Примеры решения задач по теплотехнике

Энтальпия продуктов сгорания () I кг твердого, жидкого или 1 газообразного топлива определяется как сумма энтальпий продуктов сгорания при = 1, избыточного воздуха и золы (если т. е.

Энтальпия продуктов сгорания () при = I и температуре газов , °С определяется по формуле

где ,, — теоретические объемы продуктов сгорания топлива, ; — энтальпия углекислоты, азота и водяных паров соответственно, .

Возможно эта страница вам будет полезна:

Предмет теплотехника

Энтальпия воздуха () при = 1 и температуре , °С определяется но формуле

где теоретический объем воздуха, ; в энтальпия воздуха, . Энтальпия золы (кДж/кг).

где доля золы топлива, уносимой продуктами сгорания; энтальпия золы, кДж/кг.

Значения энтальпий продуктов полного сгорания топлива, воздуха и золы приведены в табл. 1 (см. Приложение}.

диаграмма для продуктов сгорания. -диаграмму строят следующим образом: задают несколько значений температуры горения топлива и вычисляют для них энтальпии продуктов сгорания. Затем, выбрав масштабы температур и энтальпий в прямоугольной системе координат.

Возможно эта страница вам будет полезна:

Задачи по теплотехнике

Задача №1

Определить энтальпию продуктов сгорания на выходе из топки, получаемых при полном сгорании 1 кг карагандинского угля марки К состава:

если известно, что температура газов на выходе из топки равна = 1000 , доля золы топлива, уносимой продуктами сгорания, = 0,85 и приведенная величина уноса золы сжигаемого топлива . Коэффициент избытка воздуха в топке = 1,3.

Решение: Теоретически необходимый объем воздуха определяем но формуле (1.27):

.

Объем трехатомных газов находим по формуле (1.33):

Теоретический объем азота определяем по формуле (1.32):

Теоретический объем водяных паров находим по формуле (1.35):

Энтальпию продуктов сгорания при = 1 и температуре газов =1000 °C определяем по формуле (1.61):

Значения и , при температуре газов взяты из табл. 1 (см. Приложение).

Энтальпию золы 1 кг угля при определяем по формуле (1.63):

Значение при температуре газов взято из табл. 1 (см. Приложение).

Энтальпию воздуха при =1 и температуре газов находим по формуле (1.62):

Значение при температуре газов взято из табл. 1 (см. Приложение).

Энтальпию продуктов полного сгорания 1 кг угля при определяем по формуле (1.60):

Возможно эта страница вам будет полезна:

Решение задач по теплотехнике

Задача №2

В топке котла сжигается 1 кг карагандинского угля марки К состава: . Построить диаграмму для продуктов сгорания в интервале температур горения топлива 600 … … 2000 °С. Коэффициент избытка воздуха в топке = 1,3.

Решение: Теоретически необходимый объем воздуха определяем по формуле (1.27):

Объем трехатомных газов находим по формуле (1.33):

Теоретический объем азота определяем по формуле (1.32):

Теоретический объем водяных паров находим по формуле (1.35):

Энтальпию продуктов сгорания 1 кг угля при = 600° С определяем по формуле (1.60):

Значения и при темпеатуре = 600 °С взяты из табл. 1 (см. Приложение) При = 1000 °С

Значения при температуре = 1000 °С взяты из табл. 1 (см. Приложение). При = 2000 °С

По найденным значениям энтальпий продуктов сгорании троим диаграмму (рис. 1.2).

Полезное тепловыделение в топке () при сгорании 1 кг твердого, жидкого или 1 газообразного топлива

где — располагаемая теплота топлива, кДж/кг; — теплота, вносимая в топку с поступающим холодным или горячим воздухом, кДж/кг; — теплота рециркулирующих газов, кДж/кг; теп-лота, вносимая в топку воздухом, подогретым вне котлоагрегата, кДж/кг; — потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива, % ; — потерн теплоты от механической неполноты сгорания топлива, %; — потерн теплоты с физической теплотой шлака, %.

Теплота, вносимая в топку с поступающим холодным или горячим воздухом:

где — коэффициент избытка воздуха в топке; — присос воздуха в топке; — присос воздуха в пылеприготовительной установке; — теоретически необходимый объем воздуха, ;и — энтальпии горячего и холодного воздуха, кДж/кг.

Теплота рециркулнрующнх газов

где — объем рециркулирующих газов, ; — средняя объемная теплоемкость рециркулирующих газов, ; — температура рециркулирующих газов в месте отбора, °С.

Теплота, вносимая в топку воздухом, подогретым вне котлоагрегата, находится по формуле (2.7).

Коэффициент сохранения теплоты

где — потери теплоты в окружающую среду, %.

Теоретическая температура горения топлива в топке представляет собой температуру, до которой нагрелись бы продукты сгорания, если бы на их нагрев пошла вся теплота введенная в топку, за вычетом потерь теплоты химической неполноты сгорания топлива и физической теплоты шлака.

Зная полезное тепловыделение в топке, теоретическую температуру горения (°С) определяют по формуле

где — теоретические объемы продуктов сгорания топлива, ; — средние объемные теплоемкости углекислоты, азота, водяных паров и воздуха,

В формуле (2.35) неизвестны значения . Поэтому определяют с помощью -диаграммы для продуктов сгорания (см. рис. 1.1): находят температуру при которой энтальпия продуктов сгорания будет равна полезному тепловыделению .

Температура газов (°С) на выходе из топки

где — абсолютная теоретическая температура горения топлива в топке, К; М — расчетный коэффициент, зависящий от относительного местоположения максимума температуры в топке; при слоевом сжигании твердых топлив М = 0,3 … 0,5, при факельном сжигании жидких и газообразных топлив М — 0,05; — условный коэффициент загрязнения лучевоспринимающнх поверхностей (для гладкотруб-ных экранов он принимается: 0,6 — при сжигании твердых топлив; 0,55 — при сжигании мазута; 0,65 — при сжигании газообразных топлив); 0,2 … 0,9 — степень черноты топки, — лучевосприни-мающая поверхность нагрева, — коэффициент сохранения теплоты;— расчетный расход топлива, кг/с; — средняя сум-марная теплоемкость продуктов сгорания 1 кг (1 ) топлива в интервале температур ,

Лучевоспринимающая поверхность нагрева топки

Возможно эта страница вам будет полезна:

Задача №3

Определить теоретическую температуру горения топлива в топке котельного агрегата, работающего: на донецком угле марки Д состава: если известны температура воздуха в котельной температура горячечю воздуха коэффициент избытка воздуха в топке =143, присос воздуха в топочной камере 0,05 потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива — 0,5 %, потери теплоты от механического сгорания топлива — 3 % и потери теплоты с фнзической. теплотой шлака = 0,5 %.

Решение: Низшую теплоту сгорания рабочей массы топлива определяем но формуле (112):

Теоретически необходимый объем воздуха находим по (1.27):

Теплоту, вносимую в топку воздухом, подогретым вне котлоагрегата, определяем по формуле (2.7):

Располагаемую теплоту находим по формуле (2.3):

Теплоту, вносимую в топку с воздухом, определяем по (2.32):

Значения энтальпий и . находим по табл. 1 (см. Приложение).

Полезное тепловыделение в топке находим по формуле (2.31):

Зная полезное тепловыделение в топке, определяем теоретическую температуру горения с помощью диаграммы. Для этого задаем два значения температуры газов (1400 и 2000 °С) и вычисляем для них энтальпии продуктов сгорания.

Объем трехатомных газов определяем по формуле (1.33):

Теоретический объем азота находим по формуле (1.32):

Теоретический объем водяных паров определяем по формуле (1.35):

Энтальпию продуктов сгорания при = 1 и = 1400 °С находим по формуле (1.61):

Значения энтальпий и находим по табл. 1 (см. Приложение).

Энтальпию воздуха при и определяем по (1.62): . Энтальпию находим по табл. 1 (см. Приложение) Энтальпию продуктов сгорания находим по формуле (1.60):

при

при

По найденным значениям энтальпий продуктов сгорания строим -диаграмму (рис. 2.1).

С помощью диаграммы по полезному тепловыделению в топке кДж/кг находим теоретическую температуру горения = 1820 °С.

Возможно эта страница вам будет полезна:

Методические указания по теплотехнике

Задача №4

Определить, на сколько изменится теоретическая температура горения в топке котельного агрегата за счет подачи к горелкам предварительно подогретого воздуха, если известны температура воздуха в котельной = 30 °С, температура горячего воздуха коэффициент избытка воздуха в топке присос воздуха в топочной камере и потерн теплоты от химической неполноты сгорания топлива Котельный агрегат работает на природном газе Ставропольского месторождения состава:= 0,2 %; = 98,2 %; = 0,4 % 0,1 %; = 0,1 %; = 1,0 %.

Решение: Низшую теплоту сгорания рабочей массы определяем по формуле (1.13):

Теоретически необходимый объем воздуха находим по (1.28):

Теплоту, вносимую в топку воздухом, подогретым вне котлоагрегата, определяем по формуле (2.7):

Располагаемую теплоту находим по формуле (2.3):

Теплоту, вносимую в топку с воздухом, — по формуле (2.32):

Значения энтальпий и находим по табл. 1 .

Полезное тепловыделение в топке при подаче к горелкам подогретого воздуха находим по формуле (2.31):

Полезное тепловыделение в топке при подаче к горелкам воздуха без предварительного подогрева определяем, пользуясь формулой (2.31):

Зная полезные тепловыделения в топке, находим теоретические температуры горения с помощью-диаграммы.

Для этого задаем два значения температуры газов (1400 и 2000 °С) и вычисляем для них энтальпии продуктов сгорания.

Объем трехатомных газов находим по формуле (1.39):

Теоретический объем азота определяем по формуле (1.38):

Теоретический объем водяных паров находим по формуле (1.41):

Энтальпию продуктов сгорания при aT — 1 и 0Г —= 1400 °С определяем по формуле (1.61):

Энтальпию воздуха при и = 1400 °С находим по (1.62):

Энтальпию продуктов сгорания находим по формуле (1.60):

при = 1400 °С. Кстати готовые на продажу задачи тут, и там же теория из учебников может быть вам поможет она.

при = 2000 °С

По найденным значениям энтальпий продуктов сгорания строим -диаграмму (рис. 2.2).

С помощью диаграммы полезным тепловыделениям в топке = 38 746 и =35 721 находим теоретические температуры горения: = 1950 °С;

Теоретическая температура горения в топке котлоагрегата за счет подачи к горелкам подогретого воздуха изменится на