- •Задание
- •1. Расчет горения топлива
- •По формулам находим состав продуктов сгорания
- •2. Расчет нагрева металла и теплообмена в печи
- •2.1 Время нагрева металла
- •Определим эффективную длину луча по формуле:
- •2.2 Определение времени нагрева металла в методической зоне
- •Приведенная степень черноты рассматриваемой системы равна:
- •2.3 Определение времени нагрева металла в сварочной зоне
- •2.4 Определение времени томления металла
- •3. Определение основных размеров печи
- •4. Тепловой баланс
- •4.1 Приход тепла
- •4.2 Расход тепла
- •5. Расчет рекуператора для подогрева воздуха
- •6. Выбор горелок
- •Размещено на Allbest.Ru
По формулам находим состав продуктов сгорания
VСO2=0,01·(CO2см+SO2см+CO+H2S+∑m·CmHn), 1.8
где RO2=CO2+SO2 – смесь газов CO2 и SO2.
VH2O=0,01·[H2O+H2+H2S+0,5·(∑n·CmHn)]; 1.9
VN2=0,01·N2+α·k·Vо2; 1.10
V'O2=(α-1)·Vо2; 1.11
VСO2=0,01·(12,32+20,21+5,99+2·0,6)=0,39 м3/м3;
VH2O=0,01·[3,35+15,27+0,5·(4·5,99+4·0,6)]=0,31 м3/м3;
VN2=0,01·41,39+1,10·3,762·0,39=2,02 м3/м3;
V'О2=(1,10–1)·0,39=0,039 м3/м3.
Суммарный объем продуктов сгорания равен:
Vп.с=VRO2+VH2O+VN2+V'O2 1.12
Vп.с=0,39 + 0,31 + 2,02 + 0,039 = 2,76 м3/м3.
Таблица 6. Процентный состав продуктов сгорания
Газ |
% |
СО2 |
14,13 |
Н2О |
11,23 |
N2 |
73,18 |
O2 |
1,41 |
Правильность расчета проверяем составлением материального баланса.
Таблица 7. Материальный баланс
Поступило |
ρ, кг/м3 |
кг |
Получено |
ρ, кг/м3 |
кг |
O2 |
1,428 |
0,01 |
СО2 |
1,963 |
0,503 |
СН4см |
0,716 |
0,042 |
Н2О |
0,804 |
0,249 |
СОсм |
1,25 |
0,25 |
N2 |
1,25 |
2,52 |
СО2см |
1,963 |
0,241 |
O2 |
1,428 |
0,055 |
N2см |
1,25 |
0,51 |
Всего |
|
3,327 |
H2Oсм |
0,804 |
0,003 |
Невязка |
|
0,3 |
C2H6см |
1,25 |
0,006 |
|
|
|
Всего |
|
0,938 |
|
|
|
Воздух |
1,29 |
2,58 |
|
|
|
Итого |
|
3,64 |
|
|
|
Для определения калориметрической температуры горения необходимо найти энтальпию продуктов сгорания:
,
1.13
где iв – энтальпия воздуха при температуре 350 оС, 463,75 кДж/м3.
кДж/м3.
Зададим температуру tк'=1900 оC и при этой температуре находим энтальпию продуктов сгорания:
1.14
Таблица 8. Энтальпия продуктов сгорания при t=1900 оC
i |
кДж/м3 |
СО2 |
4634,76 |
Н2О |
3657,85 |
N2 |
2808,22 |
O2 |
2971,30 |
кДж/м3.
Зададим температуру tк''=2000 оC и при этой температуре находим энтальпию продуктов сгорания (формула 14 при t=2000 оC):
Таблица 9. Энтальпия продуктов сгорания при t=2000оC
i |
кДж/м3 |
СО2 |
4910,51 |
Н2О |
3889,72 |
N2 |
2970,25 |
O2 |
3142,76 |
кДж/м3.
Теперь определим калориметрическую температуру горения смешанного газа рассматриваемого состава в заданных условиях:
1.15
Приняв пирометрический коэффициент равным h=0,75, находим действительную температуру горения топлива:
tдейст=h·tк 1.16
tдейст=0,75·1807,77=1355,82 оC.
