Практическая работа №6

Тема работы: энергетический баланс.

Цель работы: обрести навыки составления энергетического баланса предприятия.

Теоретические сведения

Энергетический баланс любого технического объекта (аппарата, установки, технологической линии транспортного средства, производства ) или экологической системы может быть описан уравнениями, связывающими приход и расход энергии. Энергетический баланс составляется на основе закона сохранения энергии, в соответствии с которыми в некоторой замкнутой системе сумма всех видов энергии постоянна :

Наиболее часто для технических, геотехнических и экологических систем составляется тепловой баланс, который для непрерывных процессов рассчитывается на единицу времени, а для периодических – на время цикла, процесса. Основой для расчета служит материальный баланс с учетом тепловых эффектов экзо – и эндотермических химических реакций, а также физических процессов испарения, конденсации, сублимации, растворения и др.

Методика расчета

1. Подобно материальному, тепловой баланс может быть представлен в виде таблиц, диаграмм в соответствии с уравнением:

,

где – количество теплоты, вносимое газообразными (жидкими, твердыми) веществами в систему;

– количествотеплоты, выносимое из системы;

–теплотафизических процессов, протекающих с выделением (поглощением) тепла;

– количество теплоты, выделяющееся (поглощаемое) в экзотермических (эндотермических) процессах;

– количество теплоты, подводимое к системе (отводимое от системы).

2. Величины Q_г, Q_ж, Q_т рассчитываются для каждого вещества с учетом его количества (Ω), удельной теплоемкости (с) и температуры (Т) по формуле:

3. Теплоемкость смеси веществ рассчитывается на основании закона аддитивности:

Суммарная теплота физических процессов определяется по формуле:

,

где – теплота фазовых переходов.

4. Тепловой эффект химической реакции определяется как разница между суммой изобарных теплот образования исходных веществ и суммой изобарных теплот образования продуктов реакции по формуле:

5. Подвод теплоты к системе учитывается по потерям количества тепла теплоносителя:

-водой

-паром

-теплопередачей через стенку ,

где –коэффициент теплопередачи;

– температура теплоносителя на входе (выходе);

F – поверхность теплообмена;

τ – время.

6. При определении низшей и высшей теплоты сгорания топлива в технических расчетах можно пользоваться формулами:

=339,3⋅C+ 1256⋅H – (O – S) – 25,2(9⋅H+ W);

= +25,2⋅(9⋅H+W)

6. Теоретический расход воздуха (в кг/кг топлива) рассчитывается по формуле:

= 0,116⋅С+ 0,348 ⋅Н +0,0135⋅(S–O)

6. Количество тепла, вносимого влажным воздухом, определяется по формуле:

= ⋅ ⋅(1,02+1,95⋅ ) ,

где – коэффициент избытка воздуха. Для твердого топлива α= 1,3...1,7; жидкого α= 1,0..1,2;

– влагосодержание воздуха (кг/кг сухого воздуха );

– температура, подаваемого в топочное устройство;

1,02 – значение удельной теплоемкости воздуха;

1,95 – значение удельной теплоемкости водяных паров.