Расчет горения топлива / Rezov_raschet_goreniya_novyi_raschet

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ СТАЛИ И СПЛАВОВ

Кафедра:

Теплофизика и экология

металлургического производства

Домашнее задание по курсу №1

Тема: Расчет горения топлива.

Группа: ЭТ-10-1

Студент: Резов А. С.

Проверил: Прибытков И. А.

МОСКВА 2013

Условие задачи.

Рассчитать процессы сжигания топлива следующего состава:

Состав сухого топлива:

= 82 %

= 1.2 %

Влажность топлива:

Коэффициент избытка воздуха α=1.11.

Степень обогащения воздуха кислородом изменяется от 21 до 25%.

Температура подогрева воздуха изменяется в пределах от 20 до 700°С.

Порядок расчета:

1. Рассчитать количество воздуха необходимого для сжигания единицы топлива.

2. Рассчитать количество образующихся продуктов сгорания топлива.

3. Рассчитать калориметрическую и действительную температур горения топлива.

4. Построить график зависимости количества воздуха для сжигания единицы топлива в зависимости от степени обогощенности воздуха.

5. Построить график зависимости калориметрической температуры горения от коэффициента избытка воздуха.

6. Построить график зависимости калориметрической температуры горения топлива от температуры подогрева воздуха.

7. Рассчитать материальный баланс процесса горения.

Расчетная часть.

2. Переход из сухого состояния топлива во влажное.

Природный газ:

Исправляем ошибку

3. Расчёт количества воздуха необходимого для сжигания единицы топлива.

3.1 Количество кислорода, необходимое для сжигания составляющих топлива:

• 

1 м³ - 2 м³ О₂

79.024 м³ - =158.048 м³

• 

1 м³ H₂ - 0.5 м³ О₂

2.027 м³ - = 1.013 м³

• 

1 м³ - 3 м³

0.193 м³ - = 0.579 м³

• 

1 м³ - 0.5 м³

1.158 м³ - =0.579 м³

3.2 Суммарное количество требуемое для сжигания 100 природного газа (теоретически):

3.2.1 Суммарное количество требуемое для сжигания 1 природного газа

3.3Теоретическое количество азота

3.4 Теоретическое количество воздуха :

3.5 Действительное количество воздуха:

4. Расчет количества образовавшихся продуктов сгорания топлива.

4.1 Количества воды и диоксида углерода, образовавшихся в процессе сжигания составляющих топлива:

• 

1 м³ - 1 м³

79.024 м³ -

1 м³ - 2 м³

79.024м³ -

• 

о

о

о

1 м³ - 1 м³

2.1 м³ -

• 

1 м³ - 2 м³

0.193 м³ -

1 м³ - 2 м³

0.193 м³ -

• 

1 м³ - 1 м³

1.158 м³ -

4.2 Общее количество продуктов сгорания составит:

4.2.1 При α=1

Теоретический объем продуктов сгорания:

4.2.2 При α=1.11

Определим количество избыточного кислорода

=1.78 1.60=0.18

Действительный объём продуктов сгорания при α=1.11

5. Расчет химического состава продуктов сгорания.

5.1 При α=1

∑= 100%

5.2 При α=1.11

Химический состав продуктов сгорания при α=1.11

∑= 100%

5. Расчет калориметрической температуры T_К горения топлива.

6.1 Низшая теплота сгорания топлива:

При

Зададим

Так как , то задаем

Зададим

Рассчитаем в соответствии по формуле интерполяции

5. График зависимости между количеством воздуха необходимого для сжигания единицы топлива от степени обогащения кислородом.

α=1.11

7.1 Объемы воздуха, идущего на процесс горения, в зависимости от степени обогащения топлива

7.1.1Коэффициент обогащения кислородом воздуха, идущего на горение:

7.1.2 При k =3.762 количества воздуха составит:

7.1.3 Коэффициент обогащения кислородом воздуха, идущего на горение

7.1.4 При k = 3.545 количества воздуха составит:

7.1.5 Коэффициент обогащения кислородом воздуха, идущего на горение

7.1.6 При k = 3.348 количества воздуха составит:

7.1.7 Коэффициент обогащения кислородом воздуха, идущего на горение

7.1.8 При k = 3.167 количества воздуха составит:

7.1.9 Коэффициент обогащения кислородом воздуха, идущего на горение

7.1.10 При k = 3 количества воздуха составит:

5. График зависимости калориметрической температуры от коэффициента избытка воздуха.

8.1 Неизменные величины

8.1.1 Низшая теплота сгорания топлива:

8.1.2 Энтальпия воздуха

8.1.3 Физическая теплота подогретого воздуха

8.1.4 Температура подогретого воздуха

8.2 Объемы воздуха, идущего на процесс горения, в зависимости от коэффициента избытка воздуха

8.2.1 При α=1

Определим количество избыточного кислорода

= =0

Определим действительное количество азота

Определим действительное количество воздуха

Действительный объём продуктов сгорания

Зададим

Так как , то задаем

Зададим

Рассчитаем в соответствии по формуле интерполяции

8.2.2 При α=1.05

Определим количество избыточного кислорода

=1.68 1.60=0.08

Определим действительное количество азота

Определим действительное количество воздуха

Действительный объём продуктов сгорания

Зададим

Так как , то задаем

Зададим

Рассчитаем в соответствии по формуле интерполяции

8.2.3 При α=1.1

Определим количество избыточного кислорода

=1.76 1.60=0.16

Определим действительное количество азота

Определим действительное количество воздуха

Действительный объём продуктов сгорания

Зададим

Так как , то задаем

Зададим

Рассчитаем в соответствии по формуле интерполяции

8.2.4 При α=1.15

Определим количество избыточного кислорода

=1.84 1.60=0.24

Определим действительное количество азота

Определим действительное количество воздуха

Действительный объём продуктов сгорания

Зададим

Так как , то задаем

Зададим

Рассчитаем в соответствии по формуле интерполяции

8.2.5 При α=1.2

Определим количество избыточного кислорода

=1.92 1.60= 0.32

Определим действительное количество азота

Определим действительное количество воздуха

Действительный объём продуктов сгорания

Зададим

Так как , то задаем

Зададим

Рассчитаем в соответствии по формуле интерполяции

5. Построить график зависимости калориметрической температуры горения топлива от температуры подогрева воздуха.

9.1 Неизменные величины

9.1.1 α=1.11

9.1.2

9.1.3

9.1.4

9.2 При Т_{подогрева}=300

Энтальпия воздуха

Физическая теплота подогретого воздуха

Зададим

Так как , то задаем

Зададим

Рассчитаем в соответствии по формуле интерполяции

9.3 При Т_{подогрева}=400

Энтальпия воздуха

Физическая теплота подогретого воздуха

Зададим

Так как , то задаем

Зададим

Рассчитаем в соответствии по формуле интерполяции

9.4 При Т_{подогрева}=500

Энтальпия воздуха

Физическая теплота подогретого воздуха

Зададим

Так как , то задаем

Зададим

Рассчитаем в соответствии по формуле интерполяции

9.5 При Т_{подогрева}=600

Энтальпия воздуха

Физическая теплота подогретого воздуха

Зададим

Так как , то задаем

Зададим

Рассчитаем в соответствии по формуле интерполяции

9.6 При Т_{подогрева}=700

Энтальпия воздуха

Физическая теплота подогретого воздуха

Зададим

Так как , то задаем

Зададим

Рассчитаем в соответствии по формуле интерполяции

5. Расчет материального баланса.

, где молекулярная масса компонента, количество компонента:

10.1 Поступило А:

+исх. сост:

Итого – 261.874

10.2 Получено Б:

Итого – 261.226 кг

Ошибка

Так как , расчет принимается.

Список использованных источников.

1. И.А. Прибытков, И.А. Левицкий “ Теория основы теплотехники ”.

2. К. Ф. Роддатис, А. Н. Полтарецкий “ Справочник по котельным установкам малой производительности “.

3. Г.С. Сборщиков , С.А. Крупенников “Теплотехника : расчет и конструирование элементов промышленных печей” Учебно-методическое пособие №1710 // М.: МИСиС – 2004 г, 146-150 с

4. С. Н. Гущин “ Расчет горения топлива” 1995 г.