Федеральное агентство по образованию

Российской Федерации

Вологодский государственный технический университет

Кафедра теплогазоснабжения и вентиляции

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Дисциплина: Теплогенерирующие установки

Вариант 12

Выполнил: Посохин А.В.

Группа: ЗСТ-31

Проверил: Синицин А.А.

Вологда

2007 г.

Основные формулы и выражения

1. Пересчет масс топлива

Твердое топливо может быть представлено различными массами. В практической работе будут использоваться следующие составы топлива:

1. Рабочая масса:

С^р + Н^р + О^р + N^р + S^р +А^р + W^р = 100%, (1)

где С^р, Н^р , О^р , N^р , S^р – элементарный состав твердого топлива: углерод, водород, кислород, азот и сера соответственно по рабочей массе, %

А^р – золосодержание в твердом топливе, %

W^р – влагосодержание в твердом топливе, %

2. Сухая масса:

С^с + Н^с + О^с + N^с + S^с +А^с = 100%, (2)

3. Горючая масса:

С^г + Н^г + О^г + N^г + S^г = 100% (3)

Пересчет масс осуществляется по следующему выражению:

Z^иск = Z^исх ∙ Э, (4)

где Z^иск – искомое содержание элемента, %

Z^исх – исходное содержание элемента, %

Э – эквивалент пересчета масс топлива, определяемый по таблице.

2. Определение состава по рабочей массе для комбинированного двухкомпонентного топлива:

Z^р_км = b∙ Z^р₁ + (1-b) ∙ Z^р₂, (5)

где - Z^р_км – процентное содержание определенного элемента в смеси по рабочей массе, %

Z^р₁ , Z^р₂ – процентное содержание того же элемента по рабочей массе в первом и втором топливах, входящих в смесь, %

b – массовая доля одного из компонентов, определяемая из выражения:

b = , (6)

где М₁, М₂ – массы первого и второго топлива соответственно в смеси, кг

3. Определение теплоты сгорания твердого топлива, кДж/кг:

= 338 С^р + 1025 Н^р – 108,56 (О^р – S^р) – 25 W^р (7)

4. Определение теплоты сгорания газа, кДЖ/м³:

= 108 Н₂ + 126,3СО +235 Н₂S + 358,2 СН₄ + 590,6 С₂Н₄ + 637,3 С₂Н₆ + 859,8 С₃Н₆ +

+ 912,3 С₃Н₈ + 1134 С₄Н₈ + 1186,2 С₄Н₁₀ + 1460 С₅Н₁₂ + 1403 С₆Н₆ (8)

5. Расчет плотности газа:

ρ = 0,01∙ (0,716 СН₄ + 1,342 С₂Н₆ + 1,967 С₃Н₈ + 2,593 С₄Н₁₀ + 3,218 С₅Н₁₂ +

+ 1,964 СО₂ + 1,251 N₂) (9)

6. Вычисление времени работы топки, ч

τ = , (10)

где τ – время работы топки, ч;

В_m – расход топлива на топку, кг/ч

В_у – условный расход топлива, кг, определяемый как соотношение

В_у = В , (11)

где В – количество сгораемого топлива, кг;

( ) _уm – низшая теплота условного топлива, 7000 ккал/кг или 29300 кДж/кг.

7. Определение расхода воздуха:

Для жидких и твердых топлив, м³/кг:

V^o = 0,0889 ∙ (С^р + 0,375 S^р_ор+к) + 0,265 Н^р – 0,0333 О^р (12)

Для газообразных топлив, м³/м³:

V^o = 0,0476 ∙ (0,5 СО₂ + 0,5 Н₂ + 1,5Н₂S + ∑ (m + n/4) ∙ С_mH_n – О₂) (13)

8. Объем продуктов горения:

Теоретический объем продуктов горения V^o_г, м³/кг, м³/м³:

V^o_г = V_RO2 + V^o_H2O + V^o_N2 , (14)

где V_RO2 – объем трехатомных газов, м³/кг, м³/м³;

V^o_H2O – объем водяных паров, м³/кг, м³/м³;

V^o_N2 – объем паров азота, м³/кг, м³/м³.

В реальных условиях при расчете процессов горения необходимо учитывать существующий избыток воздуха в топочном устройстве, определяемый коэффициентом - коэффициентом избытка воздуха. При этом действительный объем продуктов горения будет определяться следующим выражением:

V_г = V_RO2 + V^o_H2O + V^o_N2 + ( -1) ∙ V^o, (15)

Для расчета объема дымовых газов используют следующие формулы.

Объем трехатомных газов для жидких и твердых топлив м³/кг:

V_RO2 = 1,866 ∙ (С^р + 0,375 S^р)/100 (16)

Для газообразных топлив, м³/м³:

V_RO2 = 0,01 ∙ (СО₂ + СО + Н₂S + ∑ m ∙ С_mH_n (17)

где С_mH_n – углеводороды, входящие в состав газа, %.

Объем паров азота для жидких и твердых топлив, м³/кг:

V^o_N2 = 0,79 ∙ V^o + 0,8 ∙ N^р/100 (18)

Для газообразных топлив, м³/м³:

V^o_N2 = 0,79 ∙ V^o + 0,01 ∙ N₂ (19)

Объем водяных паров для жидких и твердых топлив, м³/кг:

V^o_H2O = 0,111 ∙ Н^р + 0,124 ∙ W^р + 0,016 ∙ V^o (20)

Для газообразных топлив, м³/м³:

V^o_H2O = 0,01 ∙ (Н₂S + Н₂ + ∑ (n/2) ∙ С_mH_n ) + 0,0161 ∙ V^o (21)