1.Определение состава влажного газа .4

Содержание

Задание……………………………………………………………………...3

1.Определение состава влажного газа…………………………………….4

2.Составление материального баланса горения………………………….6

3.Расчет калориметрической температур………………………………...9

4.Расчет теоретической и действительной температуры горения……..11

Список источников………………………………………………………..13

1. Определение состава влажного газа

1.1 Из справочной литературы задаем состав сухих газов, %:

Таблица 1. Состав сухих природного и доменного газа

Газ
											Всего
Природный	0,41		92,8			1,29		4,11	0,8	0,23	0,36
Доменный		27,4	0,9		3,3	58,4

1.2 Определим содержание влаги во влажном смешанном газе по следующей формуле:

, (1)

где - процентное содержание влаги во влажном газе, %. - влагосодержание смешанного газа, .

.

1.3 Определим низшую теплоту сгорания сухого смешанного газа по следующей формуле:

, (2)

где - низшая теплота сгорания сухого газа, ; - низшая теплота сгорания влажного газа, .

.

1.4 Определим низшую теплоту сгорания сухих природного и доменного газов по следующей формуле:

(3)

Для природного газа:

Для доменного газа:

.

1.5 Определим долю природного газа в смеси по следующей формуле:

, (4)

где - доля природного газа в смеси, %.

Тогда доля доменного газа в смеси равна: .

1.6 Определим содержание компонентов в сухом смешанном газе по следующей формуле:

, (5)

где - содержание компонента в сухом смешанном газе, %.

Расчет произведем с помощью программы Microsoft Excel и сведем в таблицу:

Таблица 2. Состав сухого смешанного газа:

Газ
											Всего
Смешанный газ	8,474	23,039	15,527		2,775	49,310		0,654	0,127	0,037	0,057

1.7 Пересчитаем состав сухого смешанного газов на влажный по следующей формуле:

, (6)

где - содержание компонента во влажном газе, %; - содержание компонента в сухом газе, %.

Расчет произведем с помощью программы Microsoft Excel и сведем в таблицу:

Таблица 3. Состав влажного смешанного газа:

Газ
											Всего
Смешанный газ	8,268	22,480	15,150	2,428	2,707	48,113		0,638	0,124	0,036	0,056

1.8 Для проверки точности расчета определим теплоту сгорания смешанного газа по формуле (3):

Полученное значение идентично данному значению низшей теплоты сгорания.

2. Составление материального баланса горения

2.1 Определим теоретическое количество кислорода, необходимого для горения по следующей формуле:

(7)

где - теоретически необходимое количество кислорода, .

2.2 Определим теоретическое количество азота, поступившего с воздухом горения по следующей формуле:

, (8)

где - теоретическое количество азота, поступившего с воздухом горения, .

.

2.3 Определим теоретическое количество воздуха по следующей формуле:

, (9)

- теоретическое количество воздуха, .

.

2.4 Определим теоретический объем водяных паров в продуктах сгорания по следующей формуле:

, (10)

где - теоретический объем водяных паров в продуктах сгорания, .

2.5 Определим теоретический объем углекислого газа в продуктах сгорания по следующей формуле:

, (11)

где - теоретический объем углекислого газа в продуктах сгорания, .

2.6 Определим теоретический объем азота в продуктах сгорания по следующей формуле:

, (12)

где - теоретический объем азота в продуктах сгорания, .

.

2.7 Определим теоретический полный объем продуктов сгорания по следующей формуле:

(13)

где - теоретический объем продуктов сгорания, .

.

2.8 Определим действительное количество воздуха, необходимого для горения по следующей формуле:

, (14)

где - действительное воздуха, который необходим для горения, - коэффициент избытка воздуха, .

.

2.9 Определим действительный объем продуктов сгорания по следующей формуле:

, (15)

где - действительное объем продуктов сгорания, .

.

2.10 Определим действительный объем азота в продуктах сгорания по следующей формуле:

, (16)

где - действительное объем азота в продуктах сгорания, .

.

2.11 Определим действительный объем водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания по следующей формуле:

, (17)

где - действительный объем водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания, .

.

2.12 Определим действительный объем кислорода в продуктах сгорания по следующей формуле:

, (18)

где .

2.13 По следующей формуле определяем химический состав продуктов сгорания:

, (19)

где - доля компонента в продукте сгорания, %.

; (из – за малого содержания углекислого газа в воздухе теоретическое содержание углекислого газа равно действительному)

;

;

.

2.14 Определим плотность смешанного газа по следующей формуле:

(20)

где - плотность смешанного газа, ; - молярная масса компонента.

2.15 Также с помощью формулы (17) определим плотность продуктов сгорания:

Таблица 4. Материальный баланс горения

Поступило, кг	Образовалось, кг
Топливо		Продукты горения
Воздух
ИТОГО	4,259	ИТОГО

Возможная ошибка: .

3. Расчет калориметрической температуры

3.1 Определим энтальпию продуктов сгорания по следующей формуле:

, (21)

- энтальпия продуктов сгорания, .

.

С учетом рекомендаций предварительно принимаем

3.2 С помощью приложения 2 находим энтальпию продуктов горения при по следующей формуле:

, (22)

Так как , то действительная калориметрическая температура горения больше

Повторно принимаем Рассчитаем по формуле (22) энтальпию продуктов сгорания при

Имеем , следовательно,

Интерполяцией находим калориметрическую температуру горения:

.

3.3Определим требуемую калориметрическую температуру по следующей формуле:

, (23)

где - требуемая калориметрическая температура, ; - температура нагрева металла, ; - рекомендуемая разность температур печи и металла, - для методической печи с двухступенчатым режимом нагрева; - пирометрический коэффициент, ;

.

Тогда температура в рабочей камере будет равна:

, то необходим подогрев воздуха.

3.4Энтальпию продуктов сгорания при находим интерполяцией:

3.5Определяем минимально необходимую энтальпию подогретого воздуха по следующей формуле:

, (24)

где - минимально необходимая энтальпия подогретого воздуха,.

.

Интерполяцией находим минимальную температуру подогрева воздуха:

.

4. Расчет теоретической и действительной температуры горения

4.1Определим величину тепла, вносимого с подогретым воздухом, по следующей формуле:

, (25)

где - тепло, вносимое с подогретым воздухом, ; - изобарная объемная теплоемкость воздуха при температуре подогрева, ; - температура подогрева воздуха, ; - действительный объем воздуха, необходимый для горения, .

.

4.2 Определим величину тепла, вносимого с подогревом смешанного газа, по следующей формуле:

, (26)

где - тепло, вносимое с подогретым смешанным газом, ; - изобарная объемная теплоемкость смешанного газа при температуре подогрева, ; - температура подогрева воздуха, .

.

4.3 Определим теоретическую температуру горения по следующей формуле:

, (27)

где - теоретическая температура горения, ; теплоемкость продуктов сгорания ; - действительный объем продуктов сгорания, .

4.4 Действительную температуру горения определим по следующей формуле:

, (28)

- действительная температура горения, .

.

Таблица 5. Результаты расчета

Расчетная величина	,%	,	,	,	,	,	,	,
	2,428	2,211	2,321	3,126	3,237	1,189	1,304	1872,113
Расчетная величина	,	,	,
	1708,369	303,506	1307,090

Список источников

1. С.Л. Соломенцев. Методические указания по курсовому проектированию металлургических печей «Расчет горения топлива», Липецк, Липецкий Политехнический Институт, 1980 г.

2. Семикин, И.Д. Топливо и топливное хозяйство металлургических заводов / И.Д. Семикин, С.И. Аверин, И.И. Радченко. – М.: Металлургия, 1965.

3. Кривандин, В.А. Металлургические печи / В.А. Кривандин, Б.Л. Марков. – М.: Металлургия, 1967.

Дата добавления: 2015-09-30