Контрольная работа по "Физике"

Исходные данные Топливом служит мазут следующего элементного состава углерод 75, водород 25 % масс. Сырье в количестве 160 т/ч = 44,4 кг/с с начальной температурой tн =150 оC требуется нагреть до tк=370 0C, давление Pк=0,265 МПа. Решение Определение тепловой нагрузки В зависимости от физических свойств нагреваемой нефти, конечной температуры нагрева и давления на выходе из печи рассчитываются доля отгона и относительные плотности паровой и жидкой части сырья [11]. Результаты расчетов однократного испарения нагреваемой нефти приведены в таблице 1.1. Таблица 1.1 -рассчитанные параметры однократного испарения нагреваемой нефти на выходе из печи. Наименование параметраВеличинаЕдиница измеренияМассовая доля отгона0,5159 Мольная доля отгона0,7111 Давление0,265МПаТемпература370,0°CПлотность жидкости0,921г/см3Плотность пара0,834г/см3Энтальпия жидкости907кДж/кгЭнтальпия пара1164кДж/кгМолекулярная масса сырья254,2 Плотность сырья0,874г/см3 мольный и массовый составы исходного сырья, паровой и жидкой части сырья после однократного испарения рассчитываем по следующим формулам. Расчет сводим в таблицу 1.2. , (1.1) . (1.2) Полезную тепловую нагрузку определяем из уравнения , (1.3) Qпол = 44,4∙(1164∙0,5159+907∙(1-0,5159)-359=31569 кВт. Таблица 1.2 - мольный и массовый составы исходного сырья, паровой и жидкой части сырья после однократного испарения Компонент № п/пxLОднократное испарение ti∙yi Mi∙yixixмyм10,2000 0,0106 0,2770 6,947 0,0027 0,1652 31,830,420,1000 0,0103 0,1364 3,497 0,0034 0,1050 22,519,330,1000 0,0174 0,1336 2,039 0,0068 0,1202 27,022,240,1000 0,0287 0,1290 1,192 0,0129 0,1343 30,624,850,10000,04750,12130,6770,02480,146132,926,960,10000,08080,10780,3540,04930,152033,428,070,10000,14620,08120,1470,10850,139229,025,780,20000,65860,01370,0060,79160,03806,97,0Сумма1,00001,00001,00001,00001,0000214,4184,4 2. Расчет процесса горения .1 Низшая теплотворная способность топлива рассчитается по уравнению (2.1) ∙75+1030∙25=47029 кДж/кг. .2 Теоретический расход воздуха по уравнению , (2.2) L0= кг/кг. .3 Теоретический объем воздуха по уравнению (2.3) V0==12,3 м3/кг. .4 Состав продуктов горения определяем по следующим уравнениям (2.4) (2.5) (2.6) Принимаем коэффициент избытка воздуха в топке равный 1,4, на выходе из камеры конвекции - 1,5. Результаты расчета количеств компонентов при горении одного килограмма топлива сведены в таблицу 2.1. Таблица 2.1 - количества компонентов горения одного килограмма топлива (Ni), в кмоль/кг КомпонентыВ топкеВ камере конвекцииCO20,07000,0700H2O0,08220,0822N20,53380,5719F0,72750,7757 3. Определение коэффициента полезного действия печи и топки Принимаем температуру отходящих дымовых газов на 180 0 выше температуры входящего нагреваемого продукта, тогда 2= 150+180=330 0С. Потери тепла с отходящими дымовыми газами определим по уравнению (3.1) где средняя молярная теплоемкость компонентов определится по уравнению (3.2) значения коэффициентов a, b, c приведены в таблице 3.1. Таблица 3.1 - Значения коэффициентов a, b, c в уравнении 3.1 Веществоab×103c×106CO235,01,81,40H2O28,43,4-0,36N229,14,8-0,81 Тогда 2= 23,86∙(330-10)=6919,4 кДж/кг. Результаты расчетов средней молярной теплоемкости компонентов и уходящих дымовых газов сведены в таблицу 3.2. Доля тепла, теряемая с уходящими дымовыми газами, определится по уравнению 2=. Коэффициент полезного действия печи определится по уравнению , (3.3) 1-0,13-0-0-0=0,87. Таблица 3.2 - Результаты расчетов средней молярной теплоемкости компонентов и уходящих из печи дымовых газов