Calculation of heat consumption for dissociation gas combustion products

V. Ya. Dzyuzer; A. S. Shishkin; S. F. Shishkin

doi:10.17073/1683-4518-2024-6-3-6

Calculation of heat consumption for dissociation gas combustion products

V. Ya. Dzyuzer, A. S. Shishkin, S. F. Shishkin

https://doi.org/10.17073/1683-4518-2024-6-3-6

Full Text:

Abstract

The influence of temperature and partial pressure on the dissociation of carbon dioxide and water vapor is considered. An original analytical method for determining the degree of dissociation of CO₂ and H₂O is proposed. The calculation of dissociation parameters was carried out in relation to the conditions of gas combustion in a glass furnace. It has been established that the temperature range of 1500‒1800 ^oC, corresponding to the operating conditions of glass melting furnaces, is characterized by a relatively low degree of dissociation of CO₂ and H2O: 4.23 and 1,26 %, respectively. As a consequence, the relative heat costs for dissociation are insignificant and do not exceed 2,48 %. The degree of dissociation and heat consumption for the endothermic effect increase most intensively at the temperature of the gas combustion products above 1800 °C.

Keywords

gas, temperature, pressure, degree of dissociation, endothermic effect of dissociation, carbon dioxide, water vapor,

About the Authors

V. Ya. Dzyuzer

ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет»
Russian Federation

A. S. Shishkin

ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет»
Russian Federation

S. F. Shishkin

ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет»
Russian Federation

References

1. Гордон, Я. М. Теплотехнические расчеты металлургических печей : учебник / Я. М. Гордон, Б. Ф. Зобнин, М. Д. Казяев, В. Б. Кутьин ; под ред. А. С. Телегина. ― 3-е изд., перераб. и доп. ― М. : Металлургия, 1993. ― 368 с.

2. Гусовский, В. Л. Методики расчета нагревательных и термических печей : уч.-справ. изд. / В. Л. Гусовский, А. Е. Лифшиц. ― М. : Теплотехник, 2004. ― 400 с.

3. Дзюзер, В. Я. Проектирование энергоэффективных стекловаренных печей / В. Я. Дзюзер, В. С. Швыдкий. ― М. : Теплотехник, 2009. ― 340 с.

4. Glassman, I. Combustion : 5 ed. / I. Glassman, R. Yetter, N. Glumac. ― New York : Academic Press, 2014. ― 757 p. DOI: 10.1016/С2011-0-05402-9.

5. Winterbone, D. Effect of dissociation on combustion parameters / D. E. Winterbone, A. Turan // Advanced Thermodynamics for Engineers. ― 2015. ― P. 295‒305. DOI: 10.1016/B978-0-444-63373-6.00013-7.

6. Рутковский, А. Л. Расчет степени диссоциации при горении газообразного топлива / А. Л. Рутковский, А. М. Давидсон, С. С. Чурсалова, Т. В. Старикова // Изв. вузов. Цветная металлургия. ― 2005. ― № 3. ― С. 77‒80.

7. Suris, A. L. Heat capacity of dissociated combustion products / A. L. Suris // Chemical and Petroleum Engineering. ― 2012. ― № 47. ― P. 729‒732. DOI: 10.1007/s10556-012-9539-x.

8. George, S. A. Algorithms applied in flame temperature calculation / Ş. A. George, N. Constantin // Annals. Computer Science Series. ― 2013. ― Vol. XI, issue 1. ― P. 124‒128.

9. Калишук, Д. Г. Применение аппроксимационных зависимостей при расчетах адиабатной температуры продуктов сгорания природного газа / Д. Г. Калишук, Н. П. Саевич, А. И. Вилькоцкий // Труды БГТУ. ― 2011. ― № 3. ― С. 176‒178. DOI: 10.34920/2018.4-5.158-161.

10. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент : справочник ; под общей ред. В. А. Григорьева, В. М. Зорина. ― 2-е изд., перераб. ― М. : Энергоатомиздат, 1988.― 556 с. (Теплоэнергетика и теплотехника: книга 2).

11. Дубовкин, Н. Ф. Физико-химические и эксплуатационные свойства реактивных топлив : справочник / Н. Ф. Дубовкин, В. Г. Маланичева, Ю. П. Массур, Е. П. Федоров. ― М. : Химия, 1985. ― 239 с.

12. Померанцев, В. В. Основы практической теории горения / В. В. Померанцев, К. М. Арефьев, Д. Б. Ахмедов [и др.]. ― 2-е изд., перераб. и доп. ― Л. : Энергоатомиздат, 1986. ― 309 с.

13. Равич, М. В. Газ и эффективность его использования в народном хозяйстве / М. В. Равич. ― М. : Недра, 1987. ― 238 с.

14. Ambrozhevich, M. Equations of average isobaris heat capacity of air and combustion gases with influence of pressure and effect of thermal dissociation / M. Ambrozhevich, M. Shevchenko // Aerospace technic and technology. ― 2019. ― № 2/154. ― P. 18, 19. DOI: 10.32620/aktt.2019.2.02.

15. Guha, A. An effective universal method for calculating the properties of combustion products: рroceedings of the Institution of Mechanical Engineers / A. Guha // Journal of Energy. ― 2001. ― Vol. 215, part. A. ― P. 375‒387. DOI: 10.1243/0957650011538596.

16. Plitt, L. R. The analysis of separations in classifiers / L. R. Plitt // The Canadien Mining and Metallurgical Bulletin. ― 1971. ― №. 4. ― P. 42‒47.

17. Дзюзер, В. Я. Теплотехника и тепловая работа печей : уч. пособие / В. Я. Дзюзер. ― 5-е изд., стер. ― СПб. : Лань, 2023. ― 384 с.

Supplementary files

For citation: Dzyuzer V.Y., Shishkin A.S., Shishkin S.F. Calculation of heat consumption for dissociation gas combustion products. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2024;(6):3-6. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2024-6-3-6

Refbacks

There are currently no refbacks.

ISSN 1683-4518 (Print)

Username
Password