriladi va kislorodning har qaysi zarrasi yonuvchan element bilan birikishga ulguradi, deb faraz qilinadi. Lekin amalda havoning hisobiy miqdori yoqilg‘ining to‘liq yonishi uchun etarli bo‘lmaydi. Yonish protsessini kislorodning hammasi yoqilg‘i bilan reaksiyaga kirishadigan qilib o‘tkazib bo‘lmaydi uning bir qismi yonish reaksiyasiga kirishmaydi va tutun gazlar bilan birga erkin holda chiqib ketadi[19-22].

Yoqilg‘ining to‘liq yonishi uchun havoni hisoblab topilgandan ko‘proq miqdorda berish zarur. Nazariy hisoblab topilganidan necha marta ko‘pligini ko‘rsatuvchi son ortiqcha havo koeffitsenti deyiladi va bilan belginadi.
(1.4.1)
-ning kattaligi yoqilg‘ining turiga, protsess sodir bo‘ladigan sharoitlarga, yoqish usuliga, o‘txonaning konstruksiyasiga va xokazolarga bog‘liq bo‘ladi. Masalan changsimon ko‘mir yoqiladigan o‘txonalarda F.I.K. oshirish va yonish jarayonini intensivlashtirish uchun -ning optimal qiymati ga teng bo‘ladi. Bosim boshqariladigan qurilmalari bo‘lgan va yonishni avtomatik ravishda boshqaradigan qurilmalari mavjud agregatlarda tabiiy gaz hamda mazutni yoqishda - qiymati 1,05 ga qadar kamayadi.
Ortiqcha havo koeffitsenti qanchalik kichik bo‘lsa, yonish protsessi shunchalik tejashli bo‘ladi. Lekin ortiqcha havo koeffitsenti juda ham kichik bo‘lsa, yoqilg‘i chala yonadi va qozon ustanovkasining F.I.K pasayadi.
Yoqilg‘i qanchalik mayda va bir jinsli bo‘lsa va u havo bilan qanchalik yaxshi aralashgan bo‘lsa, ortiqcha havo shunchalik kam talab qilinadi. Suyuq yoqilg‘ining barcha turlari o‘txonaga tuzatilgan va havo bilan yaxshi aralashgan holda beriladi. Qattiq yoqilg‘i ko‘pgina kukun ( chang) ga aylantiriladi va o‘txonaga havo bilan aralashtirib puflanadi.
Ortiqcha havo koeffitsenti gazoxoddan olinadigan yonish mahsulotlarini gaz analizi qilish va quyidagi formulalar yordamida hisoblash orqali aniqlanadi. (1.4.1) tenglamadagi - havoning nazariy jihatdan zarur hajmining 1 kg yoqilg‘iga berilgan haqiqiy havo hajmi dan ortiqcha havo hajmini - ni ayirmasi ko‘rinishda ifodalash mumkin.
(1.4.2)
(1.4.2) formuladagi ortiqcha havo hajmi -ni quruq gazlarni tarkibidagi erkin kislorod orqali ifodalash mumkin.
(1.4.3)
Havoning haqiqiy hajmi -ni oksidlovchi bilan yonish mahsulotiga o‘tgan azot hajmi orqali ifodalab quyidagini hosil qilamiz.
(1.4.4)
U holda ortiqcha havo koeffitsenti uchun azot formulasi deb ataluvchi quyidagi formulani olamiz.
(1.4.5)
Bundan tashqari hisoblashlarda (1.4.5) dan oson hosil qilinadigan sodda formuladan foydalaniladi. Bu holda kattalikni qiymati quyidagi to‘liq yonish tenglamasi aniqlanadi.
(*)
(1.4.6) To‘liq yonishda quriq gazlar , va dan iborat bo‘lib quyidagiga teng bo‘ladi.
(1.4.7)
(1.4.7) va (*) dan ni qiymatini qo‘yib quyidagini olamiz.
(1.4.8)
(1.4.5) formula va larni qiymatlarini (1.4.6) va (1.4.8) lardan qo‘yib o‘zgartirishlardan so‘ng quyidagini yozamiz.
(1.4.9)
(1.4.6) dan ni aniqlasak

(1.4.10)
va bo‘lsa maksimal qiymatiga ega bo‘ladi.
(1.4.11)
(1.4.9) formuladagi -ni unchalik katta qiymatga ega emasligining e’tiborga olib tashlab yuborib va (1.4.11) ni e’tiborga olib to‘liq yonishdagi ortiqcha havo koeffitsenti uchun quyidagi tarkibiy formulani yozamiz.
(1.4.12)
Yoqish uchun yuboriladigan havodagi protsentlarda ifodalangan kislorod miqdorini foydalanilgan kislorod qismiga nisbatan ortiqcha havo taqriban teng bo‘ladi.
(1.4.13)
(1.4.12) va (1.4.13) tenglamalar yonish mahsulotlari tarkibidagi uch atomli gazlar va kislorod miqdoriga qarab o‘txonadagi parogenerat gazoxodidagi ortiqcha havo koeffitsentini aniqlashga imkon beradi. va larni optimal qiymatlarda ma’lum bir chegaralarda saqlanishi parogeneratorlarni ekonomli ishlashiga olib keladi.
O‘txonadagi yonish jarayonining asosiy sifatni xarakteristikasi bo‘lib uning minimal ortiqcha havoda ximik to‘laligi hisoblanib unga yonishning yuqori temperaturasi mos keladi. Shuning uchun yonish jararyonida sistematik ravishda yonish mahsuloti tarkibi nazorat qilib borilib hamda ximik to‘la yonmasligi aniqlab boriladi. Buning uchun esa gaz analizi qo‘llanilishi u har xil sistemalar gazoanalizatorlar yordamida va yonishning asosiy tenglamasiga asoslangan hisoblash usuli yordamida amalga oshiriladi.
To‘liq yonish nazariyasi qaraymiz. Bu tenglama D.M. Xzmalyan tomonidan hosil qilinib 1967 yil e’lon qilingandir. Yoqilg‘ini yoqish uchun yuboriladigan havo tarkibidagi kislorod asosan uglerodni oltingugurtni va erkin vodorodni yoqishga hamda uglekislota oltingugurt gaziga va suv bug‘i tarzida ajralib ortiqcha qismi esa erkin holda qoladi.
ya’ni
(1.4.14)
(1.4.14) formulada va lar 1 kg yoqilg‘ini yoqish uchun lozim bo‘lgan havo miqdori va uning tarkibidagi kislorod miqdori bo‘lib m³/ kg larda o‘lchanadi.
, , lar esa 1 kg yoqilg‘ini yoqishni uglekislota, oltingugurt gazi hosil bo‘lishi va erkin vodorodni yonishi uchun sarfilanadigan kislorod miqdorlari bo‘lib m³/ kg da o‘lchanadi. -erkin kislorodni miqdori (m³/ kg).
Yoqilg‘ini to‘liq yonishida uglerodni yonishi uchun sarfilanadigan kislorod miqdori hosil bo‘ladigan uglekislota hajmiga teng bo‘lsa oltingugurtni yonish uchun sarflangan havo miqdori esa oltingugurt gazi hajmiga teng bo‘ladi.
(1.4.15)
Shu sababli uglerod va oltingugurtni yonishi uchun kerak bo‘lgan kislorod sarfi quyidagicha teng bo‘ladi.
(1.4.16)
(1.4.16) ni (1.4.14) ga qo‘yib quyidagini hosil qilamiz.
(1.4.17)
Havo tarkibidagi azot yonish mahsulotiga o‘tadi.
Havo sarfi quruq gazlarni e’tiborga olganda quyidagicha teng bo‘ladi.
(1.4.18)
(1.4.18) ni (1.4.17) ga qo‘yib quyidagini hosil qilamiz.


(1.4.19)
(1.4.19) teng qatnashuvchilarni protsentlarda ifodalanib va soddalashtirib quyidagini hosil qilamiz.
(1.4.20)
Quruq gazlar hajmi ni uch atomli gazlar hajmi
(*)
(1.4.5) ga (*) ni qo‘yib



(1.4.21)
Bu yerda
(1.4.22)
(1.4.21) ko‘rinishidagi tenglama to‘liq yonish tenglamasi deyiladi.
Yonish jarayoni yaxshi amalga oshirilmagan o‘tzonalarda yoqilg‘i to‘liq yonmasdan balki , , va boshqa shunga o‘xshash to‘liq yonmaydigan mahsulotlarga aylanadi. Bu mahsulotlar tarkibidagi xromografik gazanalizatordan foydalanilgan holda aniqlanadi. Bu maqsadda hisoblash metodidan foylalanilsa ham bo‘ladi.
Yonish jarayonida kislorod balansini xarakterlovchi tenglama bo‘lganligi sababli to’liq yonmagan xol uchun quyidagi ko‘rinishda yoziladi.
(1.4.23)
Steximetrik tenglamaga asosan hosil bo‘lishi uchun quyidagi miqdorda kislorod sarflanadi.
(1.4.24)
Suv bug‘i hosil bo‘lishiga ham kislorod sarflanishini hisobga olgan holda beriladigan havo miqdori uchun quyidagiga formulani yozamiz.
(1.4.25)
(1.4.23) tenglamaga (1.4.16) (1.4.24) va (1.4.25) larni qo‘yib quyidagini hosil qilamiz.
(1.4.26)
Uch atomli gazlar va ni hajmlarini quruq gazlarni umumiy hajmi orqali ifodalab (1.4.26) ni quyidagi kurinishida yozamiz.
(1.4.27)
(1.4.27) formuladagi quruq gazlar hajmi quyidagiga teng.
(1.4.28)
(1.4.28) ni (1.4.27) ga qo‘yib quyidagini hosil qilamiz.
(1.4.29)
Bu yerda (1.4.30)
(1.4.29) tenglamaga to‘liq yonmaslik tenglamasi deyiladi. (1.4.29) dan ni aniqlasak
(1.4.31)
(1.4.31) tenglama yordamida yonish mahsuloti tarkibidagi -ni protsentlarda joylash orqali aniqlanadi.