13

Міністерство освіти і науки України

ЗАВДАННЯ № 1

1. Скласти графічний алгоритм для обчислення повного згоряння газоподібного палива даного складу або суміші з двох газів.

Задається : склад кожного з двох газів, % :

СО, СО₂, СН₄, С_mН_n, Н₂, Н₂S, N₂, О₂;

W_I, W_II - вологість газів, г/м³;

- теплотворна здібність суміші, МДж/м³;

α - коефіцієнт надлишку повітря.

Як результат обчислювань виводиться дійсна кількість повітря, необхідного для згоряння L_д, м³/м³; склад диму, %; щільність диму у нормальних умовах, ρ_д ; калориметрична температура згоряння t_k.

Розрахунки здійснюються за наступними формулами:

1. Визначення складу вологих газів.

Зміст Н₂О в газах, % :

; ;

де 803,6 - щільність водяного пару в нормальних умовах, г/м³.

Коефіцієнти переліку складу сухих газів на вологі:

; ;

Склад вологих газів, % :

R_iO_jI^вл = R_iO_jI^сух К_I ; R_iO_jII^вл = R_iO_jII^сух К_II ;

де R_iO_jI^сух, R_iO_jII^сух - зміст хімічних компонентів в сухих газах, %.

Теплоти згоряння газів, МДж/м³:

; ,

де теплота згоряння від’ємних горючих складуючих компонентів, МДж/м³.

2. Визначення відсоткового складу суміші газів.

Доля першого газу в газовій суміші:

.

Зміст сумішного газу, %:

R_iO_j^см = Х(R_iO_jI^вл - R_iO_jII^вл) + R_iO_jII^вл .

1.3. Теоретично необхідна кількість повітря для згоряння, м³/м³:

де і т.д.– зміст хімічних компонентів в газовій суміші,%.

1.4. Дійсна кількість повітря, м³/м³:

L_д=L_о α.

1.5. Обсяг диму, м³/м³

1.6. Склад диму, %:

Якщо не дорівнює 100%, розбіжність зноситься до найбільшого компоненту у сладі диму, наприклад N₂.

1.7. Щільність диму у нормальних умовах, кг/м³:

ρ_д=

де молекулярна маса компонента диму, кг/моль (вибирається з періодичної системи елементів Д.І.Мендєлєєва).

1.8. Калориметрична температура згоряння, ^оС:

t_k=

Визначення t_k ускладнюється тим, що теплоємність необхідно вибирати з додатку ( таблиця 8 ) при невизначеній t_k. Тому розрахунок треба вести методом послідовного приближення. Задаючись приблизними значеннями температури диму t^’, t^’’ і т.д., порівнюють раніш прийняту t^’ з розрахунковою t_k до тих пір, доки не виконається вимога ││∙100% ‹ 5%.

2. За складеним алгоритмом побудувати програму на алгоритмічній мові “BASIC” чи “PASCAL”.

3. Виконати розрахунок горіння суміші газоподібних палив, використуючи дані з таблиці 1 згідно до номеру варіанту, відповідно до номеру у груповому журналі. Додаткову інформацію, потрібну для розрахунків, необхідно вибирати з таблиць 2…5. Наприклад , варіант завдання кд(2.6), t_г=25 ⁰С, α=1,22 означає, що студент буде розраховувати повне згоряння коксо-доменої суміші , коксова складова якої вибирається з талиці 4 (склад коксового газу під номером 2) , а домена складова суміші - з таблиці 3 (склад доменого газу під номером 6 ) ; далі з таблиці 5 вибирається відповідна вологість газів при температурі 25 ⁰С і проводиться розрахунок повного згоряння суміші для коефіцієнта надлишку повітря α=1,22.

ЗАВДАННЯ № 2

1. Використовуючи результати розрахунків попереднього завдання № 1 та початкові дані з таблиці 6 (згідно до номеру варіанта студента у груповому журналі), скласти графічний алгоритм для розрахунку циліндричного радіаційного

рекуператора з зустрічним рухом газів.

Задається: V_в, V_д – відповідно кількість повітря та диму, м³/годину;

W_в, W_д – відповідно швидкості руху повітря та диму, м/с;

n – втрати тепла у навколишнє середовище, %;

t , t, t, - відповідно початкова температура диму, початкова та кінцева температури повітря, ^оС; приймаємо

t = f(t_k) t= f(t_k) t= f(t_k)

де t_k - калориметрична температура горіння ( з результатів попереднього розрахунку завдання № 1 );вигляд функцій f приведено у таблиці 6;

СО₂, Н₂О, SO2– зміст випромінюючих газів у диму, % ; ( з результатів попереднього розрахунку завдання № 1, помножених на відповідні коефіцієнти таблиці 6 );

Розрахувати геометричні параметри рекуператору.

Розрахунки здійснюються за наступними формулами:

1.1. Балансові розрахунки та визначення кінцевої температури продуктів згоряння (відповідні теплоємності повітря та продуктів згоряння вибираються для необхідної температури з додатку таблиці 8 ):

- кількість тепла, вносимого повітрям в рекуператор, :

Q = V_в  С  t ;

- кількість тепла, що виноситься повітрям із рекуператору,:

Q = V_в  С  t

- кількість тепла, яка акумулюється повітрям, :

Q_в = Q - Q

- кількість тепла у продуктах горіння при вході в рекуператор, :

Q = V_д  C  t

- кількість тепла, яке віддають продукти горіння повітрю з врахуванням n % втрат тепла у навколишнє середовище, :

Q_д =

- кількість тепла у продуктах горіння при виході з рекуператору, :

Q = Q - Q_д

- температура продуктів горіння при виході з рекуператора (визначається методом послідовних наближень; початкове значення теплоємкості продуктів горіння приймається при температурі t = ), ^оС:

t =