Расчёт горения газообразного топлива

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»

Кафедра теплофизики и металлургического производства

Домашняя работа №2

по курсу: «Процессы теплогенерации, теплообмена и гидромеханики»

На тему: «Расчёт горения газообразного топлива»

Вариант №4

Выполнила:

Проверила:

Москва 2013

Необходимо определить:

1. Расход воздуха для горения смеси двух топлив с заданным QPH

2. Состав, количество и плотность продуктов горения

3. Калориметрическую температуру горения

4. Составить материальный баланс процесса горения

При условиях:

Смесь двух топлив Влажность исходных топлив г/м3

МДж/м3 смеси Коэффициент избытка воздуха,n Температура подогрева °С

А В WA WB 12,5 1,08 Топлива Воздуха

16 23 25 21 270 330

А – Доменный газ

В - Коксовальный газ

Состав сухого топлива % в объёме:

Топливо СО2 О2 С2Н4 СО Н2 СН4 N2 H2S

А 10,5 - - 28 2,4 0,3 58,5 0,3

В 2,1 0,4 С2Н6

5,6 8,7 50,5 28,2 4,5 -

1. Перерасчёт на рабочий состав:

Хвл=Хсух

= H2Ocух = 0,1242*W

Для топлива А и В получаем:

= = = 0,9699

= = = 0,9746

Подсчитаем состав влажного топлива А:

СО2вл = 0,9699 * 10,5 = 6,81 %

СОвл = 0,9699 * 28 = 27,16 %

Н2вл = 0,9699 * 2,4 = 2,33 %

СН4вл =0,9699 * 0,3 = 0,29 %

N2вл = 0,9699 * 58,5 = 56,74 %

H2Sвп=0,9699*0,3= 0,29%

Н2О = 3,105 %

Подсчитаем состав влажного топлива В:

СО2вл = 0,9746 *2,9 = 2,81 %

О2вл = 0,9746 * 0,5 = 0,48 %

С2Н6вл = 0,9746 * 2,4 = 2,33 %

СОвл = 0,9746 * 7 = 6,79 %

Н2вл = 0,9746 * 58 = 56,25 %

СН4вл = 0,9746 * 26,7 = 25,89 %

N2вл = 0,9746 * 2,5 = 2,42 %

Н2О = 2,608 %

Сведём полученные данные в таблицу

Топливо СО2 О2 С2Н6 СО Н2 СН4 N2 H2S H2O

А 10.18 - - 27.16 2.33 0.29 56.74 0.29 3,105

В 2.04 0.39 5.43 8.44 48.98 27.35 4.36 - 2,608

2. Нахождение низшей теплоты сгорания газов:

Низшая теплота сгорания топлива А

= 4.187[30.2 * 27,26 + 25.7 * 2,33 + 85.5*0,29 + 56*0.29] =3976,52КДж/м3

Низшая теплота сгорания топлива В

= 4.187[ 30,2 * 8,44 +25,7*48,98 + 85,5*27,35 + 152*5,43] = 20193,44КДж/м3

Низшая теплота сгорания смеси: (задано в задании)

КДж/м3

Найдём:

3. Расчёт составляющих смеси:

хсм = хА *а + хВ(1-а) = 0,4744*хА + 0,5256*хВ

= 0,4744*10,18+ 0,5256*2,04=5,9 %

= 0,4744*0+ 0,5256*0,39= 0,2%

С2Н6см = 0,4744*0+ 0,5256*5,43= 2,86 %

= 0,4744*27,16+ 0,5256*8,44= 17,32 %

= 0,4744*2,33+ 0,5256*48,98= 26,85%

= 0,4744*0,29+ 0,5256*27,35= 14,51 %

= 0,4744*56,74+ 0,5256*4,36= 29,21 %

H2Sсм = 0,4744*0,29+ 0,5256*0 = 0,14%

Н2 = 0,4744*3,105+ 0,5256*2,608=2,8 %

Сумма ∑ хсм=100%

4. Расчёт