- •Тема 16. Котельные установки……………..………………………………149
- •Тема 17. Использование вэр и охрана окружающей среды………..…..170
- •Введение
- •Часть 1. Термодинамика
- •Тема 1. Основные понятия и определения
- •Предмет и метод термодинамики
- •Объект изучения термодинамики
- •1.3 Параметры состояния термодинамической системы
- •1.4 Уравнение состояния идеального газа. Понятие об идеальных и реальных газах
- •1.5 Газовые смеси
- •1.6 Термодинамический процесс
- •Тема 2. Первый закон термодинамики
- •2.1 Аналитическое выражение первого закона термодинамики. Частные случаи закона
- •2.2 Внутренняя энергия системы
- •2.3 Работа расширения и pv-диаграмма для изображения работы
- •2.4 Работа и теплота
- •2.5 Теплоемкость газов
- •2.6 Энтальпия
- •Тема3. Второй закон термодинамики
- •3.1 Общая характеристика
- •3.2 Энтропия и математическое выражение второго закона
- •3.3 III начало термодинамики
- •3.4 Т,s диаграмма для изображения теплоты
- •3.5 Физический смысл энтропии
- •3.6 Основное уравнение термодинамики и вычисление энтропии
- •Тема. 4 термодинамические процессы идеальных газов в закрытых системах
- •4.1 Изохорный процесс
- •4.2 Изобарный процесс
- •4.3 Изотермический процесс
- •4.4 Адиабатный процесс
- •4.5 Политропный процесс
- •Тема 5. Термодинамические циклы
- •5.1 Круговые процессы
- •5.2 Термодинамическая схема теплового двигателя
- •5.3 Прямой цикл Карно
- •5.4 Обратный цикл Карно
- •Тема 6. Циклы паросиловых, холодильных установок и теплового насоса
- •6.1 Циклы паросиловых установок. Цикл Ренкина
- •6.2 Циклы холодильных установок
- •6.3 Цикл теплового насоса
- •6.4 Эксергия. Эксергический анализ
- •Тема7. Теоретические циклы двигателей внутреннего сгорания
- •7.1 Цикл Отто
- •7.2 Цикл Дизеля
- •7.3 Цикл Тринклера (или Сабатэ)
- •Тема8. Термодинамика потока газов и паров
- •8.1 Уравнение первого закона термодинамики для потока
- •8.2 Истечение газов и паров
- •8.3 Дросселирование. Температура инверсии
- •Часть 2. Теория тепло и массообмена
- •Тема 9. Основы теории теплообмена
- •9.1 Введение. Теплопроводность
- •9.2 Закон Фурье – основной закон теплопроводности
- •9.3 Теплопроводнсть плоской однородной, однослойной стенки
- •9.4 Теплопроводность многослойной стенки
- •9.5 Теплопроводность цилиндрической стенки.
- •Тема10. Конвективный теплообмен
- •10.1 Понятие теплообмена. Закон Ньютона Рихмана
- •10.2 Критерии подобия
- •10.3 Теплоотдача при вынужденном движении теплоносителя
- •10.4 Теплоотдача при свободном движении теплоносителя
- •10.5. Теплоотдача при кипении
- •10.6 Теплоотдача при конденсации пара
- •Тема11. Теплопередача чарез стенку
- •11.1 Понятие теплопередачи, теплопередача через плоскую стенку.
- •11.2 Уравнение теплопередачи.
- •11.3 Теплопередача через цилиндрическую стенку
- •Тема12. Лучистый теплообмен
- •12.1 Понятие лучистого теплообмена
- •12.2 Законы лучистого теплообмена
- •12.3 Теплообмен излучением системы тел в прозрачной среде
- •Тема13. Водяной пар
- •13.1 Процесс парообразования в pv-координатах
- •13.2 Ts и hS диаграмма водяного пара
- •13.3 Параметры состояния жидкости и пара
- •Тема14. Влажный воздух
- •14.1 Понятие влажного воздуха, его характеристики
- •14.3 Сушка материала
- •Тема15. Топливо
- •15.1 Классификация топлива
- •15.2 Состав топлива
- •15.3 Характеристики топлива.
- •15.4. Примеры твердого, жидкого, газообразного топлива.
- •15.5 Процесс горения топлива
- •15.6 Состав и объем продуктов сгорания.
- •15.7 Нефтяные топлива.
- •15.8 Понятие детонации, октанового числа и цетанового числа.
- •Тема16. Котеьные установки
- •16.1 Понятие котла и котельной установки
- •16.1 Паровой котёл и его основные элементы
- •16.3 Паровые и водогрейные котлы
- •16.4 Вспомогательное оборудование
- •16.5 Топка, топочные устройства
- •16.6 Котлы утилизаторы
- •16.7 Тепловой баланс горения
- •Тема17. Использование вэр и охрана окружающей среды
- •17.1 Понятия вэр
- •17.2 Классификация вторичных энергетических ресурсов в промышленности
- •17.3 Использование вторичных энергетических ресурсов промышленности
- •17.4 Расчет вэр на экономическую эффективность
- •Заключение.
14.3 Сушка материала
Разберем процесс сушки. Сушкой называют процесс, направленный на удаление из материалов влаги. Наибольшее распространение в сельском хозяйстве получили сушильные установки, в которых удаление влаги производится конвективным потоком теплоты. Основными элементами такой сушилки являются калорифер, где происходит нагрев воздуха, служащего агентом сушки, и сушильная камера, в которой происходит удаление влаги из высушиваемого материала.
Рис. 14.3 Изображение процессов в сушильной установке на hd- диаграмме
Пустъ точка 1 (рис.14.3) изображает состояние воздуха перед калорифером. Процесс подогрева влажного воздуха в калорифере протекает при постоянном влагосодержании, а следовательно, изобразится на диаграмме вертикальной линией (процесс 1-2). При этом температура и энтальпия воздуха увеличиваются, а относительная влажность уменьшается. Разность h1 – h2 указывает на количество теплоты, которое расходуется в калорифере на подогрев (1+d) влажного воздуха от температуры t1 до температуры t2 . Затем воздух с параметрами h2, t2, d2, φ2 поступает в сушильную камеру. Испаряемая из высушиваемого материала влага поступает в сушильный агент (воздух). Теоретический процесс сушки протекает при постоянной энтальпии (процесс 2-3). Разность влагосодержаний d3-d2 определяет количество влаги, которое уносится из сушильной камеры (1+d) кг воздуха.
Тема15. Топливо
15.1 Классификация топлива
Основной источник энергии, используемой человеком, — топливо (горючее вещество), которое сжигают для получения необходимого количества теплоты (рисунок 15.1).
По агрегатному состоянию топливо разделяют на твердое, жидкое и газообразное. Оно может быть органическим и ядерным, а по происхождению – естественным и искусственным.
В органическом топливе теплота выделяется в результате реакций соединения горючих составляющих с окислителем — кислородом воздуха.
В ядерном топливе — при реакциях распада атомных ядер некоторых изотопов трудных элементов (урана U235 да U23, плутония Рu239).
Органическое топливо — горючее, ядерное — расщепляемое.
Органическое топливо разделяют на ископаемое естественное и искусственное. Ископаемое естественное топливо является продуктом биологических и химических преобразований вещества растений и микроорганизмов, которые существовали миллионы лет тому назад. Оно сконцентрировано в недрах Земли.
Искусственное органическое топливо создано человеком путем соответствующей переработки естественных соединений. Искусственное топливо разделяют на композиционное и синтетическое. Композиционное топливо представляет собой механическую смесь горючих (например, пропан-бутан). Синтетическое топливо — это продукт термохимической переработки горючих веществ, в результате которой они приобретают новые свойства, удовлетворяющие потребителя в большей степени. К синтетическому топливу относят: продукты переработки нефти; жидкое топливо, которое получают из угля; этанол из растительности и т. п.
Рис. 15.1 – Классификация топлива
Для теплоснабжения сельского хозяйства в основном используют естественное органическое топливо.
Понятие «топливо» является не только техническим, но и экономическим и экологическим, поскольку в каждом конкретном случае его использование может быть эффективным. Причем, при сжигании топлива необходимо стремиться как можно меньше загрязнять окружающую среду.
Классификация основных видов топлива по его происхождению и агрегатному состоянию приведена в таблице 15.1.
Таблица 15.1 – Основные виды топлива
Агрегатное состояние топлива |
Происхождение топлива |
|
естественное |
искусственное |
|
Твердое
|
Ископаемое (торф, бурый и каменный уголь, антрацит, горючие сланцы), дрова, отходы сельскохозяйственного производства |
Кокс, полукокс, торфяные и каменноугольные брикеты, древесный уголь
|
Жидкое |
Нефть
|
Топочные мазуты, топливо печное бытовое, дизельное, соляровое масло, бензин и т. п. Продукты переработки твердого топлива. Синтетическое топливо. Газ – генераторный, доменный, коксовый и др. |
Газообразное
|
Естественный и попутный газ |
Пропан-бутановая смесь. Биогаз |