Горение топлива - курсовой проект

КУРСАЧ я.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Уральский федеральный университет - УПИ»
по дисциплине: «Теоретические основы горения топлива»
«Расчёт горения топлива»
Расчет состава влажных газов
Определение низшей теплоты сгорания газов
Расчет состава смеси газов
Определение состава продуктов сгорания
Проверка расчёта составление материального баланса
Определение истинной энтальпии продуктов сгорания
Определение калориметрической температуры горения смешанного газа
Расчёт действительной температуры продуктов сгорания
Для смешанного коксодоменного газа с заданной низшей теплотой сгорания = 8374 кДжм³ определить:
количество и состав продуктов сгорания
калориметрическую и действительную температуру горения при сжигании с коэффициентом расхода воздуха n = 1.11
Производим расчёт состава влажных газов:
Так как влага (W) в реакции не участвует то состав определяют на сухую массу а затем производят перерасчёт сухой массы во влажную.[2]
тогда состав влажного коксового газа:
548+21272+502146+200331+166374+14051+13075=
состав влажного доменного газа:
Определение низшей теплоты сгорания газов.
Низшую теплоту сгорания коксового и доменного газов находим по формуле (3а) применимую к нашему составу топлива:
Долю доменного газа в смеси находим по формуле (2):
где и – соответственно низшая теплота сгорания первого и второго компонентов смеси;
– низшая теплота сгорания коксодоменного газа (смеси).
854+40035+66601214021+85486+402075+05704+05308=
По формуле (6) находим расход кислорода необходимого для сжигания смешанного коксодоменного газа при коэффициенте расхода воздуха n = 1.0
где – доля соответствующего компонента в смеси коксодоменного газа;
m n – соответственно количество атомов С и Н в молекуле углеводорода.
По формулам (7)÷(10) находим состав продуктов сгорания:
где – содержание соответствующего компонента в продуктах сгорания;
k – отношение объёмных содержаний и в воздухе.
Суммарный объём продуктов сгорания определяем по формуле (11):
Процентный состав продуктов сгорания находим по формуле (12)
где – содержание (объём) компонента в продуктах сгорания.
Правильность выполненного расчёта проверяем составлением материального баланса поступивших на горение газов и полученных продуктов сгорания.
Составление материального баланса проводим из условия сгорания 1 м³ коксодоменного газа.
Массовый состав газов поступивших и полученных находим соответственно по формулам (13)÷(16)
где – масса поступившего компонента коксодоменного газа в смеси;
– содержание (объём) компонента коксодоменного газа в смеси;
– молярная масса компонента (определяем по таблице Менделеева) ;
где – расход воздуха необходимого для сжигания смешанного коксодоменного газа;
– коэффициент расхода воздуха;
– отношение объёмных содержаний N2 и О2 (для воздуха k = 79 21 = 3.762;
– расход кислорода необходимого для сжигания смешанного коксодоменного газа.
где – молярная масса компонента (определяем по таблице Менделеева) ;
1 и 079 коэффициенты учитывающие содержание О2 и N2 в воздухе;
где – масса полученного компонента продуктов сгорания;
– содержание соответствующего компонента в продуктах сгорания;
Тогда по таблице Менделеева определяем молярную массу газов:
По формуле (13) находим массовый состав поступивших газов:
Итого поступило коксодоменного газа:
По формуле (14) находим объём поступившего воздуха:
По формуле (15) находим массу поступившего воздуха:
Итого газовоздушной смеси поступило:
По формуле (16) находим массовый состав продуктов сгорания:
Итого получено продуктов сгорания:
Полученные результаты представляем в табличном виде:
Расхождение материального баланса определяемое погрешностью расчёта находится в допустимых пределах:
= 405868 – 404775 = 001093 кг = 027 % 100%.
Плотность коксодоменного газа и продуктов сгорания определяем по формуле (17)
Плотность коксодоменного газа:
Плотность продуктов сгорания:
Истинную энтальпию продуктов сгорания находим по формуле (18):
где = 8793 кДжм³ – заданная теплота сгорания смеси коксодоменного газа;
= 400 С – заданная температура нагрева воздуха;
– теплоёмкость сухого воздуха при заданной температуре ;
= 300 С – заданная температура нагрева смеси коксодоменного газа;
– теплоёмкость смеси коксодоменного газа при заданной температуре .
теплоёмкость смеси коксодоменного газа при заданной температуре находим по формуле (19):
где – доля каждого компонента смеси коксодоменного газа %;
тогда для компонентов смеси:
Истинная энтальпия продуктов сгорания
Зададим возможную температуру горения и при этой температуре находим энтальпию продуктов сгорания по формуле (20)
где – энтальпия компонентов продуктов сгорания при температуре t;
– объём компонентов продуктов сгорания.
Так как то истинная калориметрическая температура ниже чем . Поэтому задаемся возможной температурой горения и снова по формуле (20) находим энтальпию продуктов сгорания.
следовательно калориметрическая температура продуктов сгорания лежит в интервале и может быть найдена по формуле (21).
Действительную температуру продуктов сгорания определяем с учётом типа оборудования применяемого для сжигания топлива по формуле (22):
где – пирометрический коэффициент.
Для садочных печей = 08
В результате выполненного курсового проекта были получены практические навыки расчета горения топлива: определены расход воздуха необходимого для горения количество и состав продуктов сгорания калориметрическая и действительные температуры горения.
Расход воздуха необходимого для сжигания коксодоменной смеси заданного состава составляет:
Объём и количество продуктов сгорания:
Масса и объёмный состав продуктов сгорания:
Правильность выполненного расчета была проверена составлением материального баланса горения составляемого в единицах массы.
Калориметрическая температура продуктов сгорания смешанного коксодоменного газа равна:
Методические рекомендации к курсовому проекту «Расчёт горения топлива». Составитель Ю.И. Алексеев; Нижнетагил. Технол. Ин-т(фил.) УГТУ-УПИ. – Нижний Тагил 2006. -20с.
Теплотехника: Учебник для вузов. В. Н. Луканин и др. М.: Высш. Шк. 2000-671с.:ил.