Сжигание газового топлива

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Марта 2012 в 09:22, контрольная работа

Описание

Работа содержит решение двух задач в Excel.
Задача 1
Определить жаропроизводительность, калориметрическую температуру газообразного топлива заданного месторождения и необходимое количество воздуха для сжигания газа.

Скачать (20.73 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Работа состоит из  1 файл

Контрольная.xlsx

— 23.77 Кб (Скачать документ)
Задача 1
  A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S
1 Задача 1                    
2 Определить жаропроизводительность, калориметрическую                    
3 температуру газообразного топлива заданного месторождения   n 4 6 8 10 12      
4 и необходимое количество воздуха для сжигания газа.   m 1 2 3 4 5      
5                     ρ 0.7168 1.3566 2.019 2.703 3.221 1.2505    
6 Исходные данные:                   q 35840 63730 93370 123770 146340      
7 Состав газовой смеси: CH4-74,8%, C2H6-8,8%, C3H8-3,9%, C4H10-1,8%                   % 74.8 8.8 3.9 1.8 6.4 4.3    
8 C5H12-6,4%, N2+редкие газы -4,3%                                    
9                                      
10 Порядок расчета:                                    
11 1. Теплота сгорания газа, кДж/м3, определяется как сумма произведений                                    
12 величин теплоты сгорания горючих компанентов на объемные доли                                    
13 Qнр=0,01*Σ(qi*ri)                    
14 Qi- низшая теплота сгорания компонентов, входящих в смесь, кДж/м3                                    
15 ri - содержание компонента в смеси, объемные доли                                    
16 Qнр=0,01*(35840*74,8+63730*8,8+93370*3,9+123770*1,8+                    
17 146340*6,4)=47652 кДж/м3     47652              
18 2. Плотность газовой смеси, кг/м3, определяется как сумма произведений                                    
19 плотности компанентов на объемные доли                                    
20 ρс=0,01*Σ(ρi*ri)                    
21 ρi- плотность компонентов, входящих в смесь, кг/м3                                    
22 ri - содержание компонента в смеси, объемные доли                                    
23 ρс=0,01*(0,7168*74,8+1,3566*8,8+2,019*3,9+2,703*1,8+       ρв            
24 3,221*6,4+1,2505*4,3)=1,043 кДж/м3     1.043 1.293            
25 Относительная плотность газа равна                                    
26 S=ρc/ρв                    
27 ρс - плотность газа, кг/м3                                    
28 ρв - плотность воздуха, кг/м3                                    
29 S=1,0429/1,293=0,807 кг/м3     0.807              
30 3. Жаропроизводительность, оС, определяется как температура полного                                    
31 сгорания горючих газов в адиабатических условиях (без подвода и отвода                                    
32 теплоты при коэффициенте избытка воздуха α=1 и температуре газа 0 оС                                    
33 tж=Qнс/(ΣVi*Cpi)                    
34 Qнс - низшая теплота сгорания топлива, кДж/м3                                    
35 Vi - объемы различных составляющих продуктов сгорания м3/м3                                    
36 Cpi - объемные теплоемкости при p=const соответствующих продуктов                                    
37 сгорания кДж/(м3оС) определяются по таблице 4 и5                                    
38 При полном сгорании 1м3 газа, состоящего из углеводородов, объем уг-                                    
39 лекислого газа, м3/м3                                    
40 VCO2=Σm(CmHn/100)                    
41 m и n- соответственно количество атомов углерода и водорода в молекуле                                    
42 окисляемого газа                                    
43 VCO2=1*74,8/100+2*8,8/100+3*3,9/100+4*1,8/100+5*6,4/100=1,433 м3/м3 1.433              
44 Объем паров воды, м3/м3                                    
45 VH2O=Σ((n/2)*(CmHn/100))                    
46 VH2O=(4/2)*(74,8/100)+(6/2)*(8,8/100)+(8/2)*(3,9/100)+                    
47     (10/2)*(1,8/100)+(12/2)*(6,4/100)=2,39 м3/м3                 2.39              
48 Объем азота, м3/м3                                    
49 VN2=3,76*Σ((m+n/4)*(CmHn/100))                    
50 VN2=3,76*((1+4/4)*(74,8/100)+(2+6/4)*(8,8/100)+(3+8/4)*(3,9/100)+                    
51     (4+10/4)*(1,8/100)+(5+12/4)*(6,4/100))=9,881 м3/м3                 9.881              
52 Суммарный объем продуктов сгорания                                    
53 Vсум=VCO2+VH2O+VN2                    
54 Vсум=1,433+2,39+9,881=13,704 м3/м3     13.704              
55 4. Количество воздуха, необходимое для сжигания горючего газа сложного состава                                    
56 V0=0,0476*[0,5CO+0,5H2+1,5H2S+Σ(m+n/4)CmHn-O2]                  
57 V0=0,0476*((1+4/4)*74,8+(2+6/4)*8,8+(3+8/4)*3,9                  
58     (4+10/4)*1,8+(5+12/4)*6,4-0,197)=12,5 м3/м3                 12.500 0.197            
59 5. Теплота вносимая в топку топливом кДж/м3                                    
60 Im=tm*0,01*ΣVm*cm                  
61 tm=20oC - температура газообразного топлива (по заданию)                     20              
62 Vm - объемные доли компонентов газообразного топлива м3/м3                                    
63 сm - средние объемные теплоемкости компонентов газообразного топлива при                     1.5684 2.4344 3.1409 4.2438        
64 постоянном давлении /табл.5/1/                                    
65 Im=20*0,01*(74,8*1,5684+8,8*2,4344+3,9*3,1409+1,8*4,2438)=31,725 кДж/м3   31.725              
66 Iв=б*Vo*cв*tв                  
67 tв=20оС - температура оздуха (по заданию)                     20              
68 Vо - теоретический объем воздуха                                    
69 св - средние объемные теплоемкости воздуха при постоянном давлении                     1.2981              
70 б=1,1 - коэффициент избытка воздуха                     1.1              
71 Iв=1,1*12,5*1,2981*20=356,975кДж/м3   356.97472              
72 Калориметрическая температура сгорания                                    
73 tк=(Qнр+Im+Iв)/(VN2*cN2+VO2*cO2+VCO2*cCO2+VH2O*cH2O)                  
74 VN2,VO2,VCO2,VH2O - объемы продуктов сгорания                                    
75 сN2,сO2,сCO2,сH2O - средние объемные теплоемкости продуктов сгорания                     1.4889 1.5693 2.4222 1.9629 1.4956 1.576 2.436 1.9825
76 tк=(47652+31,725+356,975)/(9,881*1,4889+0,197*1,5693+1,433*2,4222+   1.4822 1.5618 2.4075 1.9423 1.5073 1.5898 2.4606 2.019
77           2,39*1,9629)=2072оС           2072 2534.42630     1.2988 1.3059 1.5999 1.4943
78 tк=(47652+31,725+356,975)/(9,881*1,4956+0,197*1,576+1,433*2,436+                  
79           2,39*1,9825)=2060оС           2060              
80 tк=(47652+31,725+356,975)/(9,881*1,5073+0,197*1,5898+1,433*2,4606+                  
81           2,39*2,019)=2039оС           2039              
82 Принимаем калориметрическую температуру 2072оС                                    

задача 2
  A B C D E F G H I J K L M N
1 ЗАДАЧА 2        
2 Рассчитать атмосферную горелку и по полученным        
3 данным начертить эжекционную трубку горелки        
4                            
5 Исходные данные:                          
6 Производительность горелки Q1=22 м3/ч, давление газа перед горелкой ΔРгаз=2,5 КПа                       22 2.5
7 температура подогрева t=80оС, тип эжекционной трубки в, диаметр выходных                       80  
8 отверстий dо=4 мм, коэффициент избытка воздуха б=0,5, скорость выхода газовоз-                       4 0.5
9 душной смеси из отверстий головки Wо=1,96 м/с                       1.96  
10                            
11 Решение:                          
12 При заданных значениях основных параметров горелки принятая скорость позволяет                          
13 работать горелке с перегрузкой до 2,55/1,96=1,3 раза. При заданном коэффициенте                          
14 избытка воздуха проскока пламени не будет. Следовательно, диапазон регулирова-                          
15 ния горелки составляет 0…1,3 номинальной нагрузки.                          
16 1. Суммарная площадь выходных отверстий                          
17 F0=(Q1*(1+б*V0)/(W0*0,36))        
18 Vо - теоретический объем воздуха                          
19 F0=(22*(1+0,5*12,5)/(1,96*0,36))=226,047 см2     226.047  
20 2. Коэффициент эжекции                          
21 u=(б*V0)/S        
22 S - относительная плотность газа                          
23 u=(0,5*12,5)/0,807=7,749     7.749  
24 3. Коэффициент потерь для эжекционной трубки типа в k=3, коэффициент расхода                       3  
25 головки горелки μ0=0,78, коэффициент расхода сопла μс=0,9 /1/                       0.78 0.9
26 4. Величина коэффициента сопротивления отверстий головки горелки                          
27 ζ0=(1-μ02)/μ02        
28 ζ0=(1-0,782)/0,782=0,644     0.644  
29 Коэффициент, учитывающий потери энергии в головке горелки                          
30 k1=ζ0+2*T/273-1        
31 Т - температура подогрева К                          
32 Т=t+273=80+273=353 К     353  
33 k1=0,644+2*353/273-1=2,230     2.230  
34 5. Площадь сопла                          
35 Fc=(Q1*√ρг)/(0,36*μс*√(2*Δргаз*1000))        
36 Fc=(22*√1,043)/(0,36*0,9*√(2*2,5*1000))=0,981 см2     0.981  
37 Диаметр сопла                       3.14  
38 dc=√(4*Fc/π)        
39 dc=√(4*0,981/3,14)=1,12 см     1.12  
40 6. Оптимальное значение основного параметра горелки                          
41 F1опт=√(k/k1)        
42 F1опт=√(3/2,230)=1,345     1.345  
43 7. Параметр горелки А                          
44 A=(k1*(1+u)*(1+u*S)*Fc*F1опт)/F0        
45 A=(2,23*(1+7,749)*(1+7,749*0,807)*0,981*1,345)/226,047=0,826≈1     0.826  
46 Горелка работает в оптимальном режиме.                       1  
47 8. Площадь поперечного сечения горловины эжектора                          
48 Fг=х*F1опт*F0        
49 Fг=1*1,345*226,047=304,135 см2     304.135  
50 9. Диаметр горловины эжектора                          
51 dг=√(4*Fг/π)        
52 dг=√(4*304,135/3,14)=19,68 см     19.68  


Информация о работе Сжигание газового топлива