Теплотехника задачи с решением

Теплотехника задачи с решением

Теплотехника

Теплотехника — это наука о преобразовании энергии в различных процессах, происходящих с макроскопическими телами, и о наиболее общих физических свойствах макроскопических систем.

Макроскопические тела (системы) — это тела (системы), состоящие из очень большого количества микрочастиц (атомов или молекул). Однако поведение большого количества микрочастиц отличается от поведения каждой отдельной частицы.

Энергия является общим мерилом различных форм движения материи. В то же время, различные формы движения, присущие материальному телу (или системе тел), характеризуются различными видами энергии — механической, тепловой, электрической, химической, магнитной и т. д. — которые являются частью материального тела. При взаимодействии тел происходит как исчезновение той или иной формы энергии (формы движения), так и появление новых форм движения (форм энергии). Опыт показывает, что соотношение числа взаимно преобразованных типов энергии (форм движения, каждая из которых выражается в своих единицах) всегда остается неизменным. Именно этот факт привел к появлению понятия энергии как общей количественной меры движения материи.

Решение задач на тему: Состав топлива

Твердые и жидкие топлива состоят из горючих (углерода — С, водорода — Н, летучей серы — Задачи по теплотехнике с решением и негорючих (азота — N и кислорода — О) элементов и балласта (золы А , влаги — W).

Газообразные топлива состоят из горючих Задачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решением и негорючих Задачи по теплотехнике с решением газов и небольшого количества водяного пара Задачи по теплотехнике с решением.

Возможно эта страница вам будет полезна:

Предмет теплотехника

При изучении характеристик твердых и жидких топлив и их состава различают рабочую, горючую и сухую массу. Состав рабочей, горючей и сухой массы обозначается соответственно индексами «р», «г» и «с» и выражается следующими равенствами:

Задачи по теплотехнике с решением

В формулах (1.1), (1.2), (1.3) содержание элементов дано в процентах на 1 кг топлива. Коэффициенты пересчета состава топлива из одной массы в другую приведены в табл. 1.1.

Для сланцев состава Задачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решением пересчет с рабочей массы на горючую осуществляется с помощью коэффициента

Задачи по теплотехнике с решением

где Задачи по теплотехнике с решением — истинная зольность рабочей массы, % Задачи по теплотехнике с решением — влажность рабочей массы, %; Задачи по теплотехнике с решением — содержание углекислоты карбонатов, %.

Истинная зольность рабочей массы определяется по формуле

Задачи по теплотехнике с решением
Задачи по теплотехнике с решением

где Задачи по теплотехнике с решением — содержание серы в лабораторной золе в процентах к массе топлива; Задачи по теплотехнике с решением— содержание сульфатной серы в топливе, %.

Величина 12,5 (Задачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решением) Задачи по теплотехнике с решением для ленинградских и эстонских сланцев может быть принята равной 2,0, для кашпирских — 4,1

Пересчет состава (%) рабочей массы топлива при изменении влажности производится по формулам

Задачи по теплотехнике с решением

где Задачи по теплотехнике с решением — начальная влажность топлива, %, Задачи по теплотехнике с решением— конечная влажность топлива, %

Средний состав (%) смеси двух твердых или жидких топлив, заданных массовыми долями, — первого Задачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решениеми второго Задачи по теплотехнике с решением, — определяется по уравнениям:

Задачи по теплотехнике с решением

где массовая доля Задачи по теплотехнике с решениемодного из топлив в смеси находится по формуле

Задачи по теплотехнике с решением

Здесь Задачи по теплотехнике с решениеми Задачи по теплотехнике с решением — массы топлив, входящих в смесь, кг.

Возможно эта страница вам будет полезна:

Задачи по теплотехнике

Задача №1

Определить состав рабочей массы челябинского угля марки БЗ, если состав его горючей массы: Задачи по теплотехнике с решением71,1 %; Задачи по теплотехнике с решением = 5,3 %; Задачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решением; Задачи по теплотехнике с решением1,7 %; Задачи по теплотехнике с решением20,0 %; зольность сухой массы Задачи по теплотехнике с решением= 36 % и влажность рабочая Задачи по теплотехнике с решением= 18,0 %.

Решение: Пользуясь коэффициентами пересчета из табл. 1.1, определяем зольность рабочей массы топлива

Задачи по теплотехнике с решением

и находим состав рабочей массы топлива:

Задачи по теплотехнике с решением

Для проверки точности вычислений найдем сумму составляющих элементов рабочей массы топлива:

Задачи по теплотехнике с решением

Решение задач на тему: Характеристики топлива

Теплота сгорания топлива. Теплотой сгорания топлива называют количество теплоты в кДж, выделяемой при полном сгорании 1 кг твердого (жидкого) или 1 Задачи по теплотехнике с решением газообразного топлива.

Для твердого и жидкого топлива различают теплоту его рания высшую Задачи по теплотехнике с решением (кДж/кг) и низшую Задачи по теплотехнике с решением (кДж/кг).

Величины высшей и низшей теплоты сгорания рабочей, горючей и сухой массы твердого (жидкого) топлива связаны выражениями:

Задачи по теплотехнике с решением

Тепловые расчеты котлов выполняют, пользуясь низшей теплотой сгорания рабочей массы топлива:

  • низшая теплота сгорания (кДж/кг) рабочей массы твердого и жидкого топлива
Задачи по теплотехнике с решением

где Задачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решением — содержание элементов в рабочей массе топлива, %; низшая теплота сгорания (Задачи по теплотехнике с решением) газообразного топлива

Задачи по теплотехнике с решением

где Задачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решениеми т. д. — объемное содержание газов, входящих в состав газообразного топлива, %.

При пересчете низшей теплоты сгорания пользуются следующими формулами: с горючей массы на рабочую и обратно

Задачи по теплотехнике с решением

с сухой массы на рабочую и обратно

Задачи по теплотехнике с решением

для горючих сланцев — с горючей массы на рабочую и обратно

Задачи по теплотехнике с решением

при изменении влажности

Задачи по теплотехнике с решением

Для смеси двух твердых, жидких или газообразных топлив низшая теплота сгорания определяется по формуле

Задачи по теплотехнике с решением

где Задачи по теплотехнике с решением, — массовая доля одного из топлив в смеси; Задачи по теплотехнике с решением — низшая теплота сгорания одного вида топлива в смеси, кДж/кг Задачи по теплотехнике с решением; Задачи по теплотехнике с решением — низшая теплота сгорания второго вида топлива, кДж/кг Задачи по теплотехнике с решением.

Для сравнения тепловой ценности различных видов топлива пользуются понятием условного топлива.

Условным топливом называют такое топливо, теплота сгорания которого равна 29 300 кДж/кг.

Пересчет расхода натурального топлива на условное осуществляется по формуле

Задачи по теплотехнике с решением

где Задачи по теплотехнике с решением и Задачи по теплотехнике с решением — соответственно расход условного и натурального топлива, кг, кг/с; Э — тепловой эквивалент топлива, определяемый по формуле

Задачи по теплотехнике с решением

Зольность, влажность и сернистость топлива. При рассмотрении условий работы котлов на различных видах топлива пользуются приведенными величинами зольности Задачи по теплотехнике с решением, влажности Задачи по теплотехнике с решением и сернистости Задачи по теплотехнике с решением топлива:приведенная зольность топлива, Задачи по теплотехнике с решением

Задачи по теплотехнике с решением

приведенная влажность топлива, (1.25)Задачи по теплотехнике с решением

Задачи по теплотехнике с решением

приведенная сернистость топлива, Задачи по теплотехнике с решением

Задачи по теплотехнике с решением

Возможно эта страница вам будет полезна:

Примеры решения задач по теплотехнике

Задача №2

Определить низшую и высшую теплоту сгорания рабочей массы кузнецкого угля марки Д, если состав его горючей массы: Задачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решением. Зольность сухой массы Задачи по теплотехнике с решением и влажность рабочая Задачи по теплотехнике с решением

Решение: Пользуясь коэффициентами пересчета из табл. 1.1, определяем зольность рабочей массы топлива

Задачи по теплотехнике с решением

и состав рабочей массы:

Задачи по теплотехнике с решением

Низшую теплоту сгорания рабочей массы топлива определяем по формуле (1 12):

Задачи по теплотехнике с решением

Высшую теплоту сгорания — по формуле (1.9):

Задачи по теплотехнике с решением

Задача №3

Определить низшую и высшую теплоту сгорания горючей массы высокосернистого мазута, если известны следующие величины: Задачи по теплотехнике с решением = 38 772 кДж/кг; Задачи по теплотехнике с решением 10,4 %; Задачи по теплотехнике с решением 0.1 %; Задачи по теплотехнике с решением = 3,0 %.

Решение: Содержание водорода в горючей массе определяем, пользуясь коэффициентом пересчета из табл.1.1:

Задачи по теплотехнике с решением

Низшую теплоту сгорания горючей массы топлива находим по формуле (1.15):

Задачи по теплотехнике с решением

Высшую теплоту сгорания — по формуле (1.10):

Задачи по теплотехнике с решением

Решение задач на тему: Объем воздуха. Объем и масса продуктов сгорания

Объем воздуха, объем и масса продуктов сгорания определяются на 1 кг твердого, жидкого или на 1 Задачи по теплотехнике с решением сухого газообразного топлива при нормальных условиях.

Объем воздуха, необходимый для сгорания топлива. Теоретический (при коэффициенте избытка воздуха в топке Задачи по теплотехнике с решением = 1) объем сухого воздуха Задачи по теплотехнике с решением, необходимый для полного сгорания 1 кг твердого или жидкого топлива, определяется по формуле

Задачи по теплотехнике с решением

Теоретический объем воздуха Задачи по теплотехнике с решением, необходимый для полного сгорания 1Задачи по теплотехнике с решением сухого газообразного топлива, определяется по формуле

Задачи по теплотехнике с решением

В формуле (1.27) содержание элементов топлива выражается в процентах на 1 кг массы топлива, а в (1.28) содержание горючих газов Задачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решениеми т. д. — в процентах по объему.

Для сгорания смеси двух твердых, жидких или газообразных топлив теоретический объем сухого воздуха определяется по формуле

Задачи по теплотехнике с решением

где Задачи по теплотехнике с решением — массовая доля одного из топлив в смеси.

Действительный объем воздуха (Задачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решением, поступивший в топку, определяется по формуле

Задачи по теплотехнике с решением

где Задачи по теплотехнике с решением— коэффициент избытка воздуха в топке.

Состав и объем продуктов сгорания топлива. При полном сгорании топлива продукты сгорания содержат газы: Задачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решениеми пары воды Задачи по теплотехнике с решением т. е.

Задачи по теплотехнике с решением

Полный объем продуктов сгорания Задачи по теплотехнике с решением представляет собой сумму объемов сухих газов Задачи по теплотехнике с решением и водяных паров Задачи по теплотехнике с решением

Задачи по теплотехнике с решением

при этом

Задачи по теплотехнике с решением

где Задачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решением —объем трехатомных газов, Задачи по теплотехнике с решением; Задачи по теплотехнике с решением— объем двухатомных газов, Задачи по теплотехнике с решением.

Для твердых (кроме сланцев) и жидких топлив теоретические объемы Задачи по теплотехнике с решением продуктов полного сгорания при Задачи по теплотехнике с решением= 1 определяются по формулам:

объем двухатомных газов

Задачи по теплотехнике с решением

объем трехатомных газов

Задачи по теплотехнике с решением

объем сухих газов

Задачи по теплотехнике с решением

объем водяных паров

Задачи по теплотехнике с решением

полный объем продуктов сгорания

Задачи по теплотехнике с решением

Для сланцев объем трехатомных газов определяется по формуле

Задачи по теплотехнике с решением

где К — коэффициент разложения карбонатов: при слоевом сжигании К = 0,7, при камерном — 1,0.

Для газообразного топлива теоретические объемы продуктов сгорания Задачи по теплотехнике с решением при Задачи по теплотехнике с решением= 1 определяются по формулам:

объем двухатомных газов

Задачи по теплотехнике с решением

объем трехатомных газов

Задачи по теплотехнике с решением

объем сухих газов

Задачи по теплотехнике с решением

объем водяных паров

Задачи по теплотехнике с решением

где Задачи по теплотехнике с решением — влагосодержание газообразного топлива, отнесенное к 1 Задачи по теплотехнике с решениемсухого газа, Задачи по теплотехнике с решением

полный объем продуктов сгорания

Задачи по теплотехнике с решением

Для твердых (кроме сланцев), жидких и газообразных топлив объемы продуктов полного сгорания (Задачи по теплотехнике с решением) при Задачи по теплотехнике с решением > 1 определяются по формулам:

объем сухих газов

Задачи по теплотехнике с решением

объем водяных паров

Задачи по теплотехнике с решением

полный объем продуктов сгорания определяется по (1.31).

Для сланцев полный объем продуктов сгоранияЗадачи по теплотехнике с решением при (Задачи по теплотехнике с решением) > 1:

Задачи по теплотехнике с решением

Содержание (%) Задачи по теплотехнике с решениеми Задачи по теплотехнике с решением в сухих газах при полном сгорании топлива определяется по формулам:

Задачи по теплотехнике с решением

Максимальное содержание (%) трехатомных газов Задачи по теплотехнике с решением в сухих газах при полном сгорании топлива

Задачи по теплотехнике с решением

где Задачи по теплотехнике с решением — характеристика топлива;

для твердого и жидкого

Задачи по теплотехнике с решением

для газообразного

Задачи по теплотехнике с решением

Содержание (%) азота Задачи по теплотехнике с решением и кислорода Задачи по теплотехнике с решением в сухих газах при полном сгорании топлива

Задачи по теплотехнике с решением

Масса продуктов сгорания:

для твердого (кроме сланцев) и жидкого топлива (кг/кг)

Задачи по теплотехнике с решением

для газообразного топлива Задачи по теплотехнике с решением

Задачи по теплотехнике с решением

где Задачи по теплотехнике с решением — плотность сухого газа, Задачи по теплотехнике с решением; Задачи по теплотехнике с решением — содержание влаги в топливе, Задачи по теплотехнике с решением;

для сланцев (кг/кг)

Задачи по теплотехнике с решением

где Задачи по теплотехнике с решением — расчетное содержание золы в топливе с учетом неразложившихся карбонатов. %; К — коэффициент разложения карбонатов: при слоевом сжигании К = 0,7, при камерном — 1,0.

Расчетное содержание (%) золы в топливе с учетом неразложившихся карбонатов

Задачи по теплотехнике с решением

Для твердых топлив концентрация золы в продуктах сгорания определяется по формуле

Задачи по теплотехнике с решением

где Задачи по теплотехнике с решением — доля золы топлива, уносимой продуктами сгорания.

Коэффициент избытка воздуха в топке. При полном сгорании топлива коэффициент избытка воздуха в топке определяется по формуле

Задачи по теплотехнике с решением

где Задачи по теплотехнике с решением и Задачи по теплотехнике с решением — содержание кислорода и азота в газах,%.

Возможно эта страница вам будет полезна:

Методические указания по теплотехнике

Задача №4

Определить объем продуктов полного сгорания на выходе из топки, а также теоретический и действительный объемы воздуха, необходимые для сгорания 1 Задачи по теплотехнике с решением природного газа Ставропольского месторождения состава: Задачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решением Коэффициент избытка воздуха в топке Задачи по теплотехнике с решением = 1,2.

Решение: Теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания 1 Задачи по теплотехнике с решениемтоплива, определяем по формуле (1.28):

Задачи по теплотехнике с решением

Действительный объем воздуха — по формуле (1.30):

Задачи по теплотехнике с решением

Объем сухих газов при Задачи по теплотехнике с решением = 1,2 определяем по формуле (1.43):

Задачи по теплотехнике с решением

Объем водяных паров при Задачи по теплотехнике с решением = 1,2 находим по формуле (1.44):

Задачи по теплотехнике с решением

Объем продуктов полного сгорания — по формуле (1.31):

Задачи по теплотехнике с решением

Задача №5

Определить на выходе из топки объем продуктов полного сгорания 1 кг карагандинского угля марки К состава: Задачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решениемЗадачи по теплотехнике с решением Коэффициент избытка воздуха в топке Задачи по теплотехнике с решением =1,3. Кстати готовые на продажу задачи тут, и там же теория из учебников может быть вам поможет она.

Решение: Теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания 1 кг топлива, определяем по формуле (1.27):

Задачи по теплотехнике с решением

Объем сухих газов при Задачи по теплотехнике с решением = 1,3 находим по формуле (1.43):

Задачи по теплотехнике с решением

Объем водяных паров при Задачи по теплотехнике с решением = 1,3 определяем по формуле (1.44):

Задачи по теплотехнике с решением

Объем продуктов полного сгорания находим по формуле (1.31):

Задачи по теплотехнике с решением