Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Ижевский государственный технический университет

имени М. Т. Калашникова»

Кафедра «Теплоэнергетика»

Методические указания для практических занятий по дисциплинам

«Физико-химические основы горения топлива» и

«Теория горения и взрыва»

для направления 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника»

Ижевск

2012

Методические указания для практических занятий по дисциплинам «Физико-химические основы горения топлива», «Теория горения и взрыва» направления 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника»

Составители: канд. техн. наук, доцент каф. «Теплоэнергетика»

Варфоломеева Ольга Ивановна

ст. преподаватель каф. «Теплоэнергетика»

Касимов Рашид Загирович

Методические указания содержат теоретические сведения, методику и справочные данные для решения задач различных типов, а также примеры их решения.

Методические указания предназначены для студентов направления 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника»

Рецензент: канд. техн. наук, доцент Стерхов В.А..

© Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова, 2012.

© Теплотехнический факультет, 2012.

© Варфоломеева Ольга Ивановна,

Касимов Рашид Загирович

Содержание

1. Расчет теплота сгорания смеси газов……………………………………

2. Расчет теоретически необходимого количества воздуха для

горения, объемов продуктов сгорания, энтальпии, коэффициента

избытка воздуха…………………………………………………………..

3. Теоретическая температура горения, тепловой

баланс котла………………………………………………………………

4. Расчет скорости витания частиц твердого топлива в

восходящем потоке газа…………………………………………………

5. Диффузия и массообмен………………………………………………...

6. Кинетика реакций горения………………………………………………

7. Расчет времени выгорания капли жидкого топлива…………………..

8. Состав продуктов взрыва……………………………………………….

9. Расчет состава продуктов взрыва………………………………………

10. Теплота взрыва…………………………………………………………..

11. Основные параметры продуктов взрыва………………………………

Расчет теплоты сгорания смеси газов

При известном элементарном составе газообразного топлива теплота сгорания, кДж/м³, определяется:

,

где – процентное содержание компонентов смеси газа.

Пример. Процентное содержание компонентов газообразного топлива составляет: ; ; ; остальное – . Необходимо определить теплоту сгорания смеси газов.

Решение:

Теплота сгорания газообразного топлива:

РАСЧЕТ ТЕОРЕТИЧЕСКИ НЕОБХОДИМОГО КОЛИЧЕСТВА ВОЗДУХА ДЛЯ ГОРЕНИЯ, ОБЪЕМОВ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ, ЭНТАЛЬПИИ, КОЭФФИЦИЕНТА ИЗБЫТКА ВОЗДУХА

Теоретически необходимый объем воздуха для окисления 1 м³ газообразного топлива, м³/м³:

Теоретический объем продуктов сгорания, м³/м³:

Теоретический объем сухих трехатомных газов при сжигании газообразного топлива, м³/м³:

Теоретический объем азота, образующийся при сжигании газообразного топлива, м³/м³:

Теоретический объем водяных паров, образующихся при сжигании газообразного топлива, м³/м³:

Действительный объем продуктов сгорания, м³/м³:

.

Объем сухих газов, м³/м³:

Коэффициент избытка воздуха:

– при полном сгорании и незначительном (<10 %) содержании азота

;

– при полном сгорании и значительном (>10 %) содержании азота

,

где – объемное процентное содержание азота в горючем газе;

– при неполном сгорании и малом (>10 %) содержании азота

;

– при неполном сгорании и малом (>10 %) содержании азота

;

Энтальпия продуктов сгорания, кДж/м³:

Энтальпия теоретического количества продуктов сгорания, кДж/м3:

,

где - удельная теплоемкость продуктов сгорания;

- температура уходящих газов.

Энтальпия теоретически необходимого количества воздуха, кДж/ м³:

Пример. Рассчитать объемы и расход продуктов сгорания, образующихся при сжигании газообразного топлива с расходом 10000 м³/ч при избытке воздуха . Состав топлива: ; ; ; ; остальное – . Определить энтальпию продуктов сгорания при ºC. Теплоемкость продуктов сгорания принять равной кДж/(м³К).

Решение:

Теоретически необходимый объем воздуха для окисления 1 м³ газообразного топлива:

Теоретический объем сухих трехатомных газов при сжигании газообразного топлива:

Теоретический объем азота при сжигании газообразного топлива:

Теоретический объем водяных паров при сжигании газообразного топлива:

Теоретический объем продуктов сгорания:

Действительный объем продуктов сгорания:

Действительный объем продуктов сгорания при заданном расходе газообразного топлива:

Объем сухих газов:

Энтальпия теоретического количества продуктов сгорания:

Энтальпия теоретически необходимого количества воздуха:

Энтальпия продуктов сгорания: