8_вариант. Расчет характеристик горения и определение состава, количества температуры продуктов сгорания газового топлива

• Название: Расчет характеристик горения и определение состава, количества температуры продуктов сгорания газового топлива
• Дата: 03.12.2018
• Размер: 166.51 Kb.
• Имя файла: 8_вариант.docx
• Тип: Курсовая; #58663
• страница: 1 из 3

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет Машиностроения, металлургии и транспорта
Кафедра «Металоведение, порошковая металлургия, наноматериалы»


Курсовая работа

по дисциплине: Металлургическая теплотехника

на тему:
«Расчет характеристик горения и определение состава, количества

• 
  температуры продуктов сгорания газового топлива».
  

Вариант №8


Выполнил: студент III – ММТ - 2 Нестеров В.А.

Проверил:

Якубович Е.А.

Самара 2017 г.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение…………………………………………………………………...……3

1. 
   Практическая часть
   

1.1 Определение необходимого для горения количества воздуха и кислорода……………………………………………………….………5
1.2 Определение состава и количества продуктов сгорания…………....6
1.3 Определение калориметрической и теоретической температуры..…9

2. 
   Горелочное устройство для сжигания топлива……………..…………..11
   

Заключение…………………………………………………………….………13
Список использованных источников………………………………...………14

2
ВВЕДЕНИЕ

1. 
   Теплота сгорания топлива
   

СН ₄2О₂ СО₂2Н ₂О -для метана(полная реакция горения)
СН ₄2О₂ СО₂2Н ₂О  СО  Н ₂-(не полная реакция горения)
При горении топлива, выделяется большое количество тепла. Как видно из реакции в продуктах сгорания присутствуют пары воды. В зависимости от того, в каком виде водяной пар находится в дымовых газах, различают

высшую и низшую теплоту сгорания топлива.
Высшая теплота сгорания ( QB	) соответствует условию, при котором
P
продукты горения охлаждаются	до	20	о	С	(293 К),	а пары воды
конденсируются и охлаждаются	до	20	о	С .	При этом	выделяется две

составляющие тепла: теплота нагрева с 293 К до 373 К (418 кДж/кг),а также скрытая теплота парообразования испарения 2256,8 кДж/кг. Итого выделяется 2675,5 кДж/кг.

Низшая теплота сгорания ( QH	) соответствует условию, при котором
P

содержащаяся в продуктах сгорания влага в виде пара охлаждается до

температуры	20	о	С	и не конденсируется. При этом выделяется:

g  mcT
Q	P	 Q	P
	B			H

,

g 12,4(373293)164кДж

На практике в реальных условиях к сожалению, выделяется только низшая теплота сгорания.

2. 
   Количество необходимого для горения окислителя (воздуха)
   

Количество окислителя определяется по уравнению реакции горения. Определённое количество является теоретическим. Для реального сжигания всегда подают несколько большее количество окислителя, т.к. есть потери . На 10 – 20 % больше.

Коэффициент избытка воздуха: n ^VP_VT1,11,2



V_P-реальный объём, V_T-теоретический объём.
3

3. 
   Температура горения: теоретическая и калориметрическая Необходимость введения двух определений связано с двумя
   

возможными подходами процесса горения. А именно, с учётом или игнорированием затрат тепла на диссоциацию продуктов сгорания. Соответственно различают: теоретическую и калориметрическую температуру горения топлива:

T  QP	 g	дис	CV
T	H			пр.сг.
T	 Q	P	CV
К	H			пр.сг.
g дис-теплота диссоциации.
T	 T
К	T
T	 (0,7  0,8) T
T					K

4. Энтальпия
Это понятие является одним из фундаментальных в теплотехнике и термодинамике. По определению энтальпия представляет из себя произведение теплоёмкости на температуру:

 C



Q

P

V



Q

P

i

H

0

H

C

пр.сг.



V



пр.сг.

4
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ


Вычислить расход воздуха и количество продуктов сгорания природного газа, имеющего следующий состав:

1. 
   93,0 % метана ( CH ₄ );
   

2. 
   4,4 % этана ( C₂ H ₆ );
   

3. 
   0,8 % пропана ( C₃ H ₈ );
   

4) 0,9 % бутана ( C4 H10 );

5. 
   0,1 % углекислого газа (СО2);
   

5. 
   0,8 % азота ( N 2 ).
   

1.1 Определение необходимого для горения количества воздуха и кислорода



1) СН 4  2О2  СО2  2Н 2О - для метана;
Из реакции видно, что для горения 1 моля CH 4 нужно 2 моля
моль любого газа занимает 22,4 м3 , это значит, что для сжигания метана, нужно 2 м3 О2 .

О2

. 1

1 м³

V					3	)
	 0,93* 2 1,86(м
	O
2
Будем считать, что в сухом воздухе содержится 21%	О2,а остальное
азот ( N 2	), 79%.
Найдем во сколько раз азота в воздухе больше, чем кислорода:
VN	2		79		 3,762
	V		21
	O
		2

V	возд

 1,86 1,86  3,762


8,857 ( м	3	)

.

2. 
   2С₂ Н ₆  7О₂  4СО₂  6Н ₂О - для этана;
   

V_O20,0443,50,154(м³)

5

^VN2 _ ⁷⁹ _{ 3,762}



^VO₂ ²¹

V_возд0,1540,1543,7620,733 ( м³).

3. 
   С₃ Н ₈5О₂3СО₂4Н ₂О -для пропана;
   

V_O20,00850,04(м³)

VN	2		79		 3,762
	V		21
	O
		2
Vвозд	 0,04  3,762  0,04  0,19( м3 ) .
4)	С4 Н10	 6,5О2	 4СО2  5Н 2 О	- для бутана;
V						3	)
	 0,0096,5  0,0585(м
	O
2
VN	2		79		 3,762
	V			21
	O
		2

V	возд

 0,0585  0,0585

 3,762



0,279 ( м	3	)

.

Так как, реальное топливо – это смесь горючих газов, то общий расход воздуха определяется суммированием для отдельно горючих компонентов.
Будем считать, что n=1, тогда реальный объем воздуха будет равен:

Vвозд(общ)



8,857  0,733  0,19  0,279

• 
  10,059(м3 )
  

.