- •Топливо и теория горения
- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.1. Объем дисциплины и виды учебной работы
- •Раздел 1. Топливо: виды, состав, характеристики (25 часов)
- •Раздел 2. Материальный и тепловой балансы процесса горения топлива
- •Раздел 3. Теоретические основы топочных процессов (25 часов)
- •Раздел 4. Сжигание топлива (16 часов)
- •Раздел 5. Горелочные устройства (14 часов)
- •2.2. Тематический план дисциплины
- •Тематический план дисциплины для студентов очно-заочной формы обучения
- •Тематический план дисциплины для студентов заочной формы обучения
- •2.3. Структурно-логическая схема дисциплины
- •2.4. Временной график изучения дисциплины при использовании информационно-коммуникационных технологий
- •2.5. Практический блок
- •2.5.1. Перечень лабораторных работ
- •2.5.2. Перечень практических занятий
- •2.6. Балльно-рейтинговая система оценки знаний
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •3.1. Библиографический список
- •3.2. Опорный конспект лекций Введение в1. Состояние и перспективы развития топливно-энергетического комплекса Российской Федерации
- •В 2. Топливо и энергетика
- •3.2.1. Топливо: виды, состав, характеристики
- •3.2.1.1. Виды и свойства органических топлив
- •Характеристика бурых углей
- •Элементный состав и характеристики древесного топлива
- •Характеристики мазута
- •3.2.1.2. Элементарный состав топлива
- •3.2.1.3. Характеристики органических топлив
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.2. Материальный и тепловой балансы процесса горения топлива
- •3.2.2.1. Материальный баланс процесса горения
- •3.2.2.1.1. Стехиометрические соотношения горения топлива
- •3.2.2.1.2. Количество воздуха, необходимое для сжигания топлива
- •С техиометрические соотношения горения компонентов топлива
- •3.2.2.1.3. Состав и объем продуктов сгорания
- •3.2.2.1.4. Коэффициент избытка воздуха
- •3.2.2.2. Тепловой баланс процесса горения
- •3.2.2.2.1. Анализ уравнения теплового баланса
- •3.2.2.2.2. Тепловые характеристики продуктов сгорания
- •3.2.2.2.3 Температурные характеристики продуктов сгорания
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.3. Теоретические основы топочных процессов
- •3.2.3.1. Основные понятия кинетики реакций горения
- •3.2.3.1.1. Параметры смесей и химические реакции
- •3.2.3.1.2. Химическое равновесие
- •3.2.3.1.3. Кинетический закон действующих масс
- •3.2.3.1.4. Закон Аррениуса
- •3.2.3.1.5. Влияние давления и состава смеси на скорость реакции
- •3.2.3.1.6. Изменение скорости реакции во времени
- •3.2.3.2. Воспламенение и горение частицы топлива
- •3.2.3.3. Смесеобразование и горение
- •3.2.3.3.1. Смессообразование
- •3.2.3.3.2. Горение твердого топлива
- •3.2.3.4. Образование оксдов азота при горении
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.4. Сжигание топлива
- •3.2.4.1. Подготовка топлива к сжиганию
- •Пределы взрывоопасных концентраций топлива и кислорода в аэросмеси и максимальных давлений, возникающих при взрыве аэросмеси
- •3.2.4.2. Организация сжигания топлива
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.5. Горелочные устройства
- •3.2.5.1. Классификация и конструкции горелок
- •3.2.5.1.1. Горелки для пылевидного топлива
- •3.2.5.1.2. Форсунки для сжигания жидкого топлива
- •3.2.5.1.3. Горелки для сжигания газа
- •3.2.5.2. Размещение горелок и работа топочных устройств
- •1 − Тангенциальной; 2 − фронтовой; 3 − встречной
- •Вопросы для самопроверки
- •Заключение
- •3.3. Глоссарий
- •3.4. Методические указания к выполнению лабораторных работ
- •Охрана труда и техника безопасности
- •Работа 1. Определение влажности топлива
- •I. Цель работы
- •II. Основные теоретические положения
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •Форма 1
- •V. Содержание отчета
- •Работа 2. Определение зольности топлива
- •I. Цель работы
- •II. Основные теоретические положения
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •V. Содержание отчета
- •Работа 3. Определение выхода летучих из топлива
- •I. Цель работы
- •П. Основные теоретические положения
- •Перерасчет кокса на горячую массу производят по формуле, %
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •Форма 3
- •V. Содержание отчета
- •Работа 4. Определение теплоты сгорания топлива
- •I. Цель работы
- •II. Основные теоретические положения
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •Форма 4
- •V. Содержание отчета
- •Работа 5. Определение содержания серы в топливе (метод «смыва бомбы»)
- •I. Цель работы
- •II. Основные теоретические положения
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •Форма 5
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •V. Содержание отчета
- •Приложения лр
- •3.5. Методические указания к выполнению практических занятий
- •Методические указания к выполнению контрольного задания
- •4.2. Текущий контроль Тестовые задания
- •4.3. Итоговый контроль
- •Содержание
Раздел 3. Теоретические основы топочных процессов (25 часов)
[3], c. 6…55, 73…83; [4]; [5], c. 28…33, 76…82, 128…148;
[6], c. 63…65, 87…91, 96, 100, 123, 124
Основное понятие кинетики реакции горения. Гомогенное и гетерогенное горения. Энергетика химических связей и теплота сгорания топлива. Скорость реакции горения. Константы равновесия реакции горения и газификация. Понятие о цепных реакциях. Зависимость реакции от температуры, давления, состава горючей смеси.
Самовоспламенение и воспламенение горючей смеси. Пределы воспламенения и их зависимость от различных факторов. Механизмы образования оксидов азота.
Смесеобразование, молекулярная и турбулентная диффузия в потоках. Перенос вещества при горении. Кинетическая, диффузионная и промежуточная области реагирования.
Распространение пламени в газовоздушных смесях.
Раздел 4. Сжигание топлива (16 часов)
[1], c. 33…83, [3], c. 88…125, 152…219
Методы сжигания газов. Диффузионное и кинетическое горение. Ламинарный и турбулентный факелы. Предельные случаи горения: срыв, отрыв, проскок пламени. Стабилизации горения. Тепловые напряжения объема горения газов. Термическое разложение углеводородов в процессе горения. Излучение газового факела.
Организация сжигания жидкого топлива. Основные стадии процесса. Факельное сжигание жидкого топлива. Влияние физико-химических и аэродинамических факторов на процесс горения. Интенсификация сжигания жидкого топлива.
Способы организации сжигания твердого топлива. Стадии горения и газификации. Горение углерода. Тепловой режим горения твердого топлива. Горение в слое. Факельный способ сжигания угольной пыли. Пути интенсификации сжигания твердого топлива.
Раздел 5. Горелочные устройства (14 часов)
[1], c. 50…58, 83…106, 109…116
Прямоточные и завихривающие горелки, классификация завихривающих горелок; горелки для сжигания твердого пылевидного топлива, устройства для подачи кускового и дробленого твердого топлива; форсунки для сжигания жидкого топлива; горелки для газообразного топлива; работа газомазутных топочных устройств.
Заключение (2 часа)
Перспективы использования низкосортных углей; особенности использования горючих отходов основного производства; сжигание низкокалорийных газов; прогрессивные экологичные способы сжигания органических топлив.
2.2. Тематический план дисциплины
Тематический план дисциплины “Топливо и теория горения” для студентов очно-заочной формы обучения представлен в табл. 2.
Таблица 2
Тематический план дисциплины для студентов очно-заочной формы обучения
№ п/п |
Название раздела, темы |
Кол-во часов дневной формы |
Время (часов) по видам занятий |
|
Контроль |
||||||||
Лекции |
ПЗ |
ЛР |
Самостоят. работа |
Тесты |
Контр. работа (№ задач) |
ПЗ(С) |
ЛР |
||||||
Аудит. |
ДОТ |
Аудит. |
ДОТ |
Аудит. |
ДОТ |
||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
ОТД |
100 |
12 |
16 |
8 |
12 |
8 |
4 |
40 |
Т- 1…5 |
КР -1 |
ПЗ-1…4 |
ЛР-1…6 |
|
Введение |
4 |
1 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
1 |
Топливо: виды, состав, характеристики |
25 |
2 |
3 |
2 |
2 |
6 |
3 |
7 |
Т-1 |
КР-1 |
ПЗ-1 |
ЛР-1…5 |
1.1 |
Виды и свойства органических топлив |
8 |
|
1 |
|
2 |
|
|
5 |
|
|
|
ЛР – 1…3 |
1.2 |
Элементарный состав топлива |
9 |
1 |
1 |
1 |
- |
4 |
2 |
- |
|
|
ПЗ-1-2 |
|
1.3 |
Характеристики органических топлив |
8 |
1 |
1 |
1 |
|
2 |
1 |
2 |
|
|
ПЗ-1-3 |
ЛР-4, 5 |
2 |
Материальный и тепловой балансы процесса горения топлива |
14 |
2 |
2 |
2 |
3 |
|
- |
5 |
T-2 |
КР-1 |
ПЗ-2 |
|
2.1 |
Материальный баланс процесса горения |
6 |
1 |
1 |
1 |
1 |
- |
2 |
|
|
|
ПЗ-2-1 |
|
2.2 |
Тепловой баланс процесса горения |
8 |
1 |
1 |
1 |
2 |
|
|
3 |
|
|
ПP-2-2 |
|
3 |
Теоретические основы топочных процессов |
25 |
2 |
4 |
2 |
4 |
2 |
1 |
10 |
Т-3 |
|
ПЗ-3 |
ЛР-6 |
3.1 |
Основные понятия кинетики реакций горения |
6 |
1 |
1 |
1 |
2 |
|
|
1 |
|
|
ПЗ-3-1 |
|
3.2 |
Воспламенение и горение частицы топлива |
7 |
1 |
1 |
|
2 |
|
|
3 |
|
|
ПЗ-3-2 |
|
3.3 |
Смесеобразование и горение |
6 |
|
1 |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
3.4 |
Образование оксидов азота при горении |
6 |
|
1 |
1 |
|
2 |
1 |
1 |
|
|
ПЗ-3-4 |
ЛР-6 |
4 |
Сжигание топлива |
16 |
2 |
4 |
2 |
3 |
|
|
5 |
Т-4 |
|
ПЗ-4 |
|
4.1 |
Подготовка топлива к сжиганию |
7 |
1 |
2 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
4.2 |
Организация сжигания топлива |
9 |
1 |
2 |
2 |
3 |
|
|
1 |
|
|
ПЗ-4-2 |
|
5 |
Горелочные устройства |
14 |
2 |
3 |
|
|
|
|
9 |
Т-5 |
|
|
|
5.1 |
Классификация и конструкции горелок |
8 |
1 |
2 |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
5.2 |
Размещение горелок и работа топочных устройств |
6 |
1 |
1 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
Заключение |
2 |
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
Усл. обозначения: ОТД – общая трудоемкость дисциплины; Т-1… 5 – тесты к разделам 1…5; ПЗ -1… 4 – практические занятия 1…4; ЛР -1…6 – лабораторные работы 1…6. |
|||||||||||||
Тематический план дисциплины «Топливо и теория горения» для студентов заочной формы обучения представлен в табл. 3.
Таблица 3