Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Туннел печь.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
13.01.2020
Размер:
246.27 Кб
Скачать

9. Теплотехнический расчет туннельной печи

9.1. Расчет горения топлива

Состав топлива:

СО2=0,4%; СН4=95,1%; С2Н6=1,1%; С3Н8=0,3%; С4Н10=0,03%; С5Н12=0,02%; N2=3,05%;.

Пересчитываем состав топлива с учетом количества влаги, которое рассчитываем по формуле:

Н2О=(100*W)/(804+W),

где: W – влагосодержание, выбираем из таблицы.

Н2О=(100*19)/(804+19)=2,31%

Состав топлива пересчитываем на влажный:

Квл=(Ксух*(100-Н2О))/100,

где: Ксух и Квл - содержание в газе составляющих компонентов, соответственно в сухом и во влажном состоянии.

СО2вл=(0,4*(100-2,31))/100=0,39%

СН4вл=(95,1*(100-2,31))/100=92,91%

С2Н6вл=(1,1*(100-2,31))/100=1,074%

С3Н8вл=(0,3*(100-2,31))/100=0,293%

С4Н10вл=(0,03*(100-2,31))/100=0,029%

С5Н12вл=(0,02*(100-2,31))/100=0,019%

N2вл=(3,05*(100-2,31))/100=2,979%

Н2О=2,31%

∑=100%

Расчет теоретического количества кислорода и выхода продуктов горения при сжигании 1м3 представлены в таблице 9.1.

Таблица 9.1. Расход кислорода и выход продуктов горения при сжигании топлива.

Газ

Реакция горения

Необходимые продукты горения

Компонент

м3

О2

СО2

Н2О

N2

СН4

0,929

СН4+2О2=СО2+2Н2О

1,858

0,929

1,858

-

4,645

С2Н6

0,01074

С2Н6+3,5О2=2СО2+3Н2О

0,0376

0,0215

0,032

-

0,0911

С3Н8

0,00293

С3Н8+5О2=3СО2+4Н2О

0,015

0,0088

0,012

-

0,0358

С4Н10

0,00029

С4Н10+6,5О2=4СО2+5Н2О

0,0019

0,0012

0,0015

-

0,0046

С5Н12

0,00019

С5Н12+8О2=5СО2+6Н2О

0,0016

0,001

0,0012

-

0,0038

N2

0,0298

-

-

-

-

0,0298

0,0298

Н2О

0,0231

-

-

-

0,0231

-

0,0231

1

-

1,914

0,962

1,928

0,298

4,83

Принимаем содержание азота в воздухе - 79%, кислорода - 21%, соотношение азот : кислород равно:

N22=3,77.

Определяем теоретический расход воздуха на сжигание 1 м3 газа:

VN2T=VО2T*3,77

VN2T=1,914*3,77=7,216 м3

VвоздT=VО2T+VN2T=1,914+7,216=9,13 м3.

При определении практического объема воздуха для сжигания необходимо учитывать коэффициент избытка воздуха. Принимаем его значение равным - α=1,2

Vвпр=VвT*α=9,13*1,2=10,96 м3;

VО2пр=VО2Т*α=1,914*1,2=2,297 м3;

VN2пр=VN2T*α=7,216*1,2=8,66 м3.

Определим избыток кислорода в продуктах сгорания:

VО2изб=VО2пр-VО2т=2,279-1,914=0,382 м3.

По i – d диаграмме определяем влагосодержание воздуха при температуре 19 0С и влажности φ=70% - d=11 г/кг.

Зная влагосодержание, определяем объем влажного воздуха на горение:

Vввл=Vвпр*(1+0,0016*d)=10,96*(1+0,0016*11)=11,15 м3.

Определяем количество влаги, которая вносится атмосферным воздухом:

VН2О=Vввл-Vвпр=11,5-10,96=0,19 м3.

Данные расчетов заносим в таблицы 9.2 и 9.3.

Таблица 9.2. Выход продуктов горения при сгорании 1м3 газа

Наименование продуктов горения

Количество продуктов горения

М3

%

СО2

0,962

7,916

О2

0,383

3,151

N2

8,69

71,505

Н2О

2,118

17,428

12,153

100

Таблица 9. 3. Материальный баланс процесса горения топлива в расчете на 100м3 газа

Компоненты

Приход

Компоненты

Расход

Расчет

кг

Расчет м3 в кг

кг

Природный газ

Продукты горения

СН4

92,913*0,717

66,619

СО2

0,962*1,977

190,187

С2Н6

1,075*1,356

1,458

О2

2,118*0,804

170,287

С3Н8

0,293*2,02

0,592

N2

8,69*1,215

1087,119

С4Н10

0,029*2,084

0,06

Н2О

0,383*1,429

54,731

С5Н12

0,02*3,218

0,064

N2

2,98*1,251

3,73

Н2О

2,31*0,804

1,857

Расчет процессов горения воздуха

О2

2,297*1,429*100

328,241

N2

8,66*1,251*100

1083,36

Н2О

0,19*0,804*100

15,776

1501,14

1502,324

Невязка баланса равна:

Н = (1502,324-1501,14)/1502,324*100%=0,08%

Определяем теплоту сгорания топлива:

Qнр=358,2*N(СН4)+637,5*N(С2Н6)+912,5*N(С3Н8)+1186,5*N(С4Н10)+1460,8* *N(С5Н12)

где: N(СН4) , N(С2Н6) и т.д. – содержание соответствующих компонентов в газообразном топливе, % объема.

Qнр=358,2*92,913+637,5*1,075+912,5*0,293+1186,6*0,029+1460,8*0,02=

=34297,7 кдж/м3.

11. Теплосодержание продуктов сгорания топлива определяется как сумма произведений теплосодержаний, составляющих газов на их объем.

Баланс тепла в зоне горения топлива:

Qнрт*tтв*tв*Vв-qдис=Vп.г.*iп.г.,

где: Qнр – тепла сгорания топлива, кдж/м3;

Стtт – физическое теплосодержание топлива;

Свtв – физическое теплосодержание воздуха;

Vв – объем воздуха для сжигания 1 м3 газа;

Vп.г. – объем продуктов сгорания;

iп.г. – теплосодержание продуктов горения.

iп.г.=(Qнрт*tтв*tв*Vв-qдис)/Vп.г.

Величинами Стtт и qдис пренебрегаем, т.к. они малы.

iп.г.=(34297,7+814,4*0,25*11,15)/12,153=3008,96 кдж/м3.

Считаем, что 25% воздуха подогрето до 600 0С, iп.г. находим в справочнике [ ].

Находим калориметрическую температуру по графику зависимости теплосодержания от температуры: tк=18500С. Зависимость теплосодержания от температуры представлена в табл. 9.4.

Таблица 9.4. Зависимость теплосодержания от температуры

Продукты горения

Содержание продуктов горения, м3

1800

1900

Энтальпия

Теплосодержание

Энтальпия

Теплосодержание

СО2

0,079

4305,1

340,1

4574,3

361,37

О2

0,174

3458,5

601,78

3690,4

642,13

N2

0,715

2643,7

1890,25

2804,4

2005,12

Н2О

0,0315

2797,7

88,13

2967,3

93,47

2920,26

3102,12

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]