Массообменные процессы. Никалаев Г.И - 97 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

Количество тепла, выделяющегося при сжигании 1 кг
топлива:
Q = Q
v
/ρ
T
= 33868 / 0,652 = 51945 кДж/кг. (5.3)
Масса сухого газа, подаваемого в сушильный барабан, в
расчете на 1 кг сжигаемого топлива определяется общим
коэффициентом избытка воздуха α, необходимого для сжигания
топлива и разбавления топочных газов до температуры смеси t
см
=
300°С.
Значение а находят из уравнений материального и
теплового балансов.
Уравнение материального баланса:
1+L
0
= L
с. г
+
∑
+
,
12
9
nm
HC
nm
n
(5.4)
где L
cт
– масса сухих газов, образующихся при сгорании 1
кг топлива; С
m
Н
п
– массовая доля компонентов, при сгорании
которых образуется вода, кг/кг.
Уравнение теплового баланса:
Qη + c
т
t
т
+ αL
0
I
0
= [L
с.г
+ L
0
(α – 1)]i
с.г
+
+
,
12
9
00 nnm
iHC
nm
n
xL
+
+
∑
α
где η – общий коэффициент полезного действия, учитывающий
эффективность работы топки (полноту сгорания топлива и т. д.) и
потери тепла топкой в окружающую среду, принимаемый
равным 0,95; с
т
– теплоемкость газообразного топлива при
температуре t
т
= 20°С, равная 1,34 кДж/(кг
.
К); I
0
– энтальпия
свежего воздуха, кДж/кг; i
с. г
– энтальпия сухих газов, кДж/кг; i
с. г
= с
с. г
t
с. г
; с
с. г
, t
с. г
– соответственно теплоемкость и температура
сухих газов: с
с. г
= 1,05 кДж/(кг
.
К), t
с. г
= 300°C; x
0
–
влагосодеражание свежего воздуха, кг/кг сухого воздуха, при
температуре t
0
= 18°С и относительной влажности φ
0
= 72 %; i
п
–
энтальпия водяных паров, кДж/кг; i
n
= r
o
+ c
п
t
п
; r
0
– теплота
испарения воды при температуре 0°С, равная 2500 кДж/кг; с
п
–
средняя теплоемкость водяных паров, равная 1,97 кДж/(кг-К); t
п
–
температура водяных паров; t
п
= t
с. г
= t
см
= 300°С.
Решая совместно уравнения (5.4) и (5.5), получим:
Q
η
+ c
т
t
т
- i
с. г
+
−
∑
nm
HC
nm
n
12
9
1
- α=
=
()
.
12
9
00.0
IxiiL
HC
nm
n
i
nгс
nmn
−+
+
−
∑
Пересчитаем компоненты топлива, при сгорании которых
образуется вода, из объемных долей в массовые:
СН
4
= 0,92
.
16
.
273 / [22,4
.
0,652 (273 + 20)] = 0,939;
С
2
Н
6
= 0,005
.
30
.
273 / [22,4
.
0,652 (273 + 20)] = 0,0096;
Н
2
= 0,05
.
2
.
273 / [22,4
.
0,652 (273 + 20)] = 0,0064.
Количество влаги, выделяющейся при сгорании 1 кг топлива,
равно:
∑
+
nm
HC
nm
n
12
9
=
=
./19,20064,00096,0
6212
69
939,0
4112
49
кгкг=++
+⋅
⋅
+
+⋅
⋅
Коэффициент избытка воздуха находим по уравнению (5.6):
α
=
(
)
(
)
()
[]
.06,8
9,410092,030097,1250030005,168,17
19,230097,1250019,2120005,12034,195,051945
=
−⋅++⋅
⋅
+
−
−
⋅
−
⋅
+
⋅
Общая удельная масса сухих газов, получаемых при
сжигании 1 кг топлива и разбавлении топочных газов воздухом
до температуры смеси 300°С, равна:
G
c. r
= 1 + αL
0
–
∑
+
nm
HC
nm
n
12
9
;
(5.5)
(5.6)
190 191 
     Количество тепла, выделяющегося при сжигании 1 кг                        средняя теплоемкость водяных паров, равная 1,97 кДж/(кг-К); tп –
топлива:                                                                      температура водяных паров; tп = t с. г = t см = 300°С.
            Q = Qv /ρT = 33868 / 0,652 = 51945 кДж/кг.  (5.3)                      Решая совместно уравнения (5.4) и (5.5), получим:
     Масса сухого газа, подаваемого в сушильный барабан, в
                                                                                                                          9n           
расчете на 1 кг сжигаемого топлива определяется общим                                           Qη + cтtт - iс. г 1 − ∑         Cm H n  - α=
коэффициентом избытка воздуха α, необходимого для сжигания                                                              12m + n                              (5.6)
топлива и разбавления топочных газов до температуры смеси tсм=
                                                                                                                           9n
300°С.                                                                                                       − in ∑                 Cm H n
     Значение а находят из уравнений материального и                                                                   12m + n             .
теплового балансов.
                                                                                                         =
                                                                                                                  (
                                                                                                               L0 i с . г + i n x 0 − I 0)
     Уравнение материального баланса:
                                             9n                                    Пересчитаем компоненты топлива, при сгорании которых
                        1+L0 = Lс. г +   ∑ 12m + n C m H n ,         (5.4)    образуется вода, из объемных долей в массовые:
где Lcт – масса сухих газов, образующихся при сгорании 1                                 СН4 = 0,92 . 16 . 273 / [22,4 . 0,652 (273 + 20)] = 0,939;
кг топлива; СmНп – массовая доля компонентов, при сгорании                            С2Н6 = 0,005 . 30 . 273 / [22,4 . 0,652 (273 + 20)] = 0,0096;
которых образуется вода, кг/кг.
     Уравнение теплового баланса:                                                        Н2 = 0,05 . 2 . 273 / [22,4 . 0,652 (273 + 20)] = 0,0064.
              Qη + cтtт + αL0I0 = [Lс.г + L0(α – 1)]iс.г +                         Количество влаги, выделяющейся при сгорании 1 кг топлива,
                                                           (5.5)
                                   9n                                       равно:
               + αL0 x 0 +
                    
                                 ∑          C m H n i n ,
                                         12m + n                                                                     9n
где η – общий коэффициент полезного действия, учитывающий                                                     ∑ 12m + n C     m   Hn =
эффективность работы топки (полноту сгорания топлива и т. д.) и
потери тепла топкой в окружающую среду, принимаемый                                        9⋅4               9⋅6
                                                                                     =             0,939 +            + 0,0096 + 0,0064 = 2,19кг / кг.
равным 0,95; ст – теплоемкость газообразного топлива при                                 12 ⋅1 + 4         12 ⋅ 2 + 6
температуре tт = 20°С, равная 1,34 кДж/(кг . К); I0 – энтальпия                   Коэффициент избытка воздуха находим по уравнению (5.6):
свежего воздуха, кДж/кг; iс. г – энтальпия сухих газов, кДж/кг; iс. г
                                                                              α = 51945 ⋅ 0,95 + 1,34 ⋅ 20 − 1,05 ⋅ 200(1 − 2,19 ) − (2500 + 1,97 ⋅ 300 )2,19 = 8,06.
= с с. г t с. г; с с. г, t с. г – соответственно теплоемкость и температура                  17,68[1,05 ⋅ 300 + (2500 + 1,97 ⋅ 300 )0,0092 − 41,9]
сухих газов: с с. г = 1,05 кДж/(кг . К), t с. г = 300°C; x0 –                      Общая удельная масса сухих газов, получаемых при
влагосодеражание свежего воздуха, кг/кг сухого воздуха, при                   сжигании 1 кг топлива и разбавлении топочных газов воздухом
температуре t0 = 18°С и относительной влажности φ0 = 72 %; iп –               до температуры смеси 300°С, равна:
энтальпия водяных паров, кДж/кг; in = ro + cпtп; r0 – теплота
                                                                                                                               9n
испарения воды при температуре 0°С, равная 2500 кДж/кг; сп –                                       Gc. r = 1 + αL0 –   ∑ 12m + n C           m   Hn ;

                                         190                                                                                  191

Страницы