
- •Общие положения
- •Цель и задачи курсовой работы
- •Организация выполнения курсовой работы
- •Состав курсовой работы и требования к оформлению
- •Структура пояснительной записки
- •Требования к структурным элементам пояснительной записки
- •Требования к оформлению пояснительной записки
- •Рекомендации по разработке приложения для Windows
- •Краткие сведения о топливе и процессе его горения
- •Введение
- •Общие сведения о топливе
- •Виды органического топлива
- •Состав топлива
- •Состояние топлива
- •Удельная теплота сгорания топлива
- •Цель и ограничения расчета процесса горения
- •Аналитический расчет горения твердого и жидкого топлив
- •Определение объема кислорода для сжигания 1кг топлива
- •Определение объема воздуха для сжигания 1 кг топлива
- •Определение объема и состава продуктов сгорания
- •Аналитический расчет горения газообразного топлива
- •Расчет объема кислорода и воздуха для сжигания 1 м3 газа
- •Расчет выхода продуктов сгорания
- •Проверка правильности расчета по материальному балансу
- •Задание к курсовой работе тема курсовой работы: «расчет горения топлива»
- •Варианты исходных данных
- •Список литературы
- •Приложение a. График выполнения курсовой работы
- •Приложение b. Примеры оформления отдельных элементов пояснительной записки Приложение b.1. Титульный лист
- •Приложение b.2. Лист задания
- •Приложение b.3. Реферат Реферат
- •Приложение b.4. Содержание
- •Приложение b.5. Контрольный пример
- •Приложение b.6. Блок-схема алгоритма
- •Приложение b.7. Описание алгоритма
- •Приложение b.8. Характеристика данных и их условные обозначения
- •Приложение b.9. Текст программы Основной модуль
- •Модуль ввода исходных данных и пересчета на влажный газ
- •Модуль вычисления результата ( результат выводится его в форму и сохраняется в файл)
- •Модуль просмотра файла с решением в окне формы
- •Приложение b.10. Описание работы программы
- •Приложение b.11. Диаграмма состава топлива в рабочем состоянии
- •Приложение b.12. Анализ результатов
- •Приложение b.13. Программный интерфейс
- •Приложение b.14. Файл с решением
- •Приложение с. Правила оформления пояснительной записки
- •Приложение d. Справочные таблицы
- •Приложение e. Примеры расчетов горения топлив
- •Расчет процесса горения жидкого топлива
- •Исходные данные
- •Расчет теплоты сгорания мазута
- •Определение количества воздуха, необходимого для сжигания 1 кг мазута
- •Проверка материального баланса горения
- •Расчет процесса горения природного таза
- •Исходные данные
- •Пересчет состава газа на рабочую (влажную) массу
- •Расчет теплоты сгорания природного газа
- •Расчет количества кислорода и воздуха для сжигания 1 м3 газа
- •Расчет объема и состава продуктов сгорания при сжигании 1 м3 газообразного топлива
- •Проверка материального баланса горения
- •Методические указания и задания к курсовой работе по дисциплине «Основы информационных технологий и программирования»
Состав топлива
Компоненты, из которых состоит органическое топливо, делятся на горючие и негорючие. Количество и качество горючих компонентов определяют тепловую ценность топлива. Негорючие компоненты "засоряют" топливо, образуя "балласт", который ухудшает качество и технологические показатели топлива, снижает его тепловую ценность, ухудшает экономические и экологические показатели котельных установок.
Любое топливо можно рассматривать как вещество, состоящее из отдельных химических элементов. Поэтому, говоря о химическом составе, часто применяют термин "элементарный состав".
Состав твердого и жидкого топлива определяется в процессе лабораторного анализа, и его принято выражать в процентах по массе. Основу элементарного состава твердого и жидкого топлива составляют пять химических элементов: углерод С, водород Н, азот N, кислород О и сера S.
Углерод - наиболее важная составляющая твердого и жидкого топлива, так как его больше всего содержится в массе топлива. Сгорая, углерод выделяет значительное количество теп лоты.
В топливе углерод находится обычно в виде соединений с другими элементами, прежде всего с водородом. Эти соединения называют углеводородными.
Водород - вторая по важности горючая составляющая твердого и жидкого топлив. По количеству теплоты, выделяемой при горении, водород в 3,5 раза ценнее углерода, но содержание водорода в топливах значительно меньше, чем углерода. Водород в топливе может находиться в виде соединений с углеродом, серой, кислородом и в свободном состоянии.
Сера, содержащаяся в топливе, может находиться в виде горючих и негорючих соединений. Органическая (So) и колчеданная (FeS2) сера горючие, а сульфатная (CaSo4, FeSO4 и т.д.) - не горючая и входит в состав золы топлива.
Азот топлива является балластом, относится к негорючей части топлива, но при горении в условиях высоких температур может вступать во взаимодействие со свободным кислородом, образуя оксиды азота (NOх), переходящие в продукты сгорания и являющиеся веществами, оказывающими вредное воздействие на окружающую среду, особенно на живые организмы.
Кислород - нежелательная составляющая топлива. Находясь в свободном состоянии, кислород повышает способность топлива к самовозгоранию. Соединяясь с углеродом и водородом топлива, кислород образует негорючие составляющие (CO2 , H2O), снижающие тепловую ценность топлива.
В действительности каждое топливо состоит из различных химических соединений этих элементов. От вида соединения зависит агрегатное состояние топлива – жидкое или твердое.
Помимо этих элементов, в топливо входят минеральные примеси, из которых в процессе сжигания топлива образуются зола А и влага W. Зола и влага составляют так называемый внешний балласт топлива. К внутреннему балласту топлива относят входящие в его состав азот и кислород.
Таким образом, в состав твердых и жидких топлив входят:
горючие элементы: углерод С, водород Н, летучая сера S, состоящая из органической серы Sор и колчеданной Sк, входящей в FeS2;
негорючие элементы: азот N и кислород О;
балласт: зола A и влага W.
Состав твердых и жидких топлив записывают в виде знаков химических элементов:
C + H + O + N + S + A + W = 100%, (3.1)
где символы C, H, O, N, S выражают процентное содержание по массе соответственно углерода, водорода, кислорода, азота и серы, а символы A и W – содержание золы и влаги.
Газообразное топливо представляет coбой смесь горючих (СО, Н2, СН4, СmНn) и негорючих (N2, О2, СО2) газов, а также небольшого количества водяного пара (Н2О). Состав газообразного топлива принято указывать в процентах по объему.
Химический состав газообразного топлива непостоянен. Он зависит от места добычи топлива или способа его получения. Состав горючих газов можно также характеризовать соотношением (3.1). Однако удобнее (и принято) определять состав газообразного топлива по объемному содержанию отдельных его компонентов:
CO + H2 + CH4 + CmHn + CO2 + H2S + О2 + N2 +…= 100%, (3.2)
где формулы соединений выражают их процентное содержание по объему.
В качестве окислителя, содержащего кислород, необходимый для процесса горения, обычно используется воздух. Состав воздуха и некоторые его свойства приведены в приложении в таблице D.2. Обычно с достаточной точностью можно принимать, что воздух состоит из азота и кислорода, причем содержание последнего по объему и по весу соответственно 21 и 23,2%, а средний молекулярный вес сухого воздуха – 28,97.