Расчёт жаропроизводительности топлива

 

Весьма важной характеристикой топлив является максимальная температура, развиваемая в топке при их сжигании, которую Д.И.Менделеев предложил назвать жаропроизводительностью.

При подсчете жаропроизводительности принимают, что все тепло, выделяемое при полном сгорании топлива, используется для нагрева продуктов сгорания. Потери тепла в окружающую среду принимают равными нулю. Диссоциацию продуктов сгорания при высоких температурах, которая сопровождается поглощением тепла, обычно не учитывают.

Если предположить, что все тепло, выделяющееся в результате сгорания топлива, целиком сообщается только продуктам, а температура топлива и воздуха, подаваемых в топку, равна нулю, тогда

 

,                                      (7.10)                         

 

где  – масса i -го продукта; – средняя удельная его теплоемкость для соответствующего интервала температуры.

 

Задания для практических и самостоятельных работ

Задание №1

    а) По заданной функции изобарной теплоёмкости газа  или  рассчитать значения для ряда температурот Т = 300 К с интервалом Δ Т = 100º и построить график зависимости теплоемкости от температуры как показано на рис.7.2.

 

    б) Рассчитать значения средней теплоемкости газа для значений температур: Δ Т = 298-400º; Δ Т = 298-500º; и т.д. и нанести найденные значения  на построенный график .

Рис. 7.2. Зависимость истинной теплоёмкости газа от температуры  и средней теплоёмкости  от интервала температур

Задание №2

    а) По данным компонентного состава сухого газообразного топлива определить значения высшей и низшей теплоты сгорания по реакциям окисления компонентов и стандартной теплоте образования веществ.

 

б) Рассчитать количества воздуха, теоретически необходимого для сжигания газа и фактически подаваемого в топку при заданном коэффициенте избытка воздуха. Рассчитать количество (объем) и состав продуктов сгорания и жаропроизводительность при =1 и при заданном .

 

Задание №3

а) По данным элементарного состава твердого сухого беззольного топлива определить теплоту сгорания (высшую и низшую) разными способами: расчетом по реакциям горения элементов с использованием стандартных значений теплоты образования веществ, а также по эмпирическим формулам Д.И.Менделеева. Результаты сравнить.

Пересчитать состав топлива и найденные значения  и  на сухую и рабочую массы топлива. Произвести пересчет состава и теплоты сгорания топлива на другое содержание влаги, золы.

        

    б) По данным элементарного состава твердого топлива (рабочее состояние) рассчитать показатели его сжигания: теоретический расход кислорода и воздуха, количество и состав продуктов сгорания и жаропроизводительность при =1 и при заданном .

    Теплоёмкость золы в расчётах принять равной = 1,005 кДж/кг (0,24 ккал/кг).

 

Номер варианта исходных данных для практических работ следует принимать по двум последним цифрам номера зачетной книжки студента: для работы 1 – из табл. А.1 Приложения А; для работ 2 и 3 - из табл. Б.1 и Б.2 Приложения Б.

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

1. Брицке Э.В. Термодинамические константы неорганических веществ / Э.В.Брицке, А.Ф.Капустинский, Б.К.Веселовский и др.– М.: Изд-во АН СССР, 1949.

2. Бэр Г.Д. Техническая термодинамика /Г.Д. Бэр.– М.: Мир, 1977. – 518 с.

3. Захаров Н.Д. Эксергия органических топлив /Н.Д. Захаров  // Изв. вузов. Энергетика. – 1970. - № 9. – С. 63-67.

4. Карапетьянц М.Х. Основные термодинамические константы неорганических и органических веществ / М.Х. Карапетьянц, М.Л. Карапетьянц. – М.: Химия, 1968. – 470 с.

5.Краткий справочник физико-химических величин /Под ред. К.П.Мищенко и А.А.Равделя. – Л.: Химия, 1972. – 200 с.

6. Линчевский В.П. Топливо и его сжигание /В.П. Линчевский. – М.: Металлургиздат, 1959. – 400 с.

7.Равич М.Б. Топливо и эффективность его использования / М.Б. Равич. – М.: Наука, 1971. –358 с.

8. Степанов В.С. Химическая энергия и эксергия веществ /В.С. Степанов. – Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1990. – 163 с.

9. Степанов В.С. Потенциал и резервы энергосбережения в промышленности / В.С. Степанов, Т.Б. Степанова. – Новосибирск: Наука, Сиб. отд., 1990. – 248 с.

10. Степанов В.С. Эффективность использования энергии / В.С. Степанов, Т.Б. Степанова. - Новосибирск: Наука, Сиб. отд, 1994. – 257 с.

11. Теплотехнический справочник / Под ред. В.Н.Юренева, П.Д. Лебедева. – М.: Энергия, 1975. – Т. 1; 1976. – Т. 2. – 744 с., 896 с.

12. Термодинамические свойства индивидуальных веществ / Под ред. акад. В.П.Глушко. – М.: Изд-во АН СССР, 1962. – Т. 2. – 916 с.

13. Чертков Я.Б. Моторные топлива /Я.Б. Чертков. – Новосибирск: Наука, Сиб. отд., 1987. -206 с.

14. Шаргут Я. Эксергия / Я. Шаргут, Р. Петела. – М.: Энергия, 1968. – 272 с.

15. Энергетическое топливо СССР: Справочник / В.С.Вдовченко, М.И.Мартынова, Н.В.Новицкий, Г.Д.Юшина. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 184 с.

16. Яворский И.А. Физико-химические основы горения твердых ископаемых топлив и графитов /И.А. Яворский. – Новосибирск: Наука, Сиб. отд., 1973. –252 с.

17. BoieW. VomBrennstoffzumRauchgas / W.Boie. – Leipzig: B.G. TeubnerVerlagsgesellschaft, 1957. – 148 S.

18. Fratscher W.ZurBestimmung der maximalenArbeit von Verbennungsreaktionen/ W.Fratscher, D.Schmidt //Wiss. Z. Tech. Univ. Dresden. – 1961. – Bd. 10, Nо 16. – S. 183-191.

19. Ikumi S. A method of estimating entropies of coals and coal liquids / S.Ikumi, C.D.Luo,C.Y.Wen // Can. J. Chem. Engng. – 1982. – Vol. 60. – P. 551-555.

20. Rant Z. Zur Bestimmung der spezifischenExergie von Brennstoffen / Z.Rant//Allg. Warmetechn. – 1961. – Bd. 10, Nо 9. – S. 172-176.

21. Shie J.H. Estimation of energy (enthalpy) and exergy (availability) contents in structurally complicated materials / J.H. Shie, L.T. Fan // Energy Sources. – 1982. – Vol. 6, No 1 / 2. – P. 1-46.

22. Szargut J. Angenäherte Bestimmung der Exergie von Brennstoffen / J.Szargut, T.Styrylska // BWK. – 1964. – Bd. 16, No 12. – S. 589-596.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

                                                                                                                                                                          Таблица А.1