Расчет горения топлива. Расчёт для топлива А:

Расчёт для топлива А:

5,83 + 26,22 + 12,62 + 51,85 + 0,58 + 2,89 = 100.

Расчёт для топлива Б:

0,20 + 77,38 + 1,69 + 0,80 + 13,92 + 0,99 + 4,38 + 0,56 = 100.

Определим теплоту сгорания каждого газа.

Q^р_н = 127 СО + 108 Н₂ + 358 СН₄ + 590 С₂Н₄ + 555 С₂Н₂ + 635 С₂Н₆ +

+ 913 С₃Н₈ + 1185 С₄Н₁₀ + 1465 С₅Н₁₂ + 234 Н₂S

Q^р_{н (А)} = 127· 26, 22 + 108· 12, 62 + 358· 0, 58 = 4900, 54 кДж/м³

Q^р_{н (Б)} = 358· 77,38 + 635· 4,38 + 913· 1,69 + 1185· 0,8 + 234· 0,99 = 33205,97 кДж/м³.

Найдём состав смешенного газа, для чего прежде всего определим долю А газа в смеси, которую обозначим через Х_А:

;

.

Посчитаем состав смеси:

СО₂^см = СО₂^А Х_А + СО₂^Б Х_Б = 5,83· 0,75 + 0,20· 0,25 = 4,42 %

СО^см = 26,22 · 0,75 = 19,67 %

Н₂^см = 12,62 · 0,75 = 9,47 %

СН₄^см = 0,58 · 0,75 + 77,38 · 0,25 = 19,78 %

N₂^cм = 51, 85 · 0, 75 + 13, 92· 0, 25 = 42, 38 %

С₃Н₈^см = 1,69· 0,25 = 0,42 %

С₄Н₁₀^см = 0,8 0,25 = 0,20 %

С₂Н₆^см =4,43 0,25 = 1,1 %

Н₂S^см =0.99 0,25 = 0,25 %

Н₂О^см = 2,89 0,75 + 0,56 0,25 = 2,31 %

4,42 + 19,67 + 9,47 + 19,78 + 42,38 + 0,42 + 0,20 + 0,25 + 1,1 + 2,31 = 100.

Используя таблицу 1,определим расход воздуха, состав и количество продуктов сгорания. Расчет ведём на 100 м³ газа.

Правильность расчета проверим составлением материального баланса.

Расчет является верным, если погрешность не превышает 5 %.

Поступило, кг: Получено, кг:

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 = 12,35· 1,43 = 17,66

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 = 0,715

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

C₄Н₁₀ = 0, 2· 2, 59 = 0, 52 Итого 569,14

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 .

Таблица 1- Расход воздуха, состав и количество продуктов сгорания

Участвуют в горении	Образуется продуктов сгорания, м^3
Топливо, м^3	Воздух, м^3
составляющая	содержание, м^3	О2	N2	всего	СО2	Н2О	О2	N2	SO2	всего
СО2 СО Н2 СН4 N2 C3Н8 C4Н10 Н2S C2Н6 Н2О	4,42 19,67 9,47 19,78 42,38 0,42 0,20 0,25 1,10 2,31	-- 9,84 4,73 39,56 -- 2,10 1,30 0,38 3,85 --	61,75· 3,76 = 231,20	61,753+231,20=294,0	4,42 19,67 -- 19,78 -- 1,26 0,80 -- 2,2 --	-- -- 9,47 39,56 -- 1,68 1,00 0,25 3,30 2,31	-- -- -- -- -- -- -- -- -- --	42,38+231,20= 273,58	-- -- -- -- -- -- -- 0.25 -- --
n = 1		61.75 (21.0)	231.2 (79.0)	292,95 (100)	48,13 (12.7)	57,56 (15.17)	--	273,6 (72.1)	0,25 (0.07)	379.52 (100)
n = 1,2		74.10 (21.0)	277.4 (79.0)	351.54 (100)	48.13 (10,77)	57,56 (12,89)	12,35 (2,76)	328,3 (73,5)	0,25 (0.06)	446,6 (100)

Из таблицы 1 следует, что при данной величине коэффициента расхода воздуха, равной 1,2, количество продуктов сгорания, образовавшихся при сжигании 100 м³ топлива, составит 446,6 м³ или 4,47 м³ на 1 м³ топлива. Воздуха при этом будет затрачено 351,54 м³ на 100 м³, или 3,52 м³ на 1 м³ топлива.

Для определения калориметрической температуры горения необходимо найти начальную энтальпию (теплосодержание) 1 м³ 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 (приложение Е).

Таким образом, энтальпия продуктов сгорания составит

.

Определим калориметрическую температуру.

Энтальпия продуктов сгорания равна, кДж/м³ (приложение Ж):

При 1800^оС

I_СО2 =(0,1077+0,0006)· 4360,67 = 469,64

I_Н2О = 0,1289· 3429,90 = 442,11

I_О2 = 0,0276·2800,48 = 77,29

I_N2 = 0,735· 2646,74 = 1945,35

I₁₈₀₀^о_С = 2934,39 кДж/м³.

При 1900^оС

I_СО2 = (0,1077+0,0006)· 4634,76 = 499,16

I_Н2О = 0,1289· 3657,85 = 471,5

I_О2 = 0,0276·2971,30 = 82

I_N2 = 0,735· 2808,22 = 2064,04

I₁₉₀₀^о_С = 3116,7 кДж/м³.

Следовательно, искомая калориметрическая температура горения равна

.

Как следует из вышеизложенного, при таком значении t_к методическая печь работает нормально. Для ориентировочного определения действительной температуры в сварочной зоне можно воспользоваться пирометрическим коэффициентом η, величину которого примем равной 0,7.

Следовательно, t_действ = t_к η = 1893 · 0,7 = =1325 ^оС. На основании этого и учитывая рекомендации, приведенные выше, примем t_действ = 1300 ^оС.

Дата добавления: 2015-07-25