|
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС» |
КАФЕДРА ТЕПЛОФИЗИКИ И ЭКОЛОГИИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПЕЧЕЙ |
Домашнее Задание №1
По курсу: «Теплотехника и нагревательные устройства»
Тема: «Расчёт горения газообразного топлива»
Вариант №3
Группа: Ц2-10-1 / МРМ-10-1
Студент: Абилов Тимур
Преподаватель: Тихонова В.Р.
Москва – 2013
© МИСиС
Необходимо определить:
Расход воздуха для горения смеси двух топлив с заданным QPH
Состав, количество и плотность продуктов горения
Калориметрическую температуру горения
Составить материальный баланс процесса горения
При условиях:
Смесь двух топлив |
Влажность исходных топлив г/м3 |
МДж/м3 смеси |
Коэффициент избытка воздуха, n |
Температура подогрева, °С |
|||
А |
Б |
WA |
WБ |
10,5 |
1,07 |
Топлива |
Воздуха |
12 |
26 |
22 |
25 |
280 |
325 |
||
,
А- Коксовальный газ.
Б- Генераторный газ прямого процесса газификации.
Состав сухого топлива % в объёме:
Топливо |
СО2 |
О2 |
С2Н4 |
СО |
Н2 |
СН4 |
N2 |
∑ |
А |
7 |
0,2 |
0,3 |
28 |
13 |
2,5 |
49 |
100% |
Б |
2,9 |
0,5 |
2,4 |
7 |
58 |
26,7 |
2,5 |
100% |
1. Перерасчёт на рабочий состав:
Для топлив А и Б получаем:
Подсчитаем состав влажного топлива А:
n (СО2) вл =0,9727·7=6,809%
n (О2) вл =0,9727·0,2 =0,195%
n (С2Н4) вл =0,9727·0,3=0,292%
n (СО) вл =0,9727·28=27,235%
n (Н2) вл =0,9727·13=12,645%
n (СН4) вл =0,9727·2,5=2,432%
n (N2) вл =0,9727·49=47,661%
n (Н2О) вл =2,732%
Подсчитаем состав влажного топлива Б:
n (СО2) вл =0,9690·2,9=2,810%
n (О2) вл =0,9690·0,5 =0,484%
n (С2Н4) вл =0,9690·2,4=2,325%
n (СО) вл =0,9690·7=6,783%
n (Н2) вл 0,9690·58=56,199%
n (СН4) вл =0,9690·26,7=25,871%
n (N2) вл =0,9690·2,5=2,422%
n (Н2О) вл =3,105%
Сведём полученные данные в таблицу:
Топливо |
СО2 |
О2 |
С2Н4 |
СO |
Н2 |
СН4 |
N2 |
Н2О |
∑ |
А |
6,809 |
0,195 |
0,292 |
27,235 |
12,645 |
2,432 |
47,661 |
2,732 |
100% |
Б |
2,810 |
0,484 |
2,325 |
6,783 |
56,199 |
25,871 |
2,422 |
3,105 |
100% |
2. Нахождение низшей теплоты сгорания газов:
59,06·С2Н4+12,63·
СО +10,79 ·Н2+35,83·
СH4
– Доля смеси А:
– Доля смеси Б:
3. Расчёт составляющих смеси:
Сумма ∑ хсм=100%
Данные расчёта сводим в таблицу:
Состав смеси влажных газов, %
Топливо |
СО2 |
О2 |
С2Н4 |
СO |
Н2 |
СН4 |
N2 |
Н2О |
∑ |
Смесь газов А и Б |
5,221 |
0,310 |
1,099 |
19,112 |
29,943 |
11,741 |
29,694 |
2,880 |
100% |
4. Расчёт расхода кислорода:
Реакции горения горючих газов |
||||||||||||
№ пп |
Наименование |
Реакция Горения |
Теплота сгорания Qнр, МДж.м3
|
|||||||||
|
|
|||||||||||
1 |
Метан |
СН4 |
+ |
2 |
О2 |
= |
1 |
СО2 |
+ |
2 |
Н2О |
35,83 |
2 |
Этилен |
С2Н4 |
+ |
3 |
О2 |
= |
2 |
СО2 |
+ |
2 |
Н2О |
59,06 |
3 |
Водород |
Н2 |
+ |
½ |
О2 |
= |
1 |
СО2 |
|
1 |
Н2О |
10,79 |
4 |
Окись углерода |
СO |
+ |
½ |
О2 |
= |
1 |
СО2 |
|
|
|
12,63 |
а) При коэффициенте избытка воздуха n=1,00
суммарный расход кислорода для сжигания 100 м3 сжигаемой смеси газов
(смесь состоит из СО, Н2, С2Н4, СН4, Н2О):
Теоретическое количество азота:
Действительное количество азота
Действительное количество кислорода
Теоретическое количество воздуха
б) Действительный расход воздуха при n=1,07
Топливо |
СО2 |
О2 |
С2Н4 |
СO |
Н2 |
СН4 |
N2 |
Н2О |
∑ |
Смесь газов А и Б |
5,221 |
0,310 |
1,099 |
19,112 |
29,943 |
11,741 |
29,694 |
2,880 |
100% |