......................

1. Ovajpraktikumpredviðenjekaopriruènaliteraturazalakšesavladavanjematerije
izloenenapredavanjimaizpredmeta:TermodinamikaiParnikotlovinaMašinskom
fakultetu Univerziteta u Tuzli.
Praktikum sadri samo odabrane zadatke iz oblasti Sagorijevanje, Prenos topline, koje
seizuèavajuuokvirupredmetaTermodinamikanatreæojgodinistudijamašinstva,a
slue kao osnova za bolje razumijevanje i praæenje nastave na predmetu Parni kotlovi
na èetvrtoj godini.
Osim toga, praktikum takoðer moe posluiti i studentimaostalihFakultetakojislušaju
ova poglavlja u okviru predmeta Termodinamika.
Zadatak 1:
Za ugalj sastava :
c = 0.473 kg/kg h = 0.0354 kg/kg
o = 0.115 kg/kg n = 0.0087 kg/kg
s = 0.0207 kg/kg w = 0.200 kg/kg
Hd = 17853 kJ/kg
potrebnojeodreditikoličinekisikaivazduhazasagorijevanjetenacrtatiI-t
dijagram produkata sagorijevanja.
Rješenje:
Komponentegorivakojegoresuc,his.Stehiometrijskejednačinenjihovog
potpunog sagorijevanja su:
C + O2  CO2 , H2 + 1/2 O2  H2O I S + O2 SO2
Dalje je za c kg/kg ugljika iz goriva :
12 c kg C + 22.4 c Nm3
O2 = 22.4 c Nm3
CO2
odakle je:
c kg / kg C + 1.867 c Nm3
/ kg CO2
Konačnoizaostalekomponenteje:

2. h kg / kg H2 + 5.6 h Nm3
/ kg O2  11.2 h Nm3
/ kg H2 =
s kg / kg S + 0.7 s Nm3
/ kg O2  0.7 m Nm3
/ kg SO2
Izovihstehiometrijskihodnosavidljivajeminimalnakoličinakisikapotrebnaza
sagorijevanje goriva:
Vo2 = 1.867 c + 5.6 h + 0.7 s - 0.7 o
= 1.867 x 0.473 + 5.6 x 0.0354 + 0.7 x 0.0207 - 0.7 x 0.115
Vo2=1.016 Nm3
/ kg
iminimalnakoličinavazduhapotrebnazasagorijevanje:
teminimalnakoličinasuhihprodukatasagorijevanja:
VRS min = VCO 2 + VSO2 + VN2
= 1.867 c + 0.7 s + 0.8 n + 0.79 VLmin
= 1.867 x 0.473 + 0.7 x 0.0207 + 0.8 x 0.0087 + 0.79 x 4.840
VRS min = 4.720 Nm3
/ kg
VRW min = VRSmin + VH2O = VRSmin + 11.2 h + 1.24 w
= 4.720 + 11.2 x 0.0354 + 1.244 x 0.200
VRW min= 5.3644 Nm3
/ kg
Stvarnakoličinavazduhaiprodukatasagorijevanja:
VL = Vlmin; VRS = VRS min + (- 1) VLmin
VRW = VRW min + (- 1 ) Vlmin

3. I-t dijagram produkata sagorijevanja daje odnos temperature i entalpije produkata
sagorijevanjasakoeficijentomviškavazduhakaoparametrom.
I = Vi ii = VCO2 iCO2 + VH2O iH2O + VSO2 iSO2 + VN2 iN2 + (- 1) Vlmin iL
gdje su:
VCO2 = 1.867 c;
VH2O = 11.2 h + 1.244 w;
VSO2 = 0.7 s;
VN2 = 0.8 n + 0.79 VLmin ( Nm3
/ kg)
Srednjespecifičneentalpijenalazeseutabeliufunkcijizadatetemperature.
Kompletanproračunsezatemperatureod0do 2200Cizakoeficijenteviška
vazduha od 1 do 2 sprovodi tabelarno i na osnovu tabelarnih vrijednosti crta se I - t
dijagram
Rješenje :
Za donju toplotnu moæ slijedi :
Gornja toplotna moæ je data preko donje toplotne moæi kao:
Hg = Hd + 2500 ( 9h + w ) = 19486 + 2500 (9 0.042 + 0.150)
Hg = 20781 kJ/ kg
Zadatak 3:
Ako gasoviti oktan C8 H18 sagorijeva sa teoretskom kolièinom vazduha , koja je

4. zapremina vazduha potrebna pri normalnim uslovima za to sagorijevanje po kilo -
molu goriva. Napisati stehiometrijsku jednaèinu ovog sagorijevanja i dati sastav
maseni i zapreminski reaktanata i produkata ove reakcije.
Rješenje:
Stehiometrijska jednaèina ovog sagorijevanja je:
dokjezaistosagorijevanjeuvazduhujednaèinasagorijevanjaproširenadodatnim
azotom iz vazduha koji ne uèestvuje u procesu:
Odakle je vidljivo da je :
Vo2 = 12.5 kmol/kmol ili Vo2 = 12.5 x 22.4 = 280 Nm3
/kmol
Ista jednaèina izraena preko masenih udjela komponenti je :
( 12 8 + 18 1) kg C8H18 + 12.5 32 kg O2 + 47 28 kg N2
= 8 x 44 kg CO2 + 9 x 18 H2O + 47 x 28 kg N2
Zapreminski i maseni udjeli komponenti dobivaju se iz stehiometrijskih jednaèina
tako da se zapremine, odnosno mase pojedinih komponenti podijele zapreminama ,
odnosno masama reaktanata i produkata reakcije. Proraèun je sproveden tabelarno ,
a kao primjer se prikazuje izraèunavanje masenog udjela CO2 u produktima
sagorijevanja. Masa CO2 u produktima sagorijevanja je:
mCO2 = 8x 44 = 352 kg/kmol
dok je ukupna masa produkata sagorijevanja :
mRW = 8 44 + 918 + 47 28
mRW= 1830 kg / kmol

5. pa je maseni udio CO2 u produktima sagorijevanja :
mCO2 ( % ) = 100 mCO2 / mRW = 100 362 / 1830 = 19.23 %
UDJELI
REAKTANTI ZAPREMINSKI MASENI
C8H18
O2
N2
1.65 %
20.7 %
77.7 %
7.94 %
21.5 %
70.6 %
UKUPNO : 100 % 100 %
PRODUKTI
CO2
H2O
N2
12.5 %
14.1 %
73.4 %
19.3 %
8.85 %
71.9 %
UKUPNO : 100 % 100 %
Zadatak 4:
Analiza suhih dimnih gasova pri sagorijevanju goriva oblika CmHn pokazala je sljedeæe
zapreminske udjele: 12.5 % CO2; 3.1 % O2; 0.3 % CO; 84.1 % N2. Treba odrediti o
kojem se gorivu radi, kolièinu vazduha potrebnu za sagorijevanje kao i temperaturu
rošenjadimnihplinovaakosesagorijevanjevršinaatmosferskom pritisku.
Rješenje:
Teoretska jednaèina sagorijevanja ovog goriva u vazduhu je :
Suhi produkti sagorijevanja su :
Iz zapreminskog udjela CO je m2 = 0.3 , iz zapreminskog udjela azota i kiseonika je n =

6. 26.4 i
k = 3.1.
Teoretska jednaèina u ovom sluèaju je:
C12.8 H26.4 + 22.35 O2 + 81.4 N2 = 2.5 CO2 +0.3 CO + 13.2 H2O + 81.4 N2 + 3.1 O2
Kolièina vazduha za sagorijevanje se dobiva iz potrebne kolièine kiseonika kao
reaktanata:
Parcijalni pritisak vodene pare je proorcionalan zapreminskom udjelu vodene pare u
produktima sagorijevanja :
a iz tablica za vodu i vodenu paru je za ovaj pritisak isparavanja temperatura
isparavanja
(rošenja)t=50.3C.
Zadatak 5:
Analizaosušenogugljapokazalajesljedeæisastav:c=0.6734;h=0.0467%;o=
0.0847;
n = 0.0125; s = 0.0477 i a = 0.135.
Naæi sastav goriva u dostavnom ( vlanom ) stanju, ako je tada procenat vlage: W =
12.8 % kao i potrebnu kolièinu vazduha za teoretsko izgaranje ovog uglja i kolièinu
produkata sagorijevanja pri tom.
Rješenje:
Sastav goriva u dostavnom stanju se pomoæu sastavaosušenoggorivadobivase
sljedeæim postupkom :
c dost = ( 1 - w ) c suh = ( 1 - 0.128 )0.6734 = 0.5872

7. Ostale komponente se raèunaju tabelarno.
Sastav goriva Osušeno Dostavno
c 0.6374 0.5872
h 0.0467 0.0407
o 0.0847 0.0771
n 0.0125 0.0109
s 0.0477 0.0416
a 0.1350 0.1177
w - 0.1280
Minimalna kolièina vazduha potrebna za potpuno sagorijevanje ovog goriva :
a kolièina produkata sagorijevanja pro tome je :
Zadatak 6:
Jedan kg ugljika C sagorijeva nepotpuno u CO2 iCOzatoštoseprisagorijevanju

8. dovodimanjevazduhanegoštojepotrebno.Mjerenjem jeustanovljeno da je
zapreminski sadraj CO2 CO = 3 1.Akosesavkiseonikdovedengorivuutrošina
sagorijevanje,treba odrediti višakvazduhaprriovom sagorijevanju,kolièinu
vazduha potrebnu za ovo sagorijevanje i sadraj CO i CO2 u produktima
sagorijevanja.
Rješenje:
Jednaèina nepotpunog sagorijevanja ugljika je:
gdje su x i y udjeli CO2 i CO u zapremini produkata sagorijevanja.
Iz bilansa ugljika je :
x + y = 1
a iz uslova zadatka j :
VCO2 / VCO = 3 pa je i x / y = 3.
Iz ovog sistema jednaèina sa x i y kao nepoznatima je:
x = 0.75 i y = 0.25
pa je konaèno jednaèina za nepotpuno sagorijevanje ugljika pod uslovima zadatka:
C + 0.875 O2  0.75 CO2 + 0.25 CO
Za potpuno sagorijevanje ugljika je stehiometrijska jednaèina :
C + O2 CO2
paseizposljednjihjednaèinamoedobitikoeficijentviškavazduhakaoodnosstvarno
dovedene dovedene kolièine vazduha i teoretski potrebne kolièine vazduha za
potpuno sagorijevanje, koji je za ovo nepotpuno sagorijevanje , manji od jedinice:
Kolièina vazduha potrebna za sagorijevanje je:

9. ili kako 1 kmol gasa ima zapreminu od 22.4 Nm3
, a 1 kmol C ima masu od 12 kg,
onda je i zapremina vazduha potrebna za sagorijevanje:
Jednaèina sagorijevanja se moe pisati i preko zapremine po jednom kilogramu goriva:
odakle je i zapremina produukata sagorijevanja po komponentama:
Zadatak 7:
1 kg benzola C6 H6 izgara u vazduhu. U vlanim dimnim plinovima je ustanovljen
sadr?aj CO2 po zapremini od 13 %. Ako je sagorijevanje potpuno, odrediti koeficijent
viškavazduhakaoikolièinusuhihivlanihdimnihplinovapritomsagorijevanju.
Rješenje:
Jednaèinapotpunogizgaranjabenzolasaviškomvazduhaje:
Kako je molekularna masa benzola m C6H6 = 96 kg / kmol , onda je i

10. Iz uslova zadatka je ( CO2)=13%uvlanimdimnimplinovima,štoznaèidaje:
odakle je moguæe izdvojiti :
Naosnovupoznatogkoeficijentaviškavazduha,ostaletraenevelièine dobivaju se
direktno:
VRS = 1.4 + 6.58 + ( 1.251 - 1 ) 8.33
VRS = 10.07 Nm3
/ kg
VRW = 10.07 + 0.7
VRW= 10.77 Nm3
/ kg

11. Zadatak 8 :
U komori sagorijeva gorivo sastava c = 0.85 ; h = 0.15. U komoru ulazi vazduh
tamperature 0C.Trebaodreditikoeficijentviškavazduhatakodatemperatura
produkata sagorijevanja iznosi t2 = 900 C , kolièinu vazduha pri tom ako je donja
toplotna moæ ovog goriva
Hd = 43000 kJ / kg.
Rješenje:
Entalpija produkata sagorijevanja za odreðenu temperaturu je za jedinicu mase goriva
jednaka energiji koja se moe iskoristiti iz goriva , a to je u ovom sluèaju donja
toplotna moæ goriva.
I = Vi ii ( t ) = Hd
= VCO2 iCO2 + VH2O iH2O + VN2 iN2 + ( - 1 ) VLmin iL
Kako je :
VCO2 = 1.867 c = 1.867 0.85 = 1.587 Nm3
/ kg
VH2O = 11.2 h + 1.244 w = 11.2 0.15 = 1.68 Nm3
/ kg
VN2 = 0.8 n + 0.79 VLmin = 0.79 11.56
V N2 = 9.14 Nm3
/ kg
a specifiène entalpije komponenti produkata sagorijevanja ii dobivaju se iz tabele za
temperaturu produkata sagorijevanja 900C , pa je konaèno:

12. I = 1.587 1952 + 1.68 1526 + 9.14 1246 + ( - 1 ) 11.56 1282
I= 43000
odakle je nepoznata velièina :
Dalje se stvarna kolièina vazduha za sagorijevanje dobiva kao :
VL = VLmin = 2.75 11.56
VL = 31.80 Nm3
/kg
Zadatak 9:
Da bi se odredio sastav teènog goriva koje je sastavljeno od uglja C i vodika H2 ,
izmjerena je kolièina dimnih plinova na izlazu i kolièinavazduhanaulazuuloište.
Osim toga izmjerena i kolièina goriva mg = 5 kg / h. Odrediti sastav goriva i
koeficijentviškavaazduhaakoje
V= 78 Nm3
/ h i VL = 73.8 Nm3
/ h.
Rješenje:
Jednaèina sagorijevanja je data kao :
1 kg goriva + VLmin VCO2 + VH2O + VN2 + ( - 1 ) VLmin
Dalje je :

13. VCO2 = 1.867 c Nm3
/ kg
VH2O = 11.2 h Nm3
/ kg
VN2 = 0.79 VLmin Nm3
/ kg
Izmjerene kolièine vazduha i vlanih produkata sagorijevanja zadatkom su date u
jedinici vremena. Da bi se dobile ove kolièine po jedinici mase goriva, potrebno ih je
podijeliti sa masom goriva u jedinici vremena:
VLmin mg = 73.8 Nm3
/ kg , pa je :
VRW = VCO2 + VH2O + 0.79 VLmin + ( - 1) VLmin
Iz ovih se jednaèina moe napisati sistem sa c, h i kao nepoznatim velièinama:
Sistem supstitucijom daje :
( 5.6 - 3.73 c ) = 3.1
1.172 - 1.18 c + ( 5.6 - 3.73 c) = 3.28
odakle slijedi da je :

14. c = 0.84; h = 0.16 i = 1.38.
Zadatak 10:
Analizom produkata sagorijevanja teènog goriva sastavljenog od c ( kg / kg ) ugljika
C i h
( kg / kg ) vodika H2, u suhim dimnim plinovima ustanovljeno je 8.5 % CO2 i 7.5 % O2
dok je ostatak azot N2. Ako je ukupno izmjerena kolièina vlanih dimnih plinova VRW
= 550 Nm3
/ h, potrebno je odrediti sastav goriva ( c i h ) kao i masu goriva koja u
jedinici vremena uèestvuje u sagorijevanju.
Rezultat:
c = 0.795; h = 0.205 i mg = 27.58 kg / h.
Zadatak 11:
Gas sastavljen od 50 % H2; 20 % CO ; 10 % CH4; 5 % CO2 i 15 % N2 sagorijeva
potpunosaviškom vazduha. Ako u suhim dimnim plinovima ima 12 % CO2 treba
odrediti koeficijentviškavazduhai minimalnu temperaturu na koju se smiju
ohladitivlaniproduktisagorijevanjadanebidošlodorošenjaparepripritiskuod1
b.
Rješenje:
Stehiometrijska jednaèina izgaranja ovog gasa je :

15. Odakle je :
VO 2min = 0.25 + 0.1 + 0.2 = 0.55 Nm3
/ Nm3
ili
VLmin = VO 2min / 0.21 = 0.55 / 0.21 = 2.62 Nm3
/ Nm3
Prisagorijevanjusaviškomvazduha,kolièinasuhihprodukata izgaranja iznosi :
VRS = 0.35 CO2 + ( 0.15 + 0.79 VLmin )N2 + ( -1) VLmin
= 0.35 CO2 + ( 0.15 + 0.79VLmin ) N2 + ( - 1 ) V Lmin
= 0.35 CO2 + ( 0.15 + 0.79 2.62 ) N2 + ( - 1) 2.62
= 2.62 - 0.05 Nm3
/ Nm 3
Kako je :
VCO2 / VRS = 0.12 = 0.35 / ( 2.62 - 0.05 ) slijedi : = 1.132
Dalje je kolièina vlanih produkata sagorijevanja:
VRW = VRS + VH2O = 2.62 1.13 - 0.05 + 0.7 = 3.616 Nm3
/ Nm3
.
Pa je zapreminski udio vodene pare u produktima izgaranja:
( H2O) = VH2O / VRW = 0.7 / 3.616 = 0.194 , odakle je parcijalni pritisak vodene pare
pH2O = ( H2O) p = 0.194 b.
Za ovaj pritisak je temperatura zasiæenja vodene pare t = 58 C.
Zadatak 12:

16. 1 Nm3
ugljikovodika CmHn sagorijeva u vazduhu uzkoeficijentviškavazduha1.3.
Ako su zapremine vlanih i suhih produkata izgaranja poznate i iznose VRS = 72.88
Nm3
/ Nm3
i
VRW = 81.88 Nm3
/ Nm3
, odrediti o kojem se ugljikovodiku radi.
Rezultat:
C8H18.
Zadatak 13:
Pri sagorijevanju 1 Nm3
vodonika H2 u vazduhu je dobivena kolièina suhih dimnih
plinova
VRS =2.356 Nm3
/Nm3
.Odreditikoeficijentviškavazduhapriovomizgaranju.
Rješenje:
Jednaèina sagorijevanja vodonika u vazduhu je :
Odakle se vidi da je zapremina suhih produkata sagorijevanja
i neposredno:

17. Zadatak 14:
Kotao proizvodi m=10 kg/s pare entalpije i2=3300kJ/kguzkoeficijentiskorištenja
k= 0.85. Entalpija napojne vode je i1= 800kJ/ kg. U kotlu izgara ugalj sastava
(c=0.45; h=?;o=0.1; n=0.07; w=0.13; a=0.20; s= 0.03) donje toplotne moæi Hd =
16000 kJ/kg. Ako je na izlazu iz kotla izmjerena kolièina vlanih dimnih plinova VRW =
18.65 Nm3
/s,odreditikoeficijentviškavazduhapriovomsagorijevanju i minimalnu
temperaturudimnihplinovadanebidošlodorošenjavodenepare.
Rješenje:
Nepoznati udio vodonika h:
h=1-c-o-n-w-a-s
h==0.02 kg/kg
Kolièina goriva potrebna za sagorijevanje dobiva se iz energetskog bilansa kotla:
m(i2-i1)=mgHdk
Kolièina vlanih dimnih plinova po kg goriva iznosi:
Daljejeizjednaèinezasagorijevanjeugljasaviškomvazduha:
VRW = VCO2 + VH2O + VSO2 + VN2 + (-1) VLmin
odakle je :

18. Dalje je volumen vodene pare u produktima sagorijevanja:
VH2O = 11.2 h + 1.244 w = 11.2 0.02 +1.2440.13 = 0.386 Nm3
/ kg
pa je parcijalni pritisak vodene pare u produktima izgaranja:
Iz tablica za vodu i vodenu paru je temperatura zasiæenja :
t=36C.
Zadatak 15:
Kotao daje m = 10 kg/s pare entalpije i2 =3300kJ/kguzkoeficijentiskorištenjak=
0.85. Entalpija napojne vode je i1=800kJ/kg.Uloištuizgaragorivokojesesastoji
samoodugljikaivodonika,toplotnemoćiHd=40000kJ/kg.Akosupoznatekoličine
vlanih i suhih dimnih plinova VRS= 10.15 Nm3
/s i VRW= 11.8 Nm3
/s, odrediti sastav
goriva(cih)ikoeficijentviškavazduha pri tom izgaranju.
Rezultat:
c = 0.8 h = 0.2 = 1.2.
Zadatak 16:
Uloištukotlaizgaragorivosastava(c=0.4028;h=0.032;n=0.008;o=0.1277;s
=0.029;w=0.2323ia=?)ipritomjeudimnimplinovima(suhim)pomoćuOrsat
aparata određeno6% O2 i 11% CO2. Nacrtati Ostwaldov trokut izgaranja za ovaj
ugalj i preko njega odrediti procenat CO u produktima sagorijevanja.
Rješenje:
Minimalnakoličinavazduhapotrebnazapotpunoizgaranjeovoggorivaje:

19. KoličinasuhihprodukataizgaranjakadabezviškavazduhasavugljiksagoriuCO2:
VRSmin = 1.867 c + 0.7 s + 0.8 n + 0.79 VLmin
VRSmin =4.026 Nm3
/kg
Maksimalni udio CO2 dobivasedijeljenjemkoličineCO2 ikoličinesuhihprodukata
izgaranja VRS:
Količinasuhihprodukataizgaranjaakosevazduhpotrebanza potpuno izgaranje
uglja iskoristi za nepotpuno sagorijevanje ugljika u CO:
VRS = VRSmin + 0.9335 c = 4.026 + 0.9335 0.4028
VRS= 4.402 Nm3
/kg
Maksimalni sadraj CO u ovim produktima izgaranja iznosi:
Pritomostajeneutrošenogkiseonika:
Maksimalni sadraj O2 u produktima sagorijevanja moe biti 21% i to pod uslovom
dajesagorijevanjesabeskonačnovelikim koeficijentom viškavazduhatj.(O2)max
=21%.

20. Oviprocentipredstavljajuodsječkenakoordinatnim osamaOstwaldovogtrokuta
zajednosaočitanom vrijednostisadrajaCO izmjerenih sadraja CO2 i O2 iz
produkata sagorijevanja.
Zadatak 17:
Uloištukotlaizgarakameniugaljsljedeæegsastava(c=0.665;h=0.0507;o=0.0434;
n=0.009; s =0.0937; a=0.093; w=0.0452). Analizom produkata izgaranja Orsatovim
aparatom ustanovljen je sadraj CO2 i O2 u suhim dimnim plinovima: (CO2)=7.55% i
(O2)=7.55%. Nacrtati Ostwaldov trokut za ovo gorivo i na osnovu njega odrediti
procenatCO uproduktimasagorijevanjaikoeficijentviškavazduha.Osim toga
priblinim izrazimaodreditikoeficijentviška vazduha.
Rješenje:
Crtanje Ostwaldovog trokuta se provodi na osnovu postupka izloenog u zadatku 16.
VRS min =1.867c+0.7s+0.8n+0.79VLmin
VRS min =7.18 Nm3
/kg
VRS=VRSmin +0.9335c
VRS=7.80 Nm3
/kg

21. Iz, na osnovu ovih elemenata nacrtanog Ostwaldtovog trougla preko vrijednosti
procentualnog udjela CO2 i O2 u suhim produktima izgaranja dobivenih Orsatovom
analizomodreðujesekoeficijentviškavazduhai procentualni udio CO u suhim
produktima izgaranja kako je to prikazano na slici : =1.32 i (CO)=5.2 % .
Osimtoga,koeficijentviškavazduhaodreðenpriblinim izrazima je :
Razlika u vrijednostima dobivenim priblinim izrazima je nastala usljed prisustva CO
u produktima sagorijevanja kada priblini izrazi ne vae.
Zadatak 18:
U parnom kotlu sagorijeva ugalj sastava (c=0.2371; h =0.018; o=0.1115; n=0.004;
s=0.01;a=0.1464;w=0.482)donjetoplotnemoćiHd = 7326kJ/kg.PomoćuI-t
dijagramaodredititeorijskutemperaturuuloištutFo i stvarnu temperaturuuloištu
tF1.StepeniskorištenjaloištaF =0.976,temperaturavazduhanaulazuuloište
tL=250 C,višakvazduhauloištuo=1.2;stepenozračenostiloišta= 0.41 i
teorijskipotrebnakoličinavazduhaVLmin=2.23 Nm3
/kg. U zadatku 1 je prikazan
postupakodređivanjaelemenatazacrtanjeI- t dijagrama produkata sagorijevanja
Rješenje:
Naosnovuteorijskeentalpijeprodukatasagorijevanjaikoeficijentaviškavazduha
naulazuuloištedobivasepomoćuI- t dijagrama teorijska temperatura uloištu.
Teorijskaentalpijauloištusastojiseizdvijekomponente:entalpijeunesenegorivomi
entalpije unesene predgrijanim vazduhom koja po jedinici mase goriva iznosi:

22. IFo = Hd F + Vlmin o iL
Sveveličineosimvrijednostispecifičneentalpijevazduha, date su zadatkom. Za
temperaturuvazduhanaulazuuloištetL =250C,iztabelejespecifičnaentalpija
vazduha : iL= 334 kJ/ Nm3
.
Ifo = 8047 kJ / kg
a za ovu entalpiju je uz o= 1.2 iz I- t dijagrama na osnovu postupka
tFo = 1460C.
Stvarna entalpijauloišturačunasenaosnovustepenaozračenostiloišta:
IF1= Hd F (1-)+Vlmin oiL
IF1=7326 x 0.976 (1-0.41)+2.23 x 1.2 x 334
IF1=5084 kJ/kg
Iz I-tdijagramaprekooveentalpijeikoficijentaviškavazduhadobivasestvarna
temperatura u loištu:tF1= 1005C.
Zadatak 19:
PremaproraèunutoplotnešemeelektranezasnaguturbineodN=65MW potrebni
su sljedeæi parametri radnih medija kotla:
Produkcija pare: D=70kg/s
Pritisak pare: p1=120b
Temperatura pare: t1 =530C
Temperatura napojne vode: ta=210C
Temperatura predgrijanog vazduha :tL=250C

23. Odredititoplotnibilanskotlaakosupretpostavljenikoeficijentviškavazduhauloištu
=1.25ikoeficijentiskorištenjakotlak =0.80. Analiza goriva je :
(c=0.195; h=0.017; s=0.008; o=0.108; n= 0.004; w=0.470; a=0.198) a njegova
donja toplotna moæ Hd =5930kJ/kg.KoeficijentiiskorištenjaF=0.94; g=0.98;
z=0.98.
Rješenje:
Postupkom prikazanim u zadatku 1 dobivaju se elementi za crtanje I- t dijagrama za
zadato gorivo, pa se crta I- t dijagram. Ostali parametri potrebni za proraèun su:
minimalna kolièina vazduha potrebna za sagorijevanje.
Stvarna kolièina vazduha potrebna za sagorijevanje:
VL= VLmin = 2.317 Nm3
/ kg
Minimalna kolièina vlanih produkata sagorijevanja:
VRW =1.867c+11.2h+0.7s +1.244w+0.79VLmin+0.8n
VRW =2.617 Nm3
/kg
i stvarna kolièina vlanih dimnih plinova za zadato:
VRW=VRWmin +(-1)Vlmin=3.081 Nm3
/kg
Toplotni bilans kotla:
is=3420 kJ/kg
ia=898 kJ/kg
i=2685 kJ/kg

24. i=1491 kJ/kg
Toplota izmijenjena u zagrijaèu vode:
Toplota izmijenjena u isparivaèu:
Toplota izmijenjena u pregrijaèu pare:
Kolièina goriva potrebna za sagorijevanje :
Kolièina toplote izmijenjene u zagrijaèu zraka:
pri èemu je:
iL- specificna entalpijazagrijanogvazduhanaulazuuloište,335kJ/Nm3
i1 - specificna entalpija nezagrijanog vazduha, za t1= 20C ; i1= 26 kJ / Nm3
pa je:
Qz =26640 kW
Tok temperatura dimnih plinova u gasnom traktu kotla:

25. Teorijskatemperaturauloištudobivaseiz I-t dijagrama na osnovu teorijske entalpije
IFo ikoeficijentaviškavazduhanaulazuukotao:
= 1.25
pa je iz I-t dijagrama: tFo =1280C.
Temperaturaizaloišta(isparivaèa)dobivaseizodgovarajuæeentalpijekadaseiz
teorijske entalpije kada se od teorijske entalpije oduzme kolièina toplote po jedinici
mase goriva koja se izmijeni u isparivaèu:
Zaovuentalpijuivišakvazduha=1.25 je iz I-t dijagrama:
tF2 = 800C.
Entalpija produkata sagorijevanja na izlazu iz pregrijaèa je:
i odgovarajuæa temperatura tF3 =500C.
Entalpija produkata sagorijevanja na izlazu iz zagrijaèa vode je:
zakojujeuzodgovarajucikoefijentviškavazduhaizI-t dijagrama:
tF4=300C.

26. I konaèno, entalpija iza zagrijaèa vazduha ( na izlazu iz kotla ) je:
pa je temperatura produkata sagorijevanja na kraju kotla odredjena preko I-t
dijagrama:
t F5=160C.
Zadatak 20:
Kotao daje D=10kg/s pare pritiska p=39b temperature ts=450C iz napojne vode
temperature ta=150C. Ubrizgavanjem napojne vode u hladnjak pare treba sniziti
temperaturu pare na tS1 =400C. Odrediti kolièinu vode za ubrizgavanje kao i novu
produkciju kotla.
Rješenje:
Odgovarajuæe entalpije za zadate parametre vode i pare su:
iS=3333 kJ/kg, iS1=3215 kJ/kg, ia=633 kJ/kg.
Traene velièine æe se dobiti iz bilansa mase i energije kotla. Bilans mase daje:
DS1=Ds+ Dub= Da
Bilans energije daje:
odakle slijedi:

27. Eliminacijom jedne od nepoznatih iz sistema se direktno dobiva druga nepoznata kao
:
Nova produkcija kotla:
Zadatak 21:
Kotlovski isparivaè sastavljen je od kotlovskih cijevi 57/50 mm i na njima se tokom
rada taloi sloj leteæeg pepela debljine 1=2 mm koeficijenta provodjenja toplote
1=0.0093 W/mK i sa druge strane sloj kamenca debljine 2 =3.2 mm sa
koeficijentom provodjenja toplote 2 = 0.232 W/mK. Materijal cijevi ima koeficijent
provodjenja toplote = 58.1 W/mK. Koeficijenti prelaza toplote iznose 1= 29 W/m2
K
i 2 = 8720 W/m2
K. Odrediti koeficijente toplote za cijev sa zaprljanjem. Isto tako,
odrediti koeficijente toplote za cijev sa zaprljanjem te odrediti koeficijent prolaza
toplote cijevi preko priblinih izraza smatrajuæi plast cijevi ravnom ploèom, zatim
zanemarujuæi uticaj prelaza toplote pri isparavnju isto tako i uticaj provodjenja
toplote kroz materijal cijevi . Na kraju odrediti koeficijent prolaza toplote za èistu
cijev i za cijev zaprljanu samo sa po jedne strane.
Rješenje:
Koeficijentprolazatoplotekrozcilindriènupovršinu:

28. Koeficijent prolaza toplote kao kroz ravnu ploèu:
Èiste cijevi:
cijevi zaprljane sa gasne strane :
cijevi zaprljane sa vodene strane:

29. Uticaj naslaga moe se vidjeti iz izraza za koeficjent otpora prolazu toplote:
Uticaji 1 i 2 slièni su jer je u ovom sluèaju debljina naslaga istog reda velièina,
dok je uticaj 1 i 2 razlièit.Poštoje1« 2 uticaj 1 na otpor æe biti veæi u smislu
poveæanja otpora, odnosno smanjenja koeficijenta prolaza toplote. Prema tome, u
ovom sluèaju znatno je veæi uticaj naslage leteæeg pepela od naslage kamenca.
Posto je 1 < 2, uticaj 2 je zanemarljiv, a kako je (/) reda
velièina (1/2) to je i njegov uticaj beznaèajan.
Zanemarujuæi ova dva uticaja je :
Zadatak 22:
Isparivaè saèinjavaju cijevi 57/50 mm. Temperatura produkata sagorijevanja iznosi
t1=500C, a pritisak pare , odnosno vode je: p2 =16 b. (t2=201C). Koeficijenti
prelaza toplote su: 1=125 W/m2
K i sa strane vode 2 = 29000 W/m2
K. Odrediti
temperature stijenke sa obje strane. (= 50 W/mK)
Rješenje:
Kolièinatoplotekojaseizmijenipojedinicipovršinecijevi je:

30. odakle je temperatura stijenke cijevi sa strane gasa:
i temperatura stijenke na strani vode:
Vidi se da u ovom slucaju kada je 1 mnogo manje i od 2 i od /temperatura je na
obje strane cijevi gotovo jednaka temperaturi vode odnosno pare.
Zadatak 23:
U loištukotlasagorijevaugalj.Srednjatemperaturaprodukatasagorijevanjaje
t1=1000C, a srednja temperatura zida sa ekranskim cijevima je t2=200C. Odrediti
toplotnooptereæenjeozraèenepovršineloištaakojekonstantazraèenjaCc=5.76
W/m2
K4
a koeficijenti zraèenja gasnog sloja 1=0.70ipovršineekranskihcijevi2 =
0.85.
Rješenje:
Toplotaštoseizmijeniuloištuje:

31. U kotlogradnji je uobièajeno kolièinu toplote izmijenjenu zraèenjem raèunati preko
izraza:
gdje je tzv. Merkelov koeficijent:
koji se direktno moe izraèunati, ali postoje i dijagrami sa njegovim vrijednostima u
funkcijitemperaturagasaistijenkeloišta.IztakvogdijagramajeMerkelovkoeficjent
za t1=1000C i t2= 200C,
pa je na kraju:
Zadatak 24:
Sastavprodukatasagorijevanjauloištuje:8%CO2, 10% H2, a ostalo su dvoatomni
gasovi. Temperatura produkata je na ulazu: t1=1000C i na izlazu t2 = 800C.
TemperaturazidaloištajenaulazutZ1=250C i na izlazu: tZ2 =220C dok je

32. koeficijent zraèenja zida (stepen crnoæe) z =0.8. Izraèunati toplotno optereæenje
loištaq.Loišteimaoblik kvadrata 2 x 1.5x 4m.
Rješenje:
Srednja temperatura gasova je :
isrednjatemperaturazidaloišta:
Efektivnadebljinaslojagasakojizraèijezaloište:
Parcijalni pritisak troatomnih gasova koji zraèe je :
Koeficijent slabljenja zraèenja troatomnih gasova koji zraèe je :
pa je koeficijent zraèenja gasova:

33. Dalje slièno kao u zadatku 23, optereæenjepovršineloištaje:
Merkelov koeficijent za t =894 C i tz= 235 C je =27k3
,
pa je konaèno:
q=22927 W/m2
=22.93 kW/m2
Zadatak 25:
Loištezasagorijevanjeuslojuuoblikucilindraimadimenzije1m i H=1m. Sastav
produkatasagorijevanjauloištuje:14% CO2, 4% H2O i 82% N2 i O2. Teorijska
temperatura u loištu je:TFo=1900 K,a temperatura zidova loišta tz=200C.
Koeficijent zraèenja zida je z =0.9. Odrediti temperaturu produkata sagorijevanja na
kraju(izlazu)izloišta.(KolièinagorivaB=0.0385kg/s, VRW=4.5 Nm3
/kg i specifièna
toplota produkata sagorijevanja cp(1500k) =1.5 KJ/Nm3
, faktor za vrstu goriva
M=0.534).
Rješenje:
Postupkom izloenim u zadatku 24 dobiva se za pretpostavljenu vrijednost temperature
nakrajuloištaTF2 = 1300 K.

34. Kolièina toplote koja se izmjenjuje zraèenjem je kao i u zadacima 23 i 24:
Za TF i TZ je Merkelov koeficijent =54.8K3
.
Sa druge strane:
Ova se proraèunata temperatura malo razlikuje od prve pretpostavke , tako da
ponovniproraèunnijepotrebnovršiti.
U kotlogradnjijeuobièajenopostupakodredjivanjatemperaturenakrajuloišta
sprovesti direktnonaosnovuefektivnogkoeficijentazraèenjaloišta.
Stepenekranisanjadatogloištaje:

35. Odnosteorijsketemperatureuloištuitemperaturenaizlazuizloištaje(M- faktor koji
u obzir uzima gorivo M=0.534):
Ova se temperatura takodje malo razlikuje od pretpostavljene temperature na kraju
loišta,takodanijepotrebnovršitinaredneiteracije.