Задача 1.. План решения задачи

Продолжение темы «Генерация теплоты в высокотемпературном теплотехнологическом реакторе» 10.06.2020

Задача 1.

Определить низшую теплоту сгорания, действительный массовый расход воздуха на горение и массу продуктов сгорания топлива.

В топке сжигается природный газ следующего состава:

СН₄^р=89,9%; С₂Н₆^р =3,1%; С₃Н₈^р =0,9%; С₄Н₁₀^р =0,4%;

СО₂^р =0,3%; О₂^р =0,2%; N₂^р=5,2%.

Газ сжигается с коэффициентом избытка воздуха α=1,1.

Содержание влаги в газе W^р =1%

Теоретический объем воздуха V_в°=9,33 м³/м³топл.

План решения задачи

1. Теплота сгорания газообразного топлива Q_н^р, кДж/м³топл., рассчитывается как сумма произведений тепловых эффектов окислительных реакций, протекающих при горении составляющих горючих газов, на объем этих газов:

Q_н^р= 358,2СН₄ + 637,5С₂H₆ + 912,5С₃Н₈ + 1168,5С₄Н₁₀, кДж/м³

Здесь СН₄, С₂Н₆, С_зН₈, С₄Н₁₀, – соответствующие компоненты газообразного топлива, об. %; коэффициенты.

2. Расход воздуха на горение 1 м³ топлива:

- Действительный объем воздуха V_в^д%, м³/м³топл.

V_в^д= α· V_в°

- Теоретический массовый расход воздуха G_в°, кг/м³топл.

G_в°=l,293V_в°.

-Действительный массовый расход воздуха G_в^д, кг/м³топл.

G_в^д=l,293V_в^д

Здесь 1,293 - плотность воздуха, кг/м³.

3. Выход продуктов сгорания топлива:

-Объем продуктов сгорания топлива V_пг, м³/м³топл.

V_пг= V_CO₂+V_Н2О+V_N₂+V_O₂

Здесь V_CO₂,V_Н2О, V_N₂, V_O₂–объемы углекислого газа, водяного пара,

азота и кислорода соответственно, м³/м³топл., рассчитываются по формулам:

V_CO2=0,01(CO₂+CH₄+2C₂H₆+3C₃H₈+4C₄H₁₀), м³/м³_топл

V_Н2О =0,01(2СН₄+ЗС₂Н₆+4С₃Н₈+5С₄Н), м³/м³_топл

V_N₂= 0,79V_в^д+0,01N₂, м³/м³_топл

V_O₂=0,21(α -1)V_в°, м³/м³_топл

V_пг = V_CO₂+V_Н2О+V_N₂+V_O₂

V_пг= 1,044+2,035+7,97+0,16 = 11,209 м³/м³топл.

- Масса продуктов сгорания топлива G_п.г, кг/м³топл.:

G_п_._г = G_CO2+G_H2O+G_N2+G_O2

Здесь G_CO₂, G_H₂_O, G_N₂, G_O₂- массы соответствующих газов, кг/м³топл., вычисляются следующим образом:

G_CO₂=1,96V_CO₂;

G_H₂_O=0,804V_Н2О;

G_N₂=1,25V_N₂;

G_O₂=1,43V_O₂

Здесь коэффициенты 1,96, 0,804, 1,25, 1,43 обозначают плотности соответствующих газов, кг/м³.

Результаты расчета сводят в табл. 1 материального баланса горения 1 м³ топлива при действительном расходе воздуха. Суммы масс приходных и расходных статей не должны расходиться более чем на 1 %.

Материальный баланс горения 1 м³ газообразного топлива. Таблица 1

Приход материалов	Количество		Выход материалов	Количество
	м³	кг		м³	кг
1. Топливо 2. Воздух (действительный)			1. Углекислый газ 2. Водяной пар 3. Азот 4. Кислород
Сумма			Сумма

Невязка=(Ʃ_прих – Ʃ_расх)/ Ʃ_прих·100%

12 Следующая ⇒