5) Для проверки правильности расчета составим материальный баланс. Расчет является верным, если погрешность не превышает 5%.

Поступило, кг: Получено, кг:

В том числе:

Топливо

СО₂ =4,42 · 1,96 = 8,66 СО₂ = 48.13 1.96 = 94.33

СО = 19,67 · 1,25 = 24,59 Н₂О = 57.56 0.8 = 46.05

Н₂ = 9,47 · 0,09 = 0,85 О₂ = 21.18 1.43 = 30.29

СН₄ = 19,78 ·0,71 = 14,04 N₂ = 328.3 1.25 = 410.38

N₂ = 42, 38 · 1, 25 = 52, 98 SO₂ = 0.25 2.86 = 0.72

C₃Н₈ = 0, 42 · 1, 96 = 0, 82 ––––––––––––––––––––––

C₄Н₁₀ = 0, 2 · 2, 59 = 0, 52 Итого 581,76

Н₂S = 0,25 ·1,52 = 0,38

C₂Н₆ = 1, 1 · 1, 34 = 1, 47

Н₂О = 2,31 · 0,8 = 1,85

Воздух

О₂ = 74,1 · 1,43 = 105,96

N₂ = 277, 44 · 1, 25 = 346, 80

–––––––––––––––––––––––––

Итого 558,90

Погрешность

Из таблицы следует, что для сжигания 100 м³ необходимо затратить 351,54 м³ воздуха, при данной величине коэффициента избытка воздуха, равной 1,2. При этом образуется продуктов сгорания 455,42 м³.

6) Определим калориметрическую температуру горения:

Для этого необходимо найти начальную энтальпию (теплосодержание) 1м³ продуктов сгорания:

I = I_o + I_в + I_г

где I_o, I_в, I_г – соответственно количества тепла, получаемые от сжигания топлива и вносимые подогретым воздухом и газом.

Таким образом, количества тепла, получаемое от сжигания топлива в расчёте на единицу объёма продуктов сгорания, будет равно

Количества тепла, вносимое подогретым воздухом, может быть определено следующим образом:

где с_в – теплоемкость воздуха при 400^оС

Таким образом, энтальпия продуктов сгорания составит

Задаемся возможной температурой горения t_К = 1800˚ С.

Для этой температуры энтальпия продуктов сгорания (см. приложение 3) будет равна:

СО₂ + SО₂ . . . . . . . . . (0,106+0,0006) ∙ 4360,67=464,847

Н₂О . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,1264 ∙ 3429,9=433,539

О₂ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .0,0465 ∙ 2800,48=130,222

N₂ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .0,721 ∙ 2646,74=1908,3

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Итого . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2936,908 кДж/м³

Поскольку I₀>I_{1800 ˚ С}, то действительная калориметрическая температура будет выше 1800 ˚ С.

Примем t_К = 1900 ˚ С, тогда энтальпия составит

СО₂ + SО₂ . . . . . . . . . (0,106+0,0006) ∙ 4634,76 = 489,89

Н₂О . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,1264∙ 3657,85 = 462,35

О₂ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .0,0465 ∙ 2971,30 = 138,17

N₂ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .0,721 ∙ 2808,22 = 2024,33

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Итого . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3114,74 кДж/м³

Поскольку I_{1900 ˚ С}>I₀, действительная калориметрическая температура лежит в пределах 1800 – 1900 ˚ С. Калориметрическую температуру горения определяют интерполяцией:

t_К=1800 + 1867 ˚ С.

Министерство образования Российской Федерации

Федеральное агенство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Московский Государственный институт стали и сплавов

(Технологический университет)

Новотроицкий филиал

Кафедра МТ

Расчет горения топлива

Учебно-методическое пособие для выполнения домашних, контрольных и курсовых работ по дисциплине " Теплотехника" для специальностей 150101, 150106,150404, 080502 всех форм обучения

Новотроицк

2006

Составитель: Комендантова О. Н.

Рассмотрено и утверждено на заседании кафедры металлургических технологий от "___" ______________ 2006 г.

Зав. каф. МТ ______________ Братковский Е.В.

Приложение 1

Варианты заданий

№ состава топлива	Состав сухого топлива в % объемн.
	СО2	О2	СО	Н2	СН4	С2Н4	С2Н6	С3Н8	С4Н10	С5Н12	Н2S	N2
1	6,3	0,2	38	51	0,5	-	-	-	-	-	-	4
2	3	0,3	18	56	18	0,7	-	-	-	-	-	4
3	-	-	3	12	58	27	-	-	-	-	-	-
4	0,4	-	-	-	96,3	0,3	-	-	-	-	-	3
5	15	0,2	27	46	8	0,8	-	-	-	-	-	3
6	3	1	7	58	25	2	-	-	-	-	-	4
7	20,3	0,2	34	39	3	0,5	-	-	-	-	-	3
8	15	-	16	39	24	3	-	-	-	-	-	3
9	13	-	9	9	54	7	-	-	-	-	-	8
10	-	-	-	-	98	-	-	-	-	-	-	2
11	2,3	0,8	6,8	57	22,3	2,7	-	-	-	-	0,4	10,1
12	7	0,2	28	13	2,5	0,3	-	-	-	-	-	49
13	6	-	27	13	0,6	-	-	-	-	-	-	53,4
14	12	-	27	8	1,8	-	-	-	-	-	-	51,2
15	1	-	32,5	0,5	-	-	-	-	-	-	-	66
16	10,5	-	28	2,4	0,3	-	-	-	-	-	0,3	58,5
17	13,1	-	13,1	-	-	-	-	-	-	-	-	73,8
18	14,5	0,2	8,8	2,3	0,2	-	-	-	-	-	-	74
19	4,8	1,4	4,9	11,6	2	-	-	-	-	-	-	75,3
20	5,5	0,2	27,5	13,5	0,5	-	-	-	-	-	-	52,6
21	7	0,2	25,5	15,5	2,6	0,4	-	-	-	-	0,2	48,7
22	2,1	0,4	8,7	50,5	28,2	5,6	-	-	-	-	0,1	4,5
№ состава топлива	Состав сухого топлива в % объемн.
	СО2	О2	СО	Н2	СН4	С2Н4	С2Н6	С3Н8	С4Н10	С5Н12	Н2S	N2
23	2,1	0,4	8,7	50,5	28,2	-	-	5,6	-	-	-	4,5
24	3	1	6	56	22	2	-	-	-	-	-	10
25	3	1	6	56	22	-	-	2,0	-	-	-	10
26	2,9	0,5	7	58	26,7	2,4	-	-	-	-	-	2,5
27	2,9	0,5	7	58	26,7	-	-	2,4	-	-	-	2,5
28	1	-	-	-	30	1,4	13	14,3	6,3	3,3	0,7	30
29	0,1	-	-	-	39,5	1,4	20	18,5	7,7	2,8	-	10
30	1,5	-	-	-	57,5	-	15	11	8	4	-	3
31	0,2	-	-	-	42,7	-	20	19,5	9,5	2,9	-	5,2
32	0,1	-	-	-	40	-	19,5	18	7,5	3,8	-	11
33	1	-	-	-	23,7	-	12	10	2,8	1,5	2	47
34	0,4	-	-	-	91,4	1,4	1,2	1,7	2,1	-	-	1,8
35	-	-	-	-	93,2	0,3	0,4	0,6	0,6	-	-	4,9
36	-	-	-	-	92,2	-	0,8	-	1	-	-	6
37	0,2	-	-	-	77,8	-	4,4	1,7	0,8	-	1	14
38	7,3	-	-	-	86,5	-	3	0,9	0,1	-	-	2,2
39	0,2	-	-	-	98	-	-	-	-	-	-	1,8
40	0,3	-	-	-	88	-	1,9	0,2	0,3	-	-	9,3
41	0,2	-	-	-	97,8	-	0,4	-	0,3	-	-	1,3
42	0,2	-	-	-	83,5	-	4,3	0,8	1,6	-	-	9,6
43	0,1	-	-	-	96,8	1	0,5	0,2	0,1	-	-	1,3
44	-	-	-	-	89,9	-	3,6	0,9	0,4	-	-	5,2
45	0,1	-	-	-	92,6	-	4,2	0,9	0,8	-	-	1,4

Продолжение приложения 1