ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

АНГАРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ

АКАДЕМИЯ

Т.Б.Степанова Методические указания для проведения расчётных работ по дисциплине «Общая энергетика»

для студентов специальности 140211 – «Электроснабжение »

всех видов обучения

Ангарск

2013

СОДЕРЖАНИЕ

Раздел 1. Методические основы для решения практических

ЗАДАЧ

1. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОПЛИВА И МЕТОДЫ ИХ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ............. ……………………………………………………. 4

2. ТЕПЛОТА СГОРАНИЯ ТОПЛИВА

2.1. Высшая и низшая теплота сгорания ……………………………………… 5

2.2. Определение теплоты сгорания …………………………………………... 6

3. РАСЧЕТЫ ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА ……………………………………………. 9

3.1. Определение расхода воздуха ……………………………………………. 10

3.2. Определение состава и количества продуктов сгорания ……………….. 11

3.3. Определение теплоемкости продуктов сгорания ………………………. 12

3.4. Определение жаропроизводительности топлива ………………………. 13

4. ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ ………………………………… 13

ЛИТЕРАТУРА ……………………………………………………………………. 15

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Таблица П 1.1. Множители для пересчета состава топлив из одного

состояния в другое ………………………………………………………… 16

Таблица П 1.2. Термодинамические свойства компонентов топлива и

продуктов его сгорания …. ...…………………………………………...... 17

Таблица П 1.3. Средняя удельная теплоемкость газов от 0 ° до t °C,

ккал/нм³·град по Юсти …………...………………………………………. 19

Приложение 2. Исходная информация для проведения расчетов

Таблица П 2.1. Физико-химическая характеристика углей ……………... 21

Таблица П 2.2. Компонентный состав природных и искусственных

газов ………………………………………………………………………… 26

Методические указания состоят из краткого изложения теоретических положений, необходимых для более ясного представления о тех задачах, которые ставятся перед студентами при выполнении практических работ по дисциплине «Общая энергетика», методик и алгоритмов расчета показателей, сведений о нормативно-справочных материалах, необходимых для выполнения заданий (Приложение 1) и вариантов исходных данных для расчетов (Приложение 2).

Исходные данные для выполнения работы №1 приведены в табл. П.1.2 (номер варианта выбирается по порядковому номеру студента в списке группы).

Исходные данные для выполнения работ №2 и №3 приведены в табл. П.2.1 и П.2.2 (Варианты выбираются по двум последним цифрам номера зачетной книжки студента).

Раздел 1. Методические основы для решения

ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ

1. Основные характеристики топлива и методы их

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Народнохозяйственную ценность топлива определяют следующие основные его характеристики:

1. Теплота сгорания, или теплотворная способность, т.е. количество тепла, выделяющегося при полном сгорании 1 кг твердого и жидкого топлива или

1 м³ газообразного.

2. Жаропроизводительность ( ) – максимальная температура горения, развиваемая при полном сгорании топлива в условиях, когда выделяемое топливо полностью расходуется на нагрев образующихся продуктов сгорания.

3. Содержание балласта, т.е. минеральной массы и влаги, в твердом и жидком топливе, азота и двуокиси углерода – в газообразном. Наличие балласта в топливе понижает его теплоту сгорания. При большом содержании балласта заметно снижается также жаропроизводительность топлива.

4. Содержание вредных примесей, снижающее ценность топлива, в особенности технологического и бытового.

5. Выход летучих веществ и обуглероженного остатка (кокса) при нагревании твердого топлива, определяющий легкость его зажигания, а также целесообразность использования в технологических процессах.

Применяемые в народном хозяйстве многочисленные твердые, жидкие и газообразные виды топлива можно, в свою очередь, разделить на естественные и искусственные (табл. 1.1). Последние представляют собой, как правило, продукты переработки естественных видов топлива.

Состав твердого и жидкого топлива выражают в процентах по массе, а газообразного – в процентах по объему. В твердом топливе различают органическую, горючую, сухую, рабочую и аналитическую массы.

Органическая масса состоит из углерода, водорода, кислорода и серы, входящей в состав органических соединений, и азота:

. (1.1)

Горючая масса, близкая по составу к органической массе, отличается от последней наличием колчеданной, или пиритной, серы, входящей в состав сернистого колчедана (FeS₂) и других сернистых соединений, окисляемых кислородом в процессе горения топлива:

. (1.2)

Сухая масса состоит из горючих компонентов и минеральных веществ, образующих при сгорании топлива золу (A):

. (1.3)

Таблица 1.1

Классификация видов топлива, применяемых в народном хозяйстве

Твердое	Жидкое	Газообразное	Твердое	Жидкое	Газообразное
Естественные виды топлива			Искусственные виды топлива
Дрова	Нефть	Природный газ	Древесный уголь	Бензин	Сжиженный нефтезавод-ской газ
Торф		Нефтепромысло- вый (попутный) газ	Торфяной полукокс	Керосин	Коксовый газ
Бурый уголь		Шахтный газ	Буроугольный полукокс	Дизельное топливо	Полукоксовый газ
Каменный уголь			Каменноугольный полукокс	Мазут	Водяной газ
Полуантра-цит			Каменноугольный кокс	Смола	Генераторный газ
Антрацит			Термоантра-цит		Доменный газ
Сланцы			Брикеты		Ваграночный газ

Рабочая масса состоит из сухой массы и влаги (W):

; (1.4)

(1.5)

Аналитическая масса состоит из сухой массы и влаги, соответствующей подсушенному топливу, анализируемому в лаборатории:

. (1.6)