LINEBURG


<< Пред. стр.

страница 2
(всего 3)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

1. Определение эффективной длины пути луча
Так как , используем следующую формулу:
0.12844м
2. Определение парциальных давлений
атм
атм

0.005138
3. Определение расчётной температуры газа
?C
4. Определение степени черноты компонентов газа

5. Определение степени черноты газа

атм


0.05992
6. Определение при температуре стенки (t)

0.100724
7. Определение эффективной степени черноты стенки




8. Определение лучистого теплового потока

5005.570966 Вт/ м
9. Определение коэффициента теплоотдачи
11.123491
Ответ: 11.358909

Задача №10. Пользуясь данными предыдущей задачи, рассчитать коэффициента теплоотдачи и лучистый тепловой поток пользуясь упрощенным методом
Решение:
1. Определение коэффициента ослабления лучей
м Т=950+273=1223 К (см. предыдущую задачу)

=3.448771
2. Определение коэффициента ослабления интенсивности лучистого теплопереноса
0.482828
3. Определение степени черноты газа
0.060131
4. Определение лучистого теплового потока

5769.25593 Вт/ м
5. Определение коэффициента теплоотдачи
12.820569
Ответ: 5769.25593 Вт/ м
12.820569




Сборник задач по теплотехнике.
Автор: Г.П. Панкратов.
(Москва "Высшая школа"1995)

ТВЕРДЫЕ, ЖИДКИЕ И ГАЗООБРАЗНЫЕ ТОПЛИВА

1.1 СОСТАВ ТОПЛИВА

Твердые и жидкие топлива состоят из горючих (углерода - С, водорода - Н, летучей серы - Sл=Sор+Sк) и негорючих (азота - N и кислорода - О) элементов и балласта (золы - А, влаги - W).
Газообразные топлива состоят из горючих (СО, Н2, СН4, СmНn) и негорючих (N2, O2, CO2) газов и небольшого количества водяного пара (Н2О).
При изучении характеристик твердых и жидких топлив и их состава различают рабочую, горючую и сухую массу. Состав рабочей, горючей и сухой массы обозначается соответственно индексом "р", "г" и "с" и выражается следующими равенствами:
%; (1.1)
%; (1.2)
%; (1.3)
В формулах (1.1), (1.2), (1.3) содержание элементов дано в процентах на 1 кг топлива. Коэффициенты пересчета состава топлива их одной массы в другую приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1
Заданная
масса топлива
Коэффициенты пересчета на массу
рабочую
горючую
сухую
Рабочая

Горючая

Сухая


Для сланцев состава (С P, НP, SлP, NР, OР, AР, WР ) пересчет с рабочей массы на горючую осуществляется с помощью коэффициента

, (1.4)

Где - истинная зольность рабочей массы, %; - влажность рабочей массы, %; - содержание углекислоты корбонатов, %.
Истинная зольность рабочей массы определяется по формуле

, (1.5)
где - содержание серы в лабораторной золе в процентах к массе топлива; - содержание сульфатной серы в топливе, %.
Величина для ленинградских и эстонских сланцев может быть принята равной 2,0, для кашпирских - 4,1.
Пересчет состава (%) рабочей массы топлива при изменении влажности проводится по формулам:
} (1.6)

где - начальная влажность топлива, %, -конечная влажность топлива, %.
Средний состав (%) смеси двух твердых или жидких топлив, заданных массовыми долями, - первого (, %; , %; ... ) и второго (, %; , %; ... ) - определяется по уравнениям:
} (1.7)

где массовая доля одного из топлив в смеси находится по формуле
. (1.8)
Здесь и - массы топлив, входящих в смесь, кг.

Задача 1.2. Определить состав горючей массы кизеловского угля марки Г, если состав его рабочей массы: %; % ; %; % ; %; зольность сухой массы % и влажность рабочая % .
Решение: Пользуясь коэффициентами пересчета (табл. 1.1), определяем зольность рабочей массы топлива
%,
и находим состав рабочей массы топлива (табл. 1.1.):

%;
%;
%;
%;
%;
Для проверки точности вычислений найдем сумму составляющих элементов рабочей массы топлива:


Задача 1.5. Определить состав горючей массы эстонских сланцев, если состав их рабочей массы: %; % ; %; % ; %; %; % и %.
Решение: По формуле (1.4) находим коэффициент пересчета состава топлива с горючей массы на рабочую
.
Тогда
%;
%;
%;
%;
%.
Проверим точность вычислений:
%.

Задача 1.8. В топке котла сжигается смесь, состоящая из 800 гк кузнецкого угля марки Д состава: %; % ; %; % ; %; %; % и 1200 кг кузнецкого угля марки Г состава: %; % ; %; % ; %; %; %. Определить состав рабочей смеси.
Решение: Массовую долю одного из топлив смеси определяем по формуле (1.8):
.
Состав рабочей смеси находим, пользуясь уравнениями (1.7):
%;
%;
%;
%;
%;
%;
%.
Проверим точность вычислений:
%.

1.2. ХАРАКТЕРИСТИКА ТОПЛИВА

Теплота сгорания топлива. Теплотой сгорания топлива называют количество теплоты в кДж, выделяемой при полном сгорании 1 кг твердого (жидкого) или 1 м3 газообразного топлива.
Для твердого и жидкого топлива различают теплоту сгорания высшую (кДж/кг) и низшую (кДж/кг).
Величины высшей и низшей теплоты сгорания рабочей , горючей и сухой массы твердого (жидкого) топлива связаны выражениями:
; (1.9)
; (1.10)
; (1.11)

Тепловые расчеты котлов выполняют, пользуясь низшей теплотой сгорания рабочей массы топлива:
низшая теплота сгорания (кДж/кг) рабочей массы твердого и жидкого топлива

, (1.12)
где - содержание элементов в рабочей массе топлива, %;
низшая теплота сгорания (кДж/м3) газообразного топлива
(1.13)
где и т.д. - объемное содержание газов, входящих в состав газообразного топлива, %.
При пересчете низшей теплоты сгорания пользуются следующими формулами:
с горючей массы на рабочую и обратно

; (1.14)
; (1.15)
с сухой массы на рабочую и обратно

; (1.16)
; (1.17)
для горючих сланцев - с горючей массы на рабочую и обратно

; (1.18)
; (1.19)

при изменении влажности

(1.20)

Для смеси двух твердых, жидких или газообразных топлив низшая теплота сгорания определяется по формуле
(1.21)
где - массовая доля одного из топлив в смеси; - низшая теплота сгорания первого вида топлива в смеси, кДж/кг (кДж/м3); - низшая теплота сгорания второго вида топлива в смеси, кДж/кг (кДж/м3).
Для сравнения тепловой ценности различных видов топлива пользуются понятием условного топлива. Условным топливом называют такое топливо, теплота сгорания которого равна 29300 кДж/кг.
Пересчет расхода натурального топлива на условное осуществляется по формуле

, (1.22)
где и - соответственно расход условного и натурального топлива, кг, кг/с; Э - тепловой эквивалент топлива, определяемый по формуле

. (1.23)

Зольность, влажность и сернистость топлива. При рассмотрении условий работы котлов на различных видах топлива пользуются приведенными величинами зольности , влажности и сернистости топлива:
приведенная зольность топлива, кг*%/МДж,
; (1.24)
приведенная влажность топлива, кг*%/МДж,
; (1.25)
Приведенная сернистость топлива, кг*%/МДж,
. (1.26)

Задача 1.12. Определить низшую теплоту сгорания горючей и сухой массы кузнецкого угля марки Т, если известны его низшая теплота сгорания рабочей массы кДж/кг, зольность сухой массы % и влажность рабочая %.
Решение: Пользуясь коэффициентом пересчета (табл. 1.1), определяем зольность рабочей массы топлива
%.
Пересчет низшей теплоты сгорания топлива с рабочей массы на горючую осуществляется по формуле (1.15):
кДж/кг;
пересчет низшей теплоты сгорания топлива с рабочей массы на сухую осуществляется по формуле (1.17):
кДж/кг.
Задача 1.15. Определить низшую и высшую теплоту сгорания горючей массы высокосернистого мазута, если известны следующие величины кДж/кг; %; %; %.
Решение: Содержание водорода в горючей массе определяем, пользуясь коэффициентом пересчета (табл. 1.1):

%.
Низшая теплота сгорания горючей массы топлива, по формуле (1.15),
кДж/кг;
Высшая теплота сгорания, по формуле (1.10),
кДж/кг.

Задача 1.16. Определить низшую теплоту сгорания сухого природного газа Саратовского месторождения состава: %; %; %; %; %; %; %.
Решение: низшая теплота сгорания (кДж/м3) газообразного топлива определяется по формуле (1.13):

Объём воздуха. Объём и масса продуктов сгорания

Объём воздуха необходимый для сгорания топлива. Теоретический (при коэффициенте избытка воздуха в топке ?=1) объём сухого воздуха (м/кг), необходимый для полного сгорания 1 кг твёрдого или жидкого топлива, определяется по формуле
(1.27)
Теоретический объём воздуха (м/м), необходимый для полного сгорания 1 м сухого газообразного топлива, определяется по формуле
(1.28)
В формуле (1.27) содержание элементов топлива выражается в процентах на 1 кг массы топлива, а в (1.28) содержание горючих газов CO, H, HS, CH и т.д. - в процентах по объёму.
Для сгорания смеси двух твёрдых, жидких или газообразных топлив теоретический объём сухого воздуха определяется по формуле
(1.29)
где - массовая доля одного из топлив в смеси.
Действительный объём воздуха (м/кг, м/м), поступивший в топку определяется по формуле
(1.30)
где ? - коэффициент избытка воздуха в топке.
Состав и объём продуктов сгорания. При полном сгорании топлива продукты сгорания содержат газы: CO; SO; N; O и пары воды НО, т.е.
%
Полный объём продуктов сгорания V (м/кг) представляет собой сумму объёмов сухих газов V и водяных паров V:
(1.31)
при этом

где - объём трёхатомных газов, м/кг; - объём двухатомных газов, м/кг.
Для твёрдых (кроме сланцев) и жидких топлив теоретические объёмы (м/кг) продуктов полного сгорания при ?=1 определяются по формулам:
объём двухатомных газов
; (1.32)
объём трёхатомных газов
; (1.33)
объём сухих газов
; (1.34)
объём водяных паров
; (1.35)


полный объём продуктов сгорания
(1.36)
Для сланцев объём трёхатомных газов определяется по формуле
(1.37)
где К - коэффициент разложения карбонатов: при слоевом сжигании К=0.7, при камерном - 1.0.
Для газообразного топлива теоретические объёмы продуктов сгорания (м/ м) при ?=1 определяются по формулам:
объём двухатомных газов
; (1.38)
объём трёхатомных газов
; (1.39)
объём сухих газов
; (1.40)
объём водяных паров
; (1.41)
где - влагосодержание газообразного топлива, отнесённое к 1 м сухого газа, г / м.
полный объём продуктов сгорания
(1.42)
Для твёрдых (кроме сланцев), жидких и газообразных топлив объёмы продуктов полного сгорания (м/кг) при ?>1 определяются по формулам:
объём сухих газов
; (1.43)
объём водяных паров
; (1.44)
полный объём продуктов сгорания определяется по формуле (1.31)
Для сланцёв полный объём продуктов сгорания (м/кг) при ?>1 определяется по формуле:
. (1.45)







Задача № 1.27 Определить объём продуктов полного сгорания на выходе из топки, а так же теоретический и действительный объём воздуха, необходимый для сгорания 1 м природного газа Ставропольского месторождения состава: CO=0.2 %; CH=98.2 %; CH=0.4 %; CH=0.1 %; CH=0.1 %; N=1.0 %. Коэффициент избытка воздуха ?=1.2.
Решение:
1. Определение теоретического объёма воздуха, необходимого для полного сгорания 1 м топлива

м/м
2. Определение действительного объёма воздуха
м/м
3. Определение объёма сухих газов

=10.38432 м/м
3. Определение объёма водяных паров при ?=1.2
м/м
4. Определение объёма продуктов полного сгорания
м/м
Ответ: м/м
м/м
м/м

Задача № 1.29 Определить теоретический и действительный объём воздуха, необходимые для слоевого сжигания 1000 кг донецкого угля марки Г состава: С=55.2 %; H=3.8 %; S=3.2 %; N=1.0 %; O=5.8 %; A=23.0 %; W=8.0 %. Коэффициент избытка воздуха ?=1.3.
Решение:
1. Определение теоретического объёма воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг топлива

=5.8378 м/кг = 5837.8 м/ т
2. Определение действительного объёма воздуха
м/ т
Ответ: м/ т; м/ т

Задача № 1.30 Определить объём воздуха, необходимый для сжигания 800 кг/ч ленгерского угля марки Б3 состава: С=45.0 %; H=2.6 %; S=1.7 %; N=0.4 %; O=9.9 %; A=11.4 %; W=29.0 %, и 500 кг/ч экибазтузского угля марки СС состава: С=43.4 %; H=2.9 %; S=0.8 %; N=0.8 %; O=7.0 %; A=38.1 %; W=7.0 % при коэффициентах избытка воздуха в топочной камере соответственно ?=1.4 и 1.3.
Решение:
1. Определение теоретического объёма воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг ленгерского угля марки Б3

=4.426 м/ кг
2. Определение действительного объёма воздуха
м/ кг
3. Определение теоретического объёма воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг экибазтузского угля марки СС

=4.4294 м/ кг
4. Определение действительного объёма воздуха
м/ кг
5. Определение теоретического объёма воздуха, необходимого для полного сгорания смеси газов
м/ ч
6. Определение действительного объёма воздуха, необходимого для полного сгорания смеси газов
м/ ч
Ответ: м/ ч
м/ ч

Задача № 1.31 Определить теоретический и действительный объём воздуха, необходимые для сжигания 2000 м/ ч природного газа Ставропольского месторождения состава: CO=0.5 %; CH=92.8 %; CH=2.8 %; CH=0.9 %; CH=0.4 %; CH=0.1 %; N=2.5 % и 1000 м/ ч природного газа Ленинградского месторождения состава: CO=0.1 %; CH=89.7 %; CH=5.2 %; CH=1.7 %; CH=0.5 %; CH=0.1 %; N=2.7 % при коэффициентах избытка воздуха в топочной камере соответственно ?=1.15 и 1.1.
Решение:
1. Определение теоретического объёма воздуха, необходимого для полного сгорания 1 м природного газа Ставропольского месторождения

м/м
2. Определение действительного объёма воздуха, необходимого для полного сгорания 1 м природного газа Ставропольского месторождения
м/м

3. Определение теоретического объёма воздуха, необходимого для полного сгорания 1 м природного газа Ленинградского месторождения

м/м
4. Определение действительного объёма воздуха, необходимого для полного сгорания 1 м природного газа Ленинградского месторождения
м/м
5. Определение теоретического объёма воздуха, необходимого для полного сгорания смеси газов
м/ ч
6. Определение действительного объёма воздуха, необходимого для полного сгорания смеси газов
м/ ч
Ответ: м/ ч
м/ ч

Задача № 1.37 В топке котла сжигается 600 м природного газа Угерского месторождения состава: CO=0.2 %; CH=98.5 %; CH=0.2 %; CH=0.1 %; N=1.0 %. Определить объём продуктов сгорания при коэффициенте избытка воздуха ?=1.15.
Решение:
1. Определение теоретического объёма воздуха, необходимого для полного сгорания 1 м топлива

м/м
2. Определение объёма сухих газов

=9.872261 м/м
3. Определение объёма водяных паров при ?=1.15
м/м
4. Определение объёма продуктов полного сгорания
м
Ответ: м


Задача № 1.43 В топке котла сжигается 2000 кг/ч малосернистого мазута состава: С=84.65 %; H=11.7 %; S=0.3 %; O=0.3 %; A=0.05 %; W=3.0 %. Определить, на сколько был увеличен объём подаваемого в топку воздуха, если известно, что при полном сгорании топлива содержание RO в дымовых газах снизилось с 15 до 12 %.
Решение:
1. Определение объёма трёхатомных газов
м/ кг
2. Определение объёма продуктов сгорания топлива
м/ ч
м/ ч
3. Определение увеличения объёма подаваемого в топку воздуха
м/ ч
Ответ: м/ ч



Энтальпия продуктов сгорания и воздуха

Энтальпия продуктов сгорания (кДж/кг, кДж/м) 1 кг твёрдого, жидкого или 1 м газообразного топлива определяется как суммы энтальпий продуктов сгорания I при ?=1, избыточного воздуха и золы I (если А>1.43 ), т.е.
(1.60)
Энтальпия продуктов сгорания (кДж/кг, кДж/м) при ?=1 и температуре газов ?, ?С определяется по формуле
(1.61)
где , , - теоретические объёмы продуктов сгорания топлива, м/кг (м/ м);
, , - энтальпия углекислоты, азота и водяных паров соответственно, кДж/ м.
Энтальпия воздуха (кДж/кг, кДж/м) при ?=1 и температуре ?, ?С определяется по формуле
(1.62)
где V - теоретический объём воздуха, м/кг (м/ м); - энтальпия воздуха, кДж/ м.
Энтальпия золы (кДж/кг)
(1.63)
где - доля золы топлива, уносимая продуктами сгорания; - энтальпия золы , кДж/кг.
Значение энтальпий продуктов полного сгорания топлива, воздуха и золы приведены в табл. 1 [Панкратов Г.П. "Сборник задач по теплотехнике"]

Задача № 1.61 Определить энтальпию продуктов сгорания на выходе из топки, получаемых при сгорании 1 м природного газа Газлинского месторождения состава: CO=0.4 %; CH=94.0 %; CH=2.8 %; CH=0.4 %; CH=0.3 %; CH=0.1 %; N=2.0 %, если известно, что температура газов на выходе из топки ?=1000 ?С. Коэффициент избытка воздуха в топке ?=1.1.
Решение:
1. Определение теоретического объёма воздуха, необходимого для полного сгорания 1 м топлива

<< Пред. стр.

страница 2
(всего 3)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign