И газообразных горючих веществ»

Определить состав рабочей массы горючего вещества, низшую и высшую теплоту сгорания и тепловой эквивалент. Рассчитать теоретически необходимое и действительное количество воздуха для горения в условиях топливосжигающего устройства, состав и общий объёмный расход продуктов горения, энтальпию дымовых газов, калориметрическую и теоретическую температуры горения с построением и использованием J – t диаграммы, эксергию и эксергетический КПД процесса горения.

Таблица 4. Состав твердых и жидких горючих веществ

№№ п/п	Вид топлива	Рабочий состав топлива на горючую массу, %	Сух. масса,%	Раб. масса,%
C^г	H^г	S_л^р	O^г	N^г	A^с	W^р
	Уголь бурый Б	66,9	4,9	6,7	20,0	1,5	35,1
	Уголь каменный Д	75,1	5,5	5,9	11,9	1,6	22,5
	Антрацит А	94,5	1,8	1,6	1,4	0,7	6,8	5,4
	Торф кусковой	57,9	6,0	0,4	33,3	2,4	11,0
	Торф фрезерный	57,7	6,1	0,2	33,5	2,5	11,0
	Мазут малосернистый	88,2	10,6	0,5	0,4	0,3	0,31
	Мазут высокосернистый	86,3	10,3	3,0	0,2	0,2	0,31
	Древесина смешанная	50,5	6,2		42,7	0,6	1,0
	Древесные отходы	51,9	6,3	0,1	40,7	1,0	0,8	50,5
	Шлифовальная пыль ДСП	49,1	6,4		43,4	1,1	1,0	7,8
	Бензин	85,5	14,5
	Керосин авиационный	86,0	14,0
	Соляровое масло	86,5	12,8	0,3	0,2	0,2	0,02
	Уголь каменный Г	80,5	5,4	4,3	8,3	1,5	17,1
	Уголь каменный Т	88,4	4,3	3,4	2,4	1,5
	Антрацит АШ	92,4	1,8	2,2	2,5	1,1
	Торфобрикеты		5,5	0,8	36,9	1,8
	Дистиллат сернистой нефти	86,1	11,3	2,3	0,1	0,2	0,01
	Мазут флотский Ф-12	87,8	10,5		0,4	0,3	0,2
	Мазутное топливо (дистиллат)	86,4	11,1		0,2	0,3	0,1
	Древесина смешанная	51,0	6,1		42,2	0,7
	Дизельное топливо	87,0	12,6		0,4
	Горючие сланцы						67,1
	Уголь каменный СС	79,0	5,3	1,5	12,7	1,5	40,9
	Полуантрацит ПА	89,9	3,5	3,3	1,3
	Дистиллат малосернистой нефти	86,5	12,6	0,35	0,25	0,3	0,01
	Масло нейтральное	85,7	10,8	0,4	2,1		0,4	0,9
	Уголь бурый Б3	71,1	5,3	1,9		1,7
	Дизельное топливо	85,6		1,1	0,2	0,1	0,02
	Смола угольная	91,6	4,6	1,3	1,5		0,5	13,9

Пример расчета

Определить состав рабочей массы горючего вещества (мазута марки М-100), низшую и высшую теплоту сгорания и тепловой эквивалент. Рассчитать теоретически необходимое и действительное количество воздуха для горения в условиях топливосжигающего устройства (камерной топки), состав и общий объёмный расход продуктов горения, энтальпию дымовых газов, калориметрическую и теоретическую температуры горения с построением и использованием J – t диаграммы, эксергию и эксергетический КПД процесса горения.

Заданный элементарный состав жидкого горючего вещества:

C^г = 88,4 %; H^г = 10,4 %; S_л^г = 0,5 %; O^г = 0,2 %; N^г = 0,5 %; A^с = 0,1 %; W^р = 3 %.

По пересчетной таблице 1 содержание золы на рабочую массу, %

;

содержание углерода на рабочую массу, %

содержание водорода на рабочую массу, %

содержание серы на рабочую массу, %

содержание кислорода на рабочую массу, %

содержание азота на рабочую массу, %

Проверка пересчета по уравнению материального баланса (1):

Низшая теплота сгорания мазута определяется по формуле (8), кДж/кг

Q_н^р = 338C^р +1250H^р +109(S_л^р – O^p) – 25(W^p + 9H^р) = 338 85,66 + +1250 .

Высшая теплота сгорания по формуле (7), кДж/кг

Q_в^р = Q_н^р + 25(W^p + 9H^р) = 39261,9 +

Тепловой (энергетический) эквивалент горючего вещества

Теоретически необходимый объём воздуха для горения мазута, м³/кг

Действительный расход воздуха при коэффициенте воздуха в топке , м³/кг

Объём трехатомных газов, м³/кг

Объём двухатомных газов, м³/кг
.

Объём водяных паров, м³/кг

1,35.

Общий объём дымовых газов, м³/кг

Для определения калориметрической и теоретической температуры горения построим J – t диаграмму в диапазоне температуры 500…2000 с шагом 500 , используя табл.1. Так при температуре t = 500°С энтальпия дымовых газов, кДж/кг

при температуре t = 1000°С

;

при температуре t = 2000°С

;

при температуре t = 1500°С

Для построения J – t диаграммы можно воспользоваться электронной таблицей Microsoft Excel (рис.1). Линия регрессии удовлетворительно описывается уравнением, кДж/кг