(1.2, Приложение 4), Н.Н.Хмельницкий (1.1, Приложение 1), О.Н.Попова, Т.В.Шилова, Т.К.Янина (оформление и машинописные работы)

ОСНОВНЫЕ ПРИНЯТЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

C, H, S, N, O - содержание соответственно углерода, водорода, горючей серы, азота и кислорода в угле на сухое беззольное состояние, % по массе;

C, H, S, N, O - содержание соответствующих элементов в угле на рабочее состояние, % по массе;

W - общая влага угля (влажность) на рабочее состояние, % по массе;

A, A - зольность угля соответственно, на сухое состояние и рабочее состояние, % по массе;

К- коэффициент пересчета показателей угля с одного состояние на другое;

V - выход летучих на сухое беззольное состояние угля, % по массе;

Q, Q, Q- низшая теплота сгорания топлива на соответственно сухое беззольное, сухое состояние и рабочее состояние, Дж/нм (кДж/нм, МДж/нм) у газообразного топлива и Дж/кг (кДж/кг, МДж/кг) у жидкого и твердого топлив;

Q, Q, Q - высшая теплота сгорания топлива на соответствующее состояние, Дж/нм (кДж/нм, МДж/нм) у газообразного топлива и Дж/кг (кДж/кг, МДж/кг) у жидкого и твердого топлив;

нм- нормальный метр кубический, единица измерения объема газа, находящегося при нормальных физических условиях: Т=Т=273,15 К=0 С и Р=Р=101325 Па =1 атм =1,01325 бар;

= относительная погрешность определения физической величины, % от точного значения этой физической величины;

Э- тепловой калорийный эквивалент;

V, V- приведенный к нормальным физическим условиям теоретический объем, соответственно, сухого и влажного воздуха, необходимый для полного сгорания 1 кг (1 нм) рабочей массы (объема) топлива с - 1,0, нм/кг топлива или нм/ нм топлива;

- коэффициент избытка воздуха в продуктах сгорания или газификации;

d, d - влагосодержание, соответственно, воздуха и газа (продукты сгорания или газификации угля), кг п.в./ нм с.в. – сухой воздух, с.г. – сухой газ;

W - влажность газа (продукты сгорания или газификации) , % по объему;

а, х, , в – обобщенные статистические коэффициенты, установленные для природных углей Я.Л.Пеккером;

- плотность газа (продукты сгорания или газификации) при соответствующих физических условиях, кг/ нм или кг/ м;

N, CO, O, SO, CH, CH, CH, HS – содержание, соответственно, азота, диоксида углерода, кислорода, диоксида серы, метана, непредельных углеродов, этилена, сероводорода в сухой газовой смеси, % по объему;

V, V, VV - приведенные к нормальным физическим условиям теоретический объем, соответственно, сухих и влажных продуктов полного сгорания 1 кг рабочей массы угля в воздухе, соответственно, с = 1,0 и > 1,0 , нм/кг угля;

V, V, V, V - приведенные к нормальным физическим условиям объемы, соответственно, азота, диоксидов углерода, кислорода и серы, паров воды, получаемые при полном сгорание 1 кг рабочей массы угля в воздухе с - 1,0 нм/кг угля;

V, V, V, V, V- приведенные к нормальным физическим условиям объемы соответствующих газов, получаемые при полном сгорании 1 кг рабочей массы угля в воздухе с > 1,0 нм/кг угля;

- объемная доля соответствующего i-го газа в продуктах сгорания или газификации угля;

- плотность при соответствующих физических условиях i-го газа, входящего в состав продуктов сгорания или газификации угля, кг/нм или кг/м;

- средняя молярная масса газовой смеси, кг/кмоль;

R , R- удельная, Дж/(кг•К) и молярная, Дж/(кмоль•К) газовая постоянная газа или газовой смеси;

q, m- молярная и массовая доля i-го газа в газовой смеси;

Ср.о, Ср.у, Ср.т - средняя изобарная объемная кДж/(нм•К), удельная, кДж/(кг•К) и молярная, кДж/(кмоль•К) теплоемкость продуктов сгорания или газификации;

Т - текущая температура, К;

Р - текущее давление, Па;

- кинематическая, м/с и динамическая , Па•с вязкость продуктов сгорания или газификации;

- кинематическая вязкость i-го газа, входящего в состав продуктов сгорания или газификации, м/с;

, , - объемные доли в продуктах полного сго­рания в воздухе соответственно сухих продуктов полного сгора­ния углей с = 1,0, паров воды и избыточного сухого воздуха;

, , - кинематическая вязкость, соответственно, сухих продуктов полного сгорания углей в воздухе = 1,0, паров воды и сухого воздуха, м/с;

- коэффициент теплопроводности продуктов сгорания или газификации угля, кВт/м•K);

, - коэффициент теплопроводности i-го газа, входя­щего в состав продуктов сгорания или газификации угля, соот­ветственно при температуре Т>Т0 = 273,15 К и Т =Т в 273,15 К, кВт/(м•К);

-.коэффициент теплопроводности продуктов сгорания или газификации на сухое состояние при Т = Т = 273,15 К, кВт/(м•к);

, . - объемные доли соответственно сухих про­дуктов полного сгорания углей в воздухе с = 1,0 и избыточно­го сухого воздуха в сухих продуктах полного сгорания углей в воздухе с = 1,0;

С- истинная изобарная объемная теплоемкость продуктов сгорания или газификации, кДж/(нмК);

P- критерий Прандтля;

k, k - показатель адиабаты продуктов сгорания или гази­фикации и их i-го газового компонента;

V - приведенный к нормальным физическим условиям тео­ретический объем сухих продуктов газификации 1 кг рабочей мас­сы угля, нм/кг угля;

V - приведенный к нормальным физическим условиям теоре­тический объем воздуха, расходуемый на газификацию 1 кг рабо­чей массы угля, нм/кг угля;

Q, Q, Q, Q - приведенный к нормальным физическим

условиям теоретический объемный расход, соответственно, сухого и влажного воздуха, сухого и влажного газа (продукты сгорания или газификации), нм³/кг угля;

G - массовый расход воды, поступающей в продукты сго­рания или газификации, кг/с;

V, V-приведенный к нормальным физическим услови­ям общий объем, соответственно, поданного на газификацию воз­духа и полученных сухих продуктов газификации, нм³;

К- средний за рассматриваемый период времени полный ко­эффициент потерь продуктов сгорания или газификации;

q - удельный ' внешний водоприток в блок сжигания угля или подземный газогенератор, кг воды/кг угля;

T, T - температура воздуха и газа (продукты сгорания или газификации), К;

М- масса воды и шлаков, кг;

С - средняя изобарная теплоемкость золы и шлаков, кДж/(кг•К);

С - средняя изобарная объемная теплоемкость атмосферного воздуха, кДж/(нм³•К); .

С - средняя изобарная удельная теплоемкость угля, кДж/(кг•К);

- средняя скорость движения потока газа (продукты сгорания или газификации) в подземном канале, м/с;

R- критерий Рейнольдса;

d, d- средней по длине рассматриваемого подземного ка­нала коэффициент теплоотдачи, соответственно, конвекцией и за счет излучения, кВт/(м²•К) или Вт/(м²•К);

T, T- температура газа (продукты сгорания или газификации) на входе в рассматриваемый подземный канал, на выходе из него и средний по длине этого канала, К;

- коэффициент шероховатости стенок подземного канала;

a, a- степень черноты излучаемого потока высокотемпе­ратурного газа и стенок канала, по которому он движется;

T - начальная температура стенок подземного канала, К;

S- эффективная длина пути луча излучающего газового потока, м;

V, S объем, м³ излучающего газового потока и пло­щадь, м² стенок канала, ограничивающих излучающий газовый по­ток;

1. Состав и свойства углей и продуктов их сгорания и газификации

1.1. Состав и свойства углей

Задание 1. Используя справочные данные по элементному составу угля на сухое беззольное состояние и данные его техни­ческого анализа по влажности W^rt и зольности A^d, определить состав угля на рабочее состояние, на основе которого определя­ются показатели процессов сгорания и газификации угля в под­земных условиях. Исходные данные для выполнения задания взять из приложения 1 соответствии с заданным преподавателем ва­риантом задания.

Задание 2. Используя справочные данные по элементному составу угля на сухое беззольное состояние и данные его техни­ческого анализа по влажности W^rt и зольности A^d, определить низшую теплоту сгорания угля на рабочее состояние Q^ri. Расчеты сделать по формуле Д.И.Менделеева и бывшего Всесоюзного тепло-технического института (ВТИ). Обе рассчитанные величины Q^ri сравнить с экспериментальным значением Q^r, приведенным в при­ложении 1. Сделать оценку погрешности расчетов Q^ri по обеим формулам. Исходные данные для выполнения задания взять из приложения 1 в соответствиии с заданным преподавателем вариантом.

Задание 3. Используя данные технического анализа угля по влажности W^rt, ' зольности A^d и выходу летучих V^daf, определить низшую теплоту сгорания на рабочее состояние Qi^r. Задание выполнить двумя методами:

при использовании полинома Q_idaf=f(v^daf) 2-й степени;

при использовании полинома Qi^daf=f(V^daf) 4-й степени.

Сделать оценку погрешности определения обоими метода­ми. Исходные данные для выполнения задания взять из приложе­нии 1 в соответствии с заданным преподавателем вариантом.

Задание 4. Определить, какова будет величина низшей теплоты сгорания угля на рабочее состояние Q^ri, если в результате изменений условий его разработки величина A^d угля изменилась х абсолютных процентов, a W^rt на Y абсолютных процентов.

Исходные величины W^rt и A^d взять ив приложения 1 в соответс­твии с заданным преподавателем вариантом , величины X и Y ваять из табл. 1.1 также согласно заданному варианту. Знак ми­нус в табл. 1.1 означает уменьшение показателя на указанное число абсолютных процентов.

Таблица 1.1
Вариант	Х,%	Y , %	Вариант	Х,%	Y , %	Вариант	Х,%	Y , %
1	-1	2	11	-5	1	21	-3	2
2	-2	2	12	0	2	22	-4	-1
3	3	3	13	1	3	23	5	0
4	-2	-5	14	2	4	24	0	4
5	-I	3	15	3	-1	25	1	-5
6	0	5	16	4	-2	26	2	1
7	-1	-1	17	5	-3	27	3	2
8	-2	-2	18	6	-4	28	4	3
9	-3	-3	19	-1	-5	29	1	3
10	-4	-4	20	-2	2	30	2	4

Задание 5. В результате прорыва подземных вод W^rt угля в пределах подземного газогенератора увеличилась на Y абсолютных процентов. Определить насколько из-за этого изменится запас условного топлива в газогенераторе, если в нем было оконтурено 100000 тонн угля. Исходные данные для выполнения задания взять из приложения 1 в соответствии с заданным вариантом. Величи­ну Y взять из табл. 1.2 также согласно этому варианту.

Вариант	Y,%	Вариант	Y,%	Вариант	Y,%	Вариант	Y,%	Вариант	Y,%
1	2	7	6	13	9	19	2	25	7
г	4	8	4	14	11	20	4	26	9
3	8	9	2	15	9	21	6	27	8
4	8	10	3	16	7	22	8	28	7
5	10	11	5	17	5	23	3	29	6
6	8	12	7	18	3	24	5	30	5