Контрольная работа по "Экономике"

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 

     Задача. Определить расходы топлива В, кг/с (м³/с), окислителя V_ок, м³/с, и воздуха, идущего на разбавление продуктов сгорания топлива V_в, м³/с, необходимые для получения заданного количества энергоносителя V_э, м³/с, имеющего температуру Т_э, К. Определить составы газов за камерой смешения, а также температуру газа после камеры сгорания Т_ксг, К.

     В качестве окислителя и воздуха, подаваемого  для разбавления продуктов сгорания, принять воздух О₂ = 21 %, N₂ = 79 % с температурой Т_В = Т_ОК = 300 К и влагосодержанием d_В = d_ОК = 15 г/м³.

     Исходные  данные. 

     

1. Расход  энергоносителя, V_э = 0,75 м³/с;
2. Температура энергоносителя, Т_э = 950 К;
3. Топливо: мазут высокосернистый;
4. Тепловые  потери, =0,5 %, =0 %, =0 %, =3,0%, =1,0%;
5. Коэффициент расхода окислителя, α=1,03;

 

     Решение:

     1. Определение теплоты сгорания газа .

     Природного газа:

     

.

     2. Расчет состава смеси природного газа.

     доля  природного газа будет равна y = (1-x). Составляем уравнение:

     

,

     где – исходная теплота сгорания смеси газов, МДж/м³.

     Находим, что

     

.

     у = (1-х) = 1-0,747 = 0,253.

     Состав  смешанного газа, %.

     

;

     

     

     

     

     

     

     

     

 

     Таблица 1 - Состав природной газовой смеси

 

     Проверка:

     Погрешность: 0,004%.

     3. Плотность ПГС и воздуха.

     плотность ПГС.

.

     Плотность воздуха.

     

     4. Расход воздуха, необходимого для сжигания единицы топлива.

     Теоретический расход воздуха (n = 1).

     

     Действительный  расход воздуха (n = 1,14).

     

     5. Расчет количества и состава продуктов сгорания.

     Объем углекислого газа в ПГ:

     

 

     Объем водяных паров в ПГ:

     

     Объем азота в ПГ:

     

     Объем избыточного кислорода в ПГ:

     

     Общее количество ПС:

     

     Состав  ПС:

     

     

     

     

     Таблица 2 - Состав продуктов сгорания

 

     Плотность ПС:

     

     6. Материальный баланс процесса горения.

 
 

     7. Определение калориметрической температуры горения.

     Находим начальную энтальпию продуктов  сгорания по формуле, где известно физическое тепло подогретого газа и воздуха.

     Физическое  тепло газа:

     

     где – теплоемкость подогретого газа при t = 400^oC, найденная по формуле:

     

     где теплоемкости , и т.д., а также С_в – теплоемкость подогретого воздуха;

     теплоемкости  для газов метанового ряда.

     Физическое  тепло подогретого воздуха:

     

. 

     8.Энтальпия  продуктов сгорания

     Находим энтальпию продуктов сгорания при  различных температурах.

     

       100,°С:   

       500.°С:   

1000.°С:

1500.°С:

2000.°С:  

 

Строим H-T диаграмму по полученным значениям.

 

     9.Определение  КПД камеры сгорания

     КПД камеры сгорания определяем по формуле:

     

     а) Потери теплоты с уходящими газами

     

     где  Нуг – энтальпия уходящих газов при t°C=500

     αуг – коэффициент избытка воздуха уходящих газов. (1.2%)

     Hв – энтальпия поступающего в камеру сгорания воздуха при t°C=30

     

     qм – потери теплоты от механического недожога. (1.4%)

     Q^Р_Н = низшая теплота сгорания. 

      %

     q_{3 -} потери от химической неполноты сгорания топлива. (0.5%)

     q_{4 -} потери от механической неполноты сгорания топлива. (5%)

     q_{5 -} потери через наружные поверхности.(1.5%)

       q₆ – потери тепла со шлаком.

      %

     Тогда КПД:

      %      

     10.Определение высшей теплоты сгорания

     Находим по формуле:

       

     11.Определение  теоретической температуры  сгорания топлива

     Для нахождения теоретической температуры сгорания определяем тепловыделение.

     

       где С_vg= 1.32  КДж/м³

       α_Т= 1.14

      

     По  диаграмме H-T определяем теоретическую температуру сгорания топлива:

     t °С= 1800