МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

Прощекальников д.В Лабораторные занятия к дисциплине «Источники энергии теплотехнологии»

(Методические указания)

Казань-2008

УДК 662.61+621.181.7

Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Источники энергии теплотехнологии». Сост. Прощекальников Д. В.

Казань, Казанский Государственный Энергетический Университет,

2008-38 с.

В методических указаниях приведены четыре лабораторных работы и задания для выполнения студентами. В каждой работе приведены алгоритмы расчета и обработки экспериментальных данных.

Методические указания рекомендованы для студентов специальности 140 105.65 «Энергетика теплотехнологии».

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение….……………………………………………………………..4

2. Моделирование процесса конверсии в трубчатом реакторе………….5

3. Определение температуры горения топлив …………………………10

4. Изучение процесса термического разложения в печи пиролиза ……16

5. Отбор экстра пара в выпарной установке…………………………….31

Литература…………………………………………………………………24

Введение.

Лабораторные занятия по курсу «Источники энергии теплотехнологии» проводятся в соответствии с программой курса в объеме 16 аудиторных часовпо учебному плану о специальности 140 105.65 «Энергетика теплотехнологии».

С целью развития навыков и умения самостоятельно решать задачи выпускной квалификационной работы, рекомендуется использовать все приведенные варианты условий выполнения лабораторных работ по изучению теплотехнологических процессов и выбора конструкции оборудования.

Настоящие методические указания помогут студентам овладеть методикой и алгоритмами решения отдельных задач при выполнении лабораторных работ по курсу «Источники энергии теплотехнологии».

Лабораторная работа №1

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА КОНВЕРСИИ

В ТРУБЧАТОМ РЕАКТОРЕ

Цель: Составить материальный и тепловой баланс в трубчатом реакторе конверсии метана водяным паром. Проанализировать экономическую эффективность процесса посредством установления зависимости расходного коэффициента K=H₂/ (H₂O + CH₄) от конверсии СО и СН4.

Схема установки

1- линии подачи исходного сырья, 2 – смеситель, 3 – трубчатый реактор , 4 – линия подачи воздуха, 5 – выход реакционной смеси

3

СН4(90%), СО₂(10%).

4

Смеситель Т_н=105⁰С

1

Воздух 2

Н₂О

Реакционная смесь Т_к=900⁰К

5

Описание установки

В смеситель 2 подают природный газ и воду. Паро-газо-водяная смесь поступает в смеситель подогретой до температуры T=105⁰C. Проходя смеситель, исходная смесь с направляется в трубчатый реактор 3, где протекают реакции I-III. Для подержания теплового баланса в реактор подают кислород по воздушной линии 4. Продукты реакции выходят и охлаждаются в холодильнике 5.

(I) CH₄ + H₂O = CO + 3H₂ - Q₁ (Q₁ = 206200 кДж/к моль)

(II) CO + H₂O = CO₂ + H₂ + Q₂ (Q₂ = 500000 кДж/к моль)

(III) CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂O + Q₃ (Q₃ = 890950 кДж/к моль)