Απόδοση καύσης σε λέβητα

[Δημήτριος_1980]

Γεια σας και πάλι.

 

Θέλω να κάνω μια ερώτηση : Γιατί όταν υπάρχει μεγάλη περίσσεια οξυγόνου σε έναν λέβητα μειώνεται η απόδοση της καύσης;

 

Αυτό που διάβασα είναι ότι μειώνεται η απόδοση της καύσης, επειδή αυξάνονται οι απώλειες των καυσαερίων (αναξιοποίητη ενθαλπία που φεύγει με τα καυσαέρια από την καμινάδα). Γιατί συμβαίνει αυτό;

 

Έχω διαβάσει ότι στην περίπτωση της φτωχής καύσης έχουμε αύξηση της θερμοκρασίας των καυσαερίων, κάτι που εγώ αποδίδω στην μικρότερη θερμοχωρητικότητα του αέρα (Ο2, Ν2), σε σχέση με αυτή του CO2 + Η2Ο.

Αλλά αφού έχουμε αύξηση της θερμοκρασίας των καυσαερίων αυτό θα οδηγούσε σε επίταση της μετάδοσης θερμότητας (προς το νερό), λόγω μεγαλύτερου ΔΘ.

Συνεπώς θα είχαμε και αυξημένη απόδοση, αφού απόδοση είναι η αποδιδόμενη ενέργεια στον λέβητα (μέσω του καυσίμου) προς την αποδιδόμενη ενέργεια στο νερό (άμεση μέθοδος). Ο αριθμητής δεν άλλαξε, αλλά η αποδιδόμενη ενέργεια στο νερό αυξάνεται λόγω υψηλότερης θερμοκρασίας των καυσαερίων.

 

Η μόνη λογική εξήγηση για την μείωση της απόδοσης καύσης, που μπορώ εγώ να δώσω, είναι ότι το συνολικό "ενεργειακό περιεχόμενο" των καυσαερίων με περίσσεια αέρα είναι μικρότερο από αυτό των καυσαερίων με λιγότερη περίσσεια, λόγω πάλι θερμοχωρητικότητας.

 

Κάνω λάθος; Ισχύει κάτι άλλο;

 

Ευχαριστώ.

[miltos]

Όταν έχεις μεγάλο ποσοστό οξυγόνου στα καυσαέρια (μικρό CO2) έχεις μεγάλη περίσσεια αέρα. Στην εστία, οδηγείται περισσότερο Ο2 και Ν2. Ο παραπανίσιος αέρας δεν αλλάζει τη μάζα του παραγόμενου CO2 και H2O***, απλά προστίθεται στα καυσαέρια. Άρα τα καυσαέρια, είναι περισσότερα και συνεπώς η θερμοκρασία τους είναι μικρότερη. Κατά συνέπεια, μειώνεται ο ρυθμός μετάδοσης θερμότητας.

 

Έχω διαβάσει ότι στην περίπτωση της φτωχής καύσης έχουμε αύξηση της θερμοκρασίας των καυσαερίων

Αυξάνεται η θερμοκρασία τους στην έξοδο του λέβητα, όχι μόλις έχουν παραχθεί.

 

***Συνήθως συμβαίνει μια πολύ μικρή αύξηση της μάζας του CO2 λόγω παραγωγής λιγότερου CO. Αν μιλάμε για φυσιολογικές καταστάσεις, δεν επηρεάζεται ο βαθμός απόδοσης.

[Δημήτριος_1980]

Ναι, αλλά ένας αναλυτής (ο αισθητήρας του οποίου μπαίνει στην οπή της εξόδου του λέβητα) καταγράφει υψηλότερες θερμοκρασίες όταν ο λ είναι π.χ. 3, σε σχέση με όταν ο λόγος λ ισούται με π.χ. 2.

 

Εξάλλου υπάρχει και ο "ΟΔΗΓΟΣ ΚΑΥΣΗΣ ΛΕΒΗΤΩΝ - ΦΟΥΡΝΩΝ - ΚΛΙΒΑΝΩΝ" του Κ.Α.Π.Ε. - Υπουργείο εργασίας - Διεύθυνση Κοινοτικών Πρωτοβουλιών - Ιούλιος 1996, ο οποίος στην σελίδα 8 λέει :

"Όπως προαναφέρθηκε, μια σειρά μετρήσεων, βασικών παραμέτρων λειτουργίας σε συνεχή ή σε περιοδική βάση, δίνει μία πολύ καλή εικόνα για την ποιότητα της καύσης. Μέτρηση της θερμοκρασίας καυσαερίων δίνει πληροφορίες για την περίσσεια αέρα, π.χ. υψηλές θερμοκρασίες, αποδεικνύουν σχετικά μεγάλη περίσσεια αέρος."

 

Γιατί ν' αυξάνεται η θερμοκρασία στην έξοδο του λέβητα και όχι μόλις έχουν παραχθει; Δεν μου φαίνεται λογικό...

[nikmmech]

Αυξάνοντας το λ, αυξάνεται τόσο η ποσότητα των αντιδρώντων, όσο και των προϊόντων. Όμως το ποσό θερμότητας που παράγεται από λ=1 και άνω παραμένει σταθερό.

 

Μόνο που όσο αυξάνει το λ, τα ίδια τα καυσαέρια λόγω αυξημένης μάζας, θερμαίνονται πλέον σε χαμηλότερη θερμοκρασία σε σχέση με λ=1 (στην πράξη είναι λίγο μεγαλύτερο από λ=1, λόγω της καλύτερης ανάμιξης που επιτυγχάνεται με μια μικρή αύξηση του αέρα).

 

Η χαμηλότερη θερμοκρασία καυσαερίων οδηγεί τελικά και σε μειωμένο βαθμό απόδοσης (αν βρω την σχέση που συνδέει το n με το λ, θα το ποστάσω αργότερα,)

 

 

εδιτ δημήτρη, ο λέβητας τι καυσίμου είναι? αν είναι πετρελαίου, ίσως με αυξημένη ποσότητα αέρα, αναφλέγονται άκαυστα στις επιφάνειες του λέβητα και στην καπνοδόχο.

[Δημήτριος_1980]

Σήμερα, που ήμουν παρών σε ένα "άναμμα" ενός επίτοιχου λέβητα Φ.Α., το είδα. Βέβαια μπορεί και να μην κατάλαβα καλά.

[Δημήτριος_1980]

εδιτ δημήτρη, ο λέβητας τι καυσίμου είναι? αν είναι πετρελαίου, ίσως με αυξημένη ποσότητα αέρα, αναφλέγονται άκαυστα στις επιφάνειες του λέβητα και στην καπνοδόχο.

 

Σωστό αυτό, δεν το σκέφτηκα, αλλά δεν νομίζω ότι ο συγγραφέας του βιβλίου είχε αυτό κατά νου. Θα το ανάφερε άμα ήταν, γιατί αφορά μια λεπτομέρεια.

[nikmmech]

Δηλ λες ότι μεταβήκατε από λ=2 σε λ=3, και αυξήθηκε η θερμοκρασία των καυσαερίων? Μήπως μετρούσε το φ και όχι το λ ? (λ=1/φ)

[Δημήτριος_1980]

Δηλ λες ότι μεταβήκατε από λ=2 σε λ=3, και αυξήθηκε η θερμοκρασία των καυσαερίων? Μήπως μετρούσε το φ και όχι το λ ? (λ=1/φ)

 

Το λ μετρούσε. Εξάλλου το όργανο έχει ένα χρόνο απόκρισης, μια μεταβατική κατάσταση κ.τ.λ. Αυτός (ο τεχνικός) βιαζόταν κιόλας, οπότε... Γι' αυτό λέω ότι μπορεί να μην κατάλαβα καλά.

Τα νούμερα (2 και 3) είναι ενδεικτικά. Πάντως, επειδή έλλειπε το διάφραγμα που ελέγχει την ροή του αέρα, βάλαμε τον λέβητα να δουλέψει με τέρμα ανοικτή θυρίδα. Το λ ήταν κάπου στο 3. Μετά με ένα πρόχειρο καπάκι κλείναμε μερικώς την θυρίδα.

[miltos]

Ναι, αλλά ένας αναλυτής (ο αισθητήρας του οποίου μπαίνει στην οπή της εξόδου του λέβητα) καταγράφει υψηλότερες θερμοκρασίες όταν ο λ είναι π.χ. 3, σε σχέση με όταν ο λόγος λ ισούται με π.χ. 2.

 

Αυτό δεν έγραψα και εγώ?

 

Γιατί ν' αυξάνεται η θερμοκρασία στην έξοδο του λέβητα και όχι μόλις έχουν παραχθει; Δεν μου φαίνεται λογικό...

Αν αυξανόταν η θερμοκρασία των καυσαερίων μόλις αυτά παράγονται, κάτι δεν θα πήγαινε καλά με την αρχή διατήρησης ενέργειας. Θα σήμαινε ότι κατά την καύση παράχθηκε μεγαλύτερο ποσό θερμότητας.

 

Μόνος σου είπες για το ρόλο που παίζει η θερμοκρασία των καυσαερίων στη μετάδοση θερμότητας. Λόγω μικρού ΔΘ έχεις μικρότερη μετάδοση θερμότητας. Βέβαια έχεις καλύτερο συντρελεστή συναγωγής, λόγω της μεγαλύτερης ταχύτητας ροής, αλλά η πτώση του ΔΘ παίζει μεγαλύτερο ρόλο.

 

(Περιττό να πω ότι έχουμε αγνοήσει πλήρως την ακτινοβολία μέχρι στιγμής)

[nikmmech]

H μείωση της θερμοκρασίας των καυσερίων, πιστεύω ότι συνεισφέρει περισσότερο στην μειωμένη μεταφορά θερμότητας από ακτινοβολία από ότι η αύξηση της συναγωγής, λόγω της ύψωσης της θερμοκρασίας στην 4η δύναμη σε ότι αφορά στην ακτινοβολία. Βέβαια, σε θεωρητικό επίπεδο θέλει χαρτί και μολύβι (μάλλον πισι καλύτερα) για να το δούμε σίγουρα.

 

Μίλτο γιατί λες ότι αυξάνει η θ καυσαερίων με την αύξηση του λ? (Ψάχνω και να βρω τις σημειώσεις από το μάθημα της Καύσης..)