Часть 1.Расчет различных видов топлива : газообразного, жидкого, твердого

Расчет газообразного топлива

Произвести расчет газообразного топлива газа с теплотой сгорания определить расход воздуха, количество и состав продуктов сгорания и действительную температуру при горении n=1,1 и параметрический коэффициент КПД=0,8. Температура подачи воздуха равна 400^оС. Топливо обогащено на 30% кислородом.

Состав сухих газов:

Химический состав коксового газа %
СО2	2,4
СО	7,1
Н2	58
N2	3,8
СН4	25,9
O2	0,5
С2Н6	2,4

Химический состав доменных газов %
СО2	15,8
СО	25
Н2	3,6
N2	54,2
СН4	0,5
О2	0,9

Расчет:

1) Произведем расчет состава влажного газа:

Доменный газ:

Коксовый газ:

2) Теплота сгорания газов:

Коксовый газ:

Доменный газ:

состав влажных газов %
коксовый		доменный
СО2	2,32	СО2	15,23
СО	6,88	СО	24,1
Н2	56,25	Н2	3,47
N2	3,68	N2	52,25
СН4	25,12	СН4	0,48
O2	0,48	O2	0,86
С2Н6	2,32

3) Определяем долю газовой смеси:

-Доменный газ:

-Коксовый газ:

4) При расчете горения природного газа в воздухе, обогащенным кислородом, следует учитывать , что на единицу кислорода приходится N₂ / O_{2 =} единиц азота

По полученным данным построим таблицу расчета расхода воздуха, состава и количества продуктов сгорания, с учетом заданного варианта, обогащенного кислорода и составим

таблицу материального баланса:

Для расчета необходимо знать тепловые эффекты реакций горения:

СН₄+2O₂=CO₂+2H₂O

С₂Н₆+3,5O₂=2СО₂+3H₂O

С₄Н₁₀+8O₂=3СО₂+4H₂O

смешанный газ		Обогащенный воздух			Продукты сгорания
состав	содержание	О2	N2	Всего	СО2	H2O	N2	O2	Всего
O2	12,324				12,32				12,32
CO	20,21	10,105			20,21				20,21
CH4	5,995	11,99			5,995	11,99	69,84		17,98
C2H6	0,52	1,82	69,84	102,17	1,04	1,56			2,6
H2	15,278	7,639				15,278			15,27
N2	41,39						41,39		111,23
O2	0,78	0,78
Н2О	3,35					3,35			3,35
n=1		32,334	69,84	102,17	39,56	32,17	111,23		182,97
n=1,1		35,56	76,82	112,39	43,52	35,39	122,35		201,27

Материальный баланс	поступило							получено
	кг		м3					м3		кг
CO2	24,20		12,32			CO2		39,56		77,72
CO	25,26		20,21			H2O		35,39		28,44
CH4	4,28		5,995			N2		122,35		152,94
C2H4	0,69		0,52			O2		0		0
H2	1,36		15,27
N2	51,73		41,39
O2	1,11		0,78
в том числе кг О2	50,81
N2	96,03
ВСЕГО	255,5										259,11
Расхождение		3,6 кг		1,39%

Составив материальный баланс выявили, что погрешность составляет 1,39%, что по массе составляет 3,6 кг, от рассчитываемой величины и обусловлено погрешностью расчета.

5) Найдём калориметрическую температуру горения:

Построим таблицу энтальпии продуктов горения при Т=1700 и Т=1800 градусов Цельсия

Примем	Тк"=1800	T=1700
iCO2	942,9992861	1002,26463
iH20	603,1711834	643,2577374
iO2	0	0
iN2	1608,948716	1707,707126
io	3155,119186	3353,229493

Определим действительную температуру, выразив ее через калориметрическую температуру горения, которая равна:

Расчет жидкого топлива

Произвести расчет жидкого топлива исходя из условия:

Wp	Ap	Cp	Hp	Sp	(N+O)p
0.72	0.33	85.88	10.95	2.45	0.72

Определим объем компонентов продуктов сгорания:

Определим объем продуктов сгорания :

Определим процентный состав продуктов сгорания:

Проверяем правильность расчета составлением материального баланса

Низшая теплота горения :

Начальная энтальпия продуктов сгорания :

Задаемся значением температуры t_k=2200 C . Энтальпия равна :

Так как > , то искомая температура ниже . Задаем =2100 . Энтальпия продуктов сгорания при этой температуре:

Так как , то искомая температура выше

Находим калориметрическую температуру:

Расчет твердого топлива

Произвести расчет твердого топлива изходя из условия:

Wp	Ap	Cp	Hp	Sp	Np	Op
8	23	55,2	3,8	3,2	1	5.8

Определим объем компонентов продуктов сгорания:

Определим объем продуктов сгорания равен :

Определим процентный состав продуктов сгорания:

Проверяем правильность расчета составлением материального баланса

Низшая теплота сгорания мазута :

Начальная энтальпия продуктов сгорания :

Задаемся значением температуры t_k=2200 C . Энтальпия продуктов сгорания при этой температуре равна :

Так как > , то искомая температура ниже .

Задаем =2100 . Энтальпия продуктов сгорания при этой температуре:

Так как < , то искомая температура выше . Находим калориметрическую температуру: