Создан заказ №904951
4 января 2016
Рассчитать а) количество теплоты которое выделится при сжигании 1 м3 газообразного топлива
Как заказчик описал требования к работе:
Нужен аспирант или преподаватель, чтобы помочь сделать решение задач по теплоэнергетике и теплотехнике, сроки очень сжатые. Отзовитесь, пожалуйста!
Фрагмент выполненной работы:
Рассчитать:
а) количество теплоты, которое выделится при сжигании 1 м3 газообразного топлива, состав которого приведен в табл.2
б) теоретическую температуру горения этого топлива при заданном коэффициенте избытка воздуха α=1,5.
№ Газопровод Состав газа по объему, %
CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 N2 CO2
1. Серпухов-Ленинград 89,5 5,2 1,7 0,5 0,1 2,7 0,1
Решение:
Определим количество теплоты, которое выделится при сжигании 1 м3 данного газа. (работа была выполнена специалистами author24.ru) Поскольку в продуктах сгорания топлива всегда содержатся пары воды , образующиеся из-за наличия влаги в топливе, так и при сгорании водорода (как в данном случае). Поэтому могут быть определены две величины: низшая теплота сгорания Qнр ,которая учитывает тепловые потери с парами воды, и высшая Qвр, которая эти потери не учитывает. Низшая теплота сгорания сухих горючих газов с достаточной точностью может быть подсчитана (в МДж/м3) как сумма произведений теплоты сгорания отдельных компонентов и их содержания в 1 м3 газообразного топлива. Пользуясь [1] и принимая во внимание, что 1 ккал=4,187 кДж, определим в МДж/м3 величины теплоты сгорания для компонентов данного топлива:
QнСН4=35,82 МДж/м3
QнС2Н6=63,751 МДж/м3
QнС3Н8=91,256 МДж/м3
QнС4Н10=118,651 МДж/м3
QнС5Н12=146,084 МДж/м3
N2 и CO2 в горении не участвуют.
Вычислим низшую теплоту сгорания:
Qнр=1100(QнСН4∙СН4+QнС2Н6∙С2Н6+QнС3Н8∙С3Н8+QнС4Н10∙С4Н10+
+QнС5Н12∙С5Н12)=
=35,82∙0,897+63,753∙0,052+91,256∙0,017+118,651∙0,005+
+146,084∙0,001=37,736 МДж/м3
Определим минимальный (теоретический) объем воздуха при нормальных условиях, необходимый для сжигания 1 м3 данного топлива по формуле [1], с учетом того, что данное топливо не содержит CO, H2S H2 и O2:
V0=0,04760,5 CO+0,5H2+1,5Н2S+m+n4CmHn-O2=
=0,04762СН4+2+64С2Н6+3+84С3Н8+4+104С4Н10+5+124С5Н12=
=0,04762∙89,7+2+645,2+3+841,7+4+1040,5+5+1240,1=9,965 м3/м3
Действительный необходимый объем воздуха:
Vв=∝V0=9,965∙1,5=14,948 м3/м3
Определим объемы продуктов сгорания. Объем азота :
VN2=0,79Vв+N2100=0,79∙14,948+2,7100=11,836 м3/м3
Объем сухих газов определяется по формуле (с учетом того, что данное топливо не содержит CO и H2S:
Vс.г.0=0,01СO2+CO+H2S+mCmHn+0,79V0+0,01N2=
=0,01СН4+2С2Н6+3С3Н8+4С4Н10+5С5Н12==0,0189,7+2∙5,2+3∙1,7+4∙0,5+5∙0,1+0,79∙9,965+0,01∙2,7=8,977м3/м3
Объем водяных паров определяется соотношением (с учетом того, что топливо не содержит H2S:
VH2O0=0,01H2S+H2+n2CmHn+0,016V0=0,012СН4+62С2Н6+82С3Н8+102С4Н10+122С5Н12+0,016V0=
=0,012∙89,7+3∙5,2+4∙1,7+5∙0,5+6∙0,1+0,016∙9,965==2,209м3/м3
Действительный объем водяных паров с учетом избытка воздуха:
VH2O=VH2O0+0,0161∝-1=2,209+0,01611,5-1=2,29м3м3
Для того, чтобы найти теоретическую температуру горения газа составим уравнение теплового баланса для идеального случая, когда сгорание газа протекает адиабатно и диссоциация продуктов сгорания отсутствует:
Qнр+iг+iв=iс.г.+iH2O , (1)
где iг, iв, iс.г., iH2O - объемные энтальпии соответственно горючего газа, воздуха ,необходимого для его сгорания, сухих дымовых газов и водяных паров, определяемые соотношениями:
iг=Сгtг
iв=VвСвtв
iс.г.=Vс.г.Сс.г.tк
iH2O.=VH2OСH2Otк,
где tг, tв , Сг,Св - соответственно температуры и теплоемкости 1 м3 горючего газа и необходимого количества воздуха, подаваемых в камеру сгорания, Сс.г., СH2O, tк – соответственно теплоемкости сухих дымовых газов и водяных паров и теоретическая (калориметрическая) температура горения топлива. Подставив данные выражения в уравнение (1), найдем из него теоретическую температуру горения топлива:
tк=Qнр+VвСвtв+VвСвtвVс.г.Сс.г.+VH2OСH2O
В самом общем случае, когда параметры установки неизвестны теоретическая температура горения высчитывается для варианта, когда в воздух и газ подаются в камеру сгорания при нормальных условиях, когда их температуры равны нулю градусов. Тогда последнее выражение приобретает вид:
tк=QнрVс.г.Сс.г.+VH2OСH2O
В [2] указаны значения теплоемкостей в кДж/(кг·К) и плотностей продуктов сгорания среднего состава. Для того, чтобы воспользоваться этими значениями, количества сухих дымовых газов и водяных паров должны быть пересчитаны в кг/кг, а Qнр умножено на отношение молярной массы к объему 1 моля идеального газа при нормальных условиях μгVμ, тогда значение Qнр будет пересчитано в кДж/кг.
Молярная масса горючего газа с учетом массовых долей входящих в него газов определяется как:
μг=12+4∙0,897+24+6∙0,052+36+80,017+48+10∙0,005+60+120,001+28∙0,027+44∙0,001=17,822кгкмоль
Vμ=22,4 м3кмоль
Чтобы пересчитать количества воздуха, необходимого для сжигания 1м3 газа и объемы продуктов сгорания и водяного пара в кг/кг газа они должны быть умножены на отношение собственной молярной массы и молярной массы сжигаемого газа:
mв=Vвμвμг=14,948∙28,9617,822=24,289кгкгmН2O=VН2OμН2Oμг=2,29∙1817,822=2,313кгкг
Поскольку состав продуктов сгорания точно неизвестен, точнее неизвестны массовые доли входящих в него газов, то молярная масса продуктов сгорания не может быть определена через значения молярных масс входящих в них газов. Определим ее, пользуясь значением плотности дымовых газов при нормальных условиях, взятом из [2], умноженной на объем одного моля идеального газа при нормальных условиях...Посмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
20 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик принял работу без использования гарантии
5 января 2016
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
Рассчитать
а) количество теплоты которое выделится при сжигании 1 м3 газообразного топлива.jpg
2018-02-12 16:33
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
4
Положительно
Пришлось во время экзамена самому доделывать некоторые моменты работы, а так сделано быстро, к сожалению не совсем качественно
Хочешь такую же работу?
300 ₽
