- •«Ростовский государственный строительный университет»
- •«Теплогазоснабжение и вентиляция»
- •270112 «Водоснабжение и водоотведение»
- •Содержание учебно-методического комплекса
- •«Ростовский государственный строительный университет»
- •«Теплогазоснабжение и вентиляция»
- •2. Распределение объема часов по формам и видам обучения.
- •3. Тематический план дисциплины.
- •3.1 . Лекционные занятия.
- •3.2. Практические занятия. Форма 3.2. Практические занятия.
- •3.3. Лабораторные занятия.
- •3.4 Самостоятельная работа.
- •4. Информационно- методическое обеспечение и тсо.
- •Методы осветления и умягчения сетевой воды.
- •3. Деаэрация сетевой воды.
- •К рабочей программе дисциплины «Теплогазоснабжение и вентиляция» для студентов направления 270800 «Строительство» профиль «Водоснабжение и водоотведение»
- •График самостоятельной работы
- •270112 «Водоснабжение и водоотведение»
- •2. Источники тепловой энергии.
- •3. Классификация систем теплоснабжения.
- •Лекция №2.
- •1. Виды тепловых нагрузок. Сезонные, круглогодовые.
- •2. Регулирование тепловой нагрузки.
- •Лекция №3*
- •Лекции №4
- •1. Состав газа. Теплота сгорания. Условия и пределы воспламенения.
- •2. Природные и искусственные газы. Основные свойства газообразного топлива.
- •Лекции №5
- •1. Магистральные газопроводы.
- •2. Газопроводы низкого давления.
- •3. Газопроводы среднего давления.
- •5. Одно-, двух- и трех ступенчатые системы газоснабжения.
- •Л екции №6
- •1. Методы сжигания газа: диффузионный, кинетический, смешанный.
- •Лекции №7
- •1. Системы вентиляции и кондиционирования воздуха.
- •Лекции №8
- •6. Подготовку и защиту курсового проекта (работы).
- •«Теплогазоснабжение и вентиляция»
- •270112 «Водоснабжение и водоотведение»
5. Одно-, двух- и трех ступенчатые системы газоснабжения.
П о числу ступеней давления, применяемых в газовых сетях, системы газоснабжения подразделяются на: одноступенчатые с подачей различным потребителям газа только по газопроводам одного давления (рис.2.); двухступенчатые с подачей потребителям по газопроводам газа двух давлений - среднего и низкого, высокого и низкого, высокого и среднего (рис.3.); трехступенчатые с подачей потребителям по газопроводам газа трех давлений - низкого, среднего и высокого (до 0,6 МПа); многоступенчатые с подачей потребителям по газопроводам газа низкого, среднего и высокого (до 0,6 и 1,2 МПа) давлений.
Рис.2.
Рис.3.
Л екции №6
ВОПРОСЫ:
1. Методы сжигания газа: диффузионный, кинетический, смешанный. Теплофизические характеристики методов сжигания.
1. Методы сжигания газа: диффузионный, кинетический, смешанный.
Горение газа складывается из смесеобразования, подогрева газовоздушной смеси до температуры воспламенения и стадии химической реакции горения, т. е.
τгор = τсм + τпод + τхим = τфиз + τхим
где τгор - общая продолжительность процесса горения;
τсм - продолжительность смесеобразования;
τпод - продолжительность подогрева смеси до температуры воспламенения;
τхим - продолжительность химической реакции горения;
τфиз = τсм + τпод - продолжительность физической стадии подготовки горения.
Поскольку подогрев и химическая реакция горения смеси протекают весьма быстро, основным фактором, лимитирующим длительность процесса горения, является время, затрачиваемое на перемешивание газа и воздуха. От быстроты и качества перемешивания газа с необходимым количеством воздуха в горелке определенной конструкции зависят скорость и полнота сгорания газа, длина и температура пламени. В зависимости от места и способа смесеобразования методы сжигания газа условно подразделяют: на диффузионный, кинетический и смешанный.
Схематически эти методы представлены на примере инжекционной горелки (рис. 1).
При диффузионном методе сжигания (рис. 1, а) к месту горения из горелки поступает только газ (г = 0), а весь необходимый для его горения воздух поступает из внешней среды за счет молекулярной, а при большой скорости истечения газа и за счет турбулентной диффузии. В этом случае к струе холодного газа от периферии диффундирует воздух, а из струи газа к периферии - газ. В результате вблизи струи газа создается газовоздушная смесь горючей концентрации, горение которой образует зону первичного горения газа 2. В зоне 3 происходит горение основной части газа, в зоне 4 движутся продукты сгорания. Взаимная диффузия газа и воздуха, осложняемая выделением продуктов сгорания, протекает медленно, с образованием вследствие термического разложения углеводородов сажистых частиц. Поэтому характерными особенностями диффузионного метода сжигания являются светимость и значительная длина пламени. К преимуществам такого метода сжигания можно отнести: высокую устойчивость пламени в широком диапазоне изменения тепловых нагрузок, невозможность проскока, относительную равномерность температуры по длине пламени. Недостатками этого метода являются: низкая интенсивность горения, неизбежность термического распада углеводородов, потребность в больших топочных объемах, обеспечивающих развитие пламени без соприкосновения с теплообменными поверхностями, вероятность химического недожога даже при значительном коэффициенте расхода воздуха.
При кинетическом методе сжигания (рис. 1, в) к месту горения подается заранее подготовленная внутри горелки однородная смесь газа с количеством первичного воздуха, несколько превышающим теоретически необходимое (г = 1,021,05). Сгорание такой смеси происходит быстро, в коротком прозрачном факеле, без видимого образования продуктов термического распада углеводородов.
Достоинствами этого метода сжигания являются высокая теплопроизводительность, малая вероятность химического недожога и небольшая длина пламени, а недостатком - необходимость стабилизации пламени.
При смешанном методе сжигания (рис. 1, б) часть воздуха в виде первичного подмешивается к газу за счет инжекции в самой горелке ( 0 <г <1), а остальной воздух, необходимый для завершения полного сгорания газа, в качестве вторичного диффундирует в зону горения из внешней среды. Факел получается более коротким и менее светящимся, чем при диффузионном горении. Светящаяся оболочка зоны первичного горения газа 2 при количестве первичного воздуха более 40-50% от теоретически необходимого становится весьма тонкой, чем и объясняется небольшая светимость факела в этом случае. Инжекционные горелки, сжигающие газ по смешанному методу, часто называют горелками неполного или частичного предварительного смешения. Частный случай смешанного метода имеет место при незавершенности перемешивания газа с полным количеством воздуха в горелке. Продолжение смесеобразования в объеме факела после выхода смеси из горелки увеличивает его длину по сравнению с длиной факела при кинетическом сжигании.
Рис.1.
Также по методу сжигания газа горелки можно разделить на три группы:
без предварительного смешения газа с воздухом - диффузионные;
с неполным предварительным смешением газа с воздухом - диффузионно-кинетические;
с полным предварительным смешением газа с воздухом - кинетические.
Широкое распространение имеет классификация горелок по способу подачи воздуха. По этому признаку горелки подразделяются на:
бездутьевые, у которых воздух поступает в топку за счет разрежения в ней;
инжекционные, в которых воздух засасывается за счет энергии струи газа;
дутьевые, у которых воздух подается в горелку или топку с помощью вентилятора.
Горелки могут работать при различных давлениях газа: низком - до 5000 Па, среднем - от 5000 Па до 0,3 МПа и высоком - более 0,3 МПа.
Важной характеристикой горелки является ее тепловая мощность, равная произведению теплоты сгорания газа на его часовой расход, т. е.
где QТ - тепловая мощность горелки, МВт (ккал/ч); QН низшая теплота сгорания газа, кДж/м3; Vч - часовой расход газа горелкой, м3/ч.