Курсовая работа, расчет печи. Курсова_Печь. 1литературный обзор 2 1Принцип действия тепловых насосов 2

• Название: 1литературный обзор 2 1Принцип действия тепловых насосов 2
• Анкор: Курсовая работа, расчет печи
• Дата: 01.07.2022
• Размер: 0.64 Mb.
• Имя файла: Курсова_Печь.docx
• Тип: Документы; #622598
• страница: 4 из 6

Теплоутилизатор-вентилятор

Теплоутилизатор-вентилятор включает ротор с лопатками диаметром 0,6 м, собранными из термосифонов (рисунок 8).

Ротор разделен перегородкой на две части, каждая из которых заключена в улиткообразный кожух, выполненный по аэродинамической схеме прямоточного вентилятора. Через клиноременную передачу ротор соединен с электродвигателем. Лопатки ротора обеспечивают раздельное перемещение приточного и удаляемого воздуха без смешения. В холодный период года теплота удаляемого воздуха затрачивается на испарение рабочего вещества в термосифоне. В парообразной фазе рабочее вещество поступает в ту часть ротора, где проходит холодный наружный воздух. При конденсации его через стенки трубок передается теплота на нагрев приточного воздуха. После этого рабочее вещество в жидкой фазе центробежными силами возвращается в зону кипения. Благодаря вращению ротора данный аппарат выполняет функции одновременно теплоутилизатора и вентилятора. При этом центробежные силы сбрасывают конденсат с наружной поверхности термосифонов, что предохраняет их от образования инея [7].



1 — кожух; 2 — сальниковое устройство между перегородкой в кожухе и разделительным диском; 3 — канал для прохода приточного воздуха; 4 — воздуховод забора наружного воздуха; 5 — воздуховод выброса; 6 — канал для прохода удаляемого воздуха; 7— лопатки из термосифонов; 8— электродвигатель; 9 — воздуховод удаляемого воздуха; 10 — присоединение водопровода; 11 — автоматический вентиль периодической подачи воды для промывки ротора; 12 — оросительные сопла; 13 — приточный воздуховод; 14 — разделительный диск;
15 — перегородка в кожухе; 16 — ротор

Рисунок 8 – Принципиальная схема теплоутилизатора-вентилятора

2 Исходные данные

Рассчитать трубчатую печь для нагрева и частичного испарения нефти при следующих исходных данных:

Количество отбензиненной нефти – 3200 т/сут; начальная температура сырья
Т₁ = 447 К, конечная температура сырья Т₂ = 620 К, плотность отбензиненной нефти = 877 кг/м³, массовая доля отгона при температуре 620 К на выходе е = 0,60, плотность отгона при 293 К = 875 кг/м³, плотность остатка = 956 кг/м³, состав топливного газа (% об) CH₄ = 54, C₂H₆ = 18, C₃H₈ = 16, н–C₄H₁₀ = 8,1, CO₂ = 0,8, N₂ = 3,7; плотность газа – 0,75 кг/м³ (при нормальных условиях).

3 Расчетная часть

3.1 Расчет процесса горения

Определим низшую теплоту сгорания топлива (в кДж/м³) по формуле:

360,33·CH₄ + 590,4·C₂H₄ + 631,8·C₂H₆ + 868,8·C₃H₆ + 913,8·C₃H₈ +,

+ 1092,81·изо–C₄H₁₀ +1195·н–C₄H₁₀ + 1146·C₄H₈ + 1460,22· C₅H₁₂ + 251,2·H_2, (3.1)

где CH₄, C₂H₄ и так далее – содержание соответствующих компонентов в топливе, объемные %.

Получим:

360,33·54 + 631,8·18+ 913,8·16+1195·8,1 = 55130,52 кДж/м³

или

73507,36 кДж/кг.

Пересчитаем состав топлива в массовые проценты, результаты сведем в таблицу 1.

Таблица 1 – Состав топлива в массовых процентах.

Компоненты	Молекулярная масса Мi	Мольная (объемная) доля ri	Мi·ri	Массовый % gi =
CH4	16	0,54	8,64	31,8
C2H6	30	0,18	5,4	19,88
C3H8	44	0,16	7,04	25,91
н–C4H10	58	0,081	4,698	17,3
CО2	44	0,008	0,352	1,3
N2	28	0,037	1,036	3,81
Сумма	–	1	27,166	100,00

Определим элементарный состав топлива в массовых процентах. Содержание углерода в любом i–м компоненте топлива находим по соотношению:

(3.2)

где n_i – число атомов углерода в данном компоненте топлива.

Содержание углерода:

=75,625 масс. %

Содержание водорода:

= 19,6197 масс. %, (3.3)

где m_i – число атомов водорода в данном компоненте топлива.

Содержание кислорода:

масс. %, (3.4)

где Р – число атомов кислорода в молекуле СО₂.

Содержание азота:

масс. %, (3.5)

где n – число атомов азота в молекуле.

Проверка:

C + H + O + N = 75,625 + 19,6197 + 0,94545 + 3,81 = 100 масс. % (3.6)

Определим теоретическое количество воздуха, необходимого для сжигания 1 кг газа, по формуле:

(3.7)

=15,56 кг/кг

Коэффициент избытка воздуха = 1,03 1,07. Принимаем = 1,06. Тогда действительное количество воздуха:

L_д = L₀ = 1,06·15,56 = 16,49 кг/кг (3.8)

или

кг/кг, (3.9)

где = 1,293 кг/м³ – плотность воздуха при нормальных условиях (273 К и
0,1·10⁶ Па).

Определим количество продуктов сгорания, образующихся при сжигании 1 кг топлива:

кг/кг; (3.10)
кг/кг; (3.11) кг/кг; (3.12) кг/кг (3.13)

Суммарное количество продуктов сгорания:

кг/кг (3.14)

Проверка:

кг/кг (3.15)

Содержанием влаги в воздухе пренебрегаем.

Найдем объемное количество продуктов сгорания (в м³) на 1 кг топлива (при нормальных условиях):

м³/кг; (3.16)
м³/кг; (3.17)
м³/кг; (3.18)
м³/кг. (3.19)

Суммарный объем продуктов сгорания:

м³/кг (3.20)

Плотность продуктов сгорания при 273 К и 0,1·10⁶ Па:

кг/м³ (3.21)

Определим энтальпию продуктов сгорания на 1 кг топлива при различных температурах по уравнению:

, (3.22)

где Т – температура продуктов сгорания, К; , , , – средние массовые теплоемкости продуктов сгорания, определяемые из таблицы [8] (приложение 7), кДж/(кг·К).



кДж/кг

Далее рассчитываем аналогично, результаты расчетов сводим в таблицу 2.

Таблица 2 – Значения энтальпии продуктов сгорания

Т, К	273	300	500	700	1100	1500	1900
qT, кДж/кг	0	521,43	4383,85	8246,27	15971,11	23695,95	31420,80

По данным этой таблицы строим график q – Т (рисунок 1).



Рисунок 1 – График зависимости энтальпии от температуры