Определите низшую теплоту сгорания и объем воздуха. Решение Для нахождения низшей теплоты сгорания необходимо воспользоваться формулой Д. И. Менделеева q р

• Название: Решение Для нахождения низшей теплоты сгорания необходимо воспользоваться формулой Д. И. Менделеева q р
• Дата: 27.04.2023
• Размер: 60.39 Kb.
• Имя файла: Определите низшую теплоту сгорания и объем воздуха.docx
• Тип: Решение; #1094348

Определите низшую теплоту сгорания и объем воздуха, поступающего в топку для сжигания угля данного состава по рабочей массе. Коэффициент избытка воздуха α, температура воздуха t ℃, часовой расход воздуха В кг/ч.

Дано: C^р = 52 %, H^р = 3,1 %, O^р = 9,2 %, N^р = 0,7 %, S^р_л = 2,0 %, A^р = 8,3 %, W^р = 24,7 %, α=1,7, t=25⁰C, B=330кг/ч

Решение

Для нахождения низшей теплоты сгорания необходимо воспользоваться формулой Д. И. Менделеева:

Q^р_н=338C^р+1025H^р−108,5(O^р−S^р_л)−25W^р=338×52+1025×3,1−108,5×(9,2—2,0)−25×24,7= 12999,8кДж/кг

Коэффициент:

K_р=C^р+0,375S^р_л=52+0,375×2,0=52,75

Теоретическое количество воздуха определяется:

V^о=0,0899К_р+0,266H^р−0,333O^р =0,0899×52,75+0,266×3,1−0,333×9,2=2,51 м³/кг

Действительное количество воздуха при нормальных условиях:

V=αV^о=1,7×2,51=4,27 м³/кг

Далее можно найти часовой расход воздуха при нормальных условиях:

Vв=V^о×В=2,51×330=828,3 м³/ч

Учитывая температуру воздуха, действительный расход при данной температуре:

V’_в=V_в(1+t/273)=828,3×(1+25/273)=904,15 м³/ч

Ответ: Q^р_н = 12999,8кДж/кг; V’_в = 828,3 м³/ч


В цикле поршневого двигателя со смешанным подводом теплоты (рис.) начальное давление p₁ = МПа, начальная температура t₁ ℃. Количество подведенной теплоты Q₁ = 1090 кДж. Степень сжатия ε .

Какая часть теплоты должна выделяться в процессе при υ = const, если максимальное давление составляет Р₃=Р₄ МПа. Рабочее тело — воздух. Теплоемкость принять постоянной.

Дано: p₁ = 0,15МПа, t₁ =30℃, Р₃=Р₄ =4,8МПа, ε=10

Решение

Теплоемкости воздуха:

cp=μc_p/μ=29,3/28,96=1,012 кДж/кг*K

cυ=μc_υ/μ=20,97/28,96=0,724 кДжкг×К

Точка 1.

p₁=0,15 МПа

T₁=273+30=303 К

υ₁=R_воздT₁/p₁=287×303/150×10³=0,58 м³/кг

Точка 2.

Адиабатное сжатия воздуха 1—2

υ₂=υ₁/ε=0,58/10=0,058 м³/кг

T₂=T₁ε^k−1=303×10^1,4−1=761 К

p₂=R_воздT₂/υ₂=287×761/(0,58×10⁶)=3,77 МПа

Точка 3.

Изохорное нагревание воздуха 2—3

υ₃=υ₂=0,058 м³/кг

p₃=p_max=4,8 МПа

T₃=T₂p₃/p₂=761×4,8/3,77=969 К

Точка 4.

Изобарное расширение воздуха 3—4

p₄=p₃=4,8 МПа

Подведенная теплота

Q₁=c_υ(T₃−T₂)+c_p(T₄−T₃)

Откуда



м³/кг

Точка 5.

Изохорное охлаждение воздуха 5—1

υ₅=υ₁=0,58 м³/кг

Адиабатное расширения воздуха 4—5

T5=

Отведенная теплота в изохорном процессе 5—1

Q₂=c_υ(T₅−T₁)=0,724×(990−303)=497,4 кДж/кг

Искомая часть теплоты

Q₂/Q₁=497,4/1090=0,408Q2Q1=444,51090=0,408

Ответ: Q₂/Q₁ = 0,456


Необходимо нагреть за час массу m кг воды от температуры t'_в до t"_в дымовыми газами с начальной температурой t'_г. Расход дымовых газов m_г теплоемкость газов с_рм1,047 кДж/(кг·ºС), коэффициент теплопередачи k163,3Вт/(м²·ºС). Определите поверхность нагрева F для прямотока.

Таблица 1 – Исходные данные

Вариант
4	420	25	85	190	1500

Решение

Теплота, передаваемая в теплообменном аппарате:



где - средняя изобарная теплоемкость воды;

_{Q=420*4,19(85-25)=105588 кВт}

Конечную температуру газов определяем из уравнения теплового баланса:



откуда





Средний температурный напор:

- при



- при



где - температурный перепад теплоносителей соответственно средний, больший и меньший на концах теплообменника, ;





Площадь поверхности нагрева:





Рисунок 1 - График изменения температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена.



Ответ: F=7432 м².