Мартен үрдісі
Жұмыстың мақсаты: Мартен үрдісімен танысу және мартен үрдісінің жылу жұмысы түсінігін оқып үйрену.
Жұмыс жоспары:
1. Теориялық бөлім
2. Газ тығыздығының анықтамасы
3. Есеп шығару мысалдары
4. Өзіндік жұмысқа арналған тапсырмалар
Кілт сөздер: Қара май, шамшырақ, араластырылған газ.
Бақылау сұрақтары:
1. Мартен пешінің отыны ретінде не қолданылады?
2. Шамшырақтың жарықтығын арттыру үшін не қосады?
3. Пештің газ құрамы қалай анықталады?
4. Жоғары температуралы шамшырақ алу үшін қанша градус температура қажет?
Глоссарий:
1. Қара май - мартен пешінде қолданылатын отын түрі.
Теориялық бөлім
Мартен пешінің отыны ретінде табиғи газ, қара май және қоспалы газ (коксты және домналы газдың қоспасы) көптеп таралған. Газ құрамы және оның жану жылуы коксты және домналы газ қоспасының құрамына кіретін үлестің қатынасына байланысты өзгереді. Қоспалы газдан шамшырақ жарықтығын арттыру үшін әдетте карбюратордың (қара май немесе смола) аздаған мөлшерін қосады. Жылытылған қоспалы газдың жануының калориметрлік температурасы жылытылған ауада 2600°С - ге жуық шаманы құрайды, яғни жоғары температуралы шамшырақты алуды қамтамасыз етеді. Газдың қажет калориялылығы қатынасының байланысы әртүрлі болуы мүмкін. Пештегі газдың құрамын келесідей тәсілдермен анықтайды:
1) оның құрамына байланысты әрбір газдың калориялылығын табады;
2) қоспалы газ үшін теңдеу құрады;
3) қоспадағы әрбір газдың құрамын анықтайды;
4) қоспалы газдың құрамын анықтайды;
5) алынған газдың калориялылығын тексереді.
Практикалық есептердің мысалдары
Мысал №1
Әртүрлі калориялы қоспадағы газдың қатынасын анықтау. Газ құрамы 10.1 - ші кестеде келтірілген.
Кесте 10.1 - Газдың құрамы, %
Газдар |
Н2 |
Н2О |
СО |
СН4 |
С2Н4 |
СО2 |
N2 |
О2 |
|
Домналық |
2,5 |
2,0 |
28,0 |
0,4 |
- |
10,0 |
56,8 |
0,3 |
100 |
Коксті |
58,0 |
1,5 |
6,5 |
22,6 |
2,6 |
2,5 |
6,0 |
0,3 |
100 |
мұндағы, СО, Н2, СН4, С2Н4 - газдағы осы құраушылардың пайыздық мәні.
=
30,2
28 + 25,8
2,5 + 85,9
0,4 = 944ккал / м3,
=
30,2
6,5 + 25,8
58 + 85,9
22,6 + 143
2,6 = 4006ккал / м3.
Қоспаның 2000ккал / м3 калориялылығы берілген. Қоспадағы коксті газдың мөлшерін х арқылы белгілейміз, онда қоспадағы домналық газдың мөлшері 1 - х - ге тең болады.
Теңдеу құрамыз:
х 4006 + (1 - х) 944 = 2000,
мұндағы
х = 0,345,
яғни, қоспадағы коксті газ 34,5%, домналық 65,5%.
Қоспалы газдың құрамы 10.2 - ші кестеде келтірілген.
Кесте 10.2 - Қоспалы газдың құрамы
Газдар |
Н2 |
Н2О |
СО |
СН4 |
С2Н4 |
СО2 |
N2 |
О2 |
|
Домналық (65,5%) |
1,64 |
1,32 |
18,35 |
0,26 |
- |
6,60 |
37,13 |
0,2 |
65,5 |
Коксті (34,5%) |
20,0 |
0,51 |
2,30 |
7,80 |
0,89 |
0,85 |
2,05 |
0,1 |
34,5 |
Қоспа |
21,64 |
1,83 |
20,65 |
8,06 |
0,89 |
7,45 |
39,18 |
0,3 |
100 |
Алынған газдың калориясына тексеру жүргіземіз:
=
30,2
20,65 + 25,8
21,64 + 85,9
8,06 + 143
0,89 = 2000ккал / м3.
Мысал №2
Жану жылуы 2300ккал / м3 домналы, коксты және генераторлы газдан керекті қоспаны алу қажет. Коксты және домналы газдың құрамын жоғарыда келтірілген мысалдан аламыз.
Генераторлы газдың құрамына берілген мысалдар үшін келесілерді қолданамыз: 29% СО; 14% Н2; 2% СН4; 0,6% Н2S; 6% СО2; 3% Н2O; 0,2% О2; 45,2% N2, барлығы 100.
Шешімі:
Генераторлы газдың жану жылуын анықтаймыз:
=
30,2
29 + 25,8
14 + 85,9
2 + 55,2
0,6 = 1442ккал / м3.
Генераторлы газдың шығыны 20% - ға тең және тұрақты етіп аламыз. Коксты газдың шығынын х арқылы белгілейміз, ал домналық газдың шығыны 0,8 - х.
Теңдеу құрамыз:
0,2
+
(0,8
- х) +
=
2300,
мұндағы, х = 0,408.
Бұл жағдайда қоспадағы коксты, домналы және генераторлы газдың шығыны 40,8; 39,2; 20,0% - ға сәйкес келеді. Үш қоспалы газдың құрамы 10.3 - кестеде келтірілген, дегенмен коксты газдың барлық құрамының мәнін 0,408 - ге; домналық газды 0,392, генераторлы газды 0,2 - ге көбейттік.
Кесте 10.3 - Үш қоспаның құрамы, %
Газдар |
Н2 |
Н2О |
СО |
СН4 |
С2Н4 |
CO2 |
N2 |
O2 |
Н2S |
|
Домналық |
0,94 |
0,784 |
10,900 |
0,157 |
- |
3,920 |
22,381 |
0,118 |
- |
39,2 |
Коксті |
23,60 |
0,613 |
2,645 |
9,230 |
1,065 |
1,042 |
2,480 |
0,125 |
- |
40,8 |
Генераторлы |
2,80 |
0,600 |
5,800 |
0,400 |
- |
1,200 |
9,040 |
0,040 |
0,12 |
20,0 |
Қоспа |
27,34 |
1,997 |
19,345 |
9,787 |
1,065 |
6,162 |
33,901 |
0,283 |
0,12 |
100 |
Үш қоспалы газдың жану жылуын тексереміз:
= 30,2 19,345 + 25,8 27,34 + 85,9 9,787 + 143 1,065 + 55,2 0,12 = 2300ккал / м3.