Задачи по теплотехнике с решением

Решение задач на тему: Состав топлива

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

Газообразные топлива состоят из горючих и негорючих газов и небольшого количества водяного пара .

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:

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 пересчет с рабочей массы на горючую осуществляется с помощью коэффициента

где — истинная зольность рабочей массы, % — влажность рабочей массы, %; — содержание углекислоты карбонатов, %.

Истинная зольность рабочей массы определяется по формуле

где — содержание серы в лабораторной золе в процентах к массе топлива; — содержание сульфатной серы в топливе, %.

Величина 12,5 () 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

где — начальная влажность топлива, %, — конечная влажность топлива, %

Средний состав (%) смеси двух твердых или жидких топлив, заданных массовыми долями, — первого и второго , — определяется по уравнениям:

где массовая доля одного из топлив в смеси находится по формуле

Здесь и — 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: 71,1 %; = 5,3 %; ; 1,7 %; 20,0 %; зольность сухой массы = 36 % и влажность рабочая = 18,0 %.

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

и находим состав рабочей массы топлива:

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

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 газообразного топлива.

Для твердого и жидкого топлива различают теплоту его рания высшую (кДж/кг) и низшую (кДж/кг).

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

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

  • низшая теплота сгорания (кДж/кг) рабочей массы твердого и жидкого топлива

где — содержание элементов в рабочей массе топлива, %; низшая теплота сгорания () газообразного топлива

где и 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

с сухой массы на рабочую и обратно

для горючих сланцев — с горючей массы на рабочую и обратно

при изменении влажности

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

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

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

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

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

приведенная влажность топлива, (1.25)

приведенная сернистость топлива,

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: . Зольность сухой массы и влажность рабочая

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

и состав рабочей массы:

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

Высшую теплоту сгорания — по формуле (1.9):

Задача №3

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

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

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

Высшую теплоту сгорания — по формуле (1.10):

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 сухого газообразного топлива при нормальных условиях.

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

Теоретический объем воздуха , необходимый для полного сгорания 1 сухого газообразного топлива, определяется по формуле

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

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

где — массовая доля одного из топлив в смеси.

Действительный объем воздуха (, поступивший в топку, определяется по формуле

где — коэффициент избытка воздуха в топке.

Состав и объем продуктов сгорания топлива. При полном сгорании топлива продукты сгорания содержат газы: и пары воды т. е.

Полный объем продуктов сгорания представляет собой сумму объемов сухих газов и водяных паров

при этом

где —объем трехатомных газов, ; — объем двухатомных газов, .

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

объем двухатомных газов

объем трехатомных газов

объем сухих газов

объем водяных паров

полный объем продуктов сгорания

Для сланцев объем трехатомных газов определяется по формуле

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

Для газообразного топлива теоретические объемы продуктов сгорания при = 1 определяются по формулам:

объем двухатомных газов

объем трехатомных газов

объем сухих газов

объем водяных паров

где — влагосодержание газообразного топлива, отнесенное к 1 сухого газа,

полный объем продуктов сгорания

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

объем сухих газов

объем водяных паров

полный объем продуктов сгорания определяется по (1.31).

Для сланцев полный объем продуктов сгорания при () > 1:

Содержание (%) и в сухих газах при полном сгорании топлива определяется по формулам:

Максимальное содержание (%) трехатомных газов в сухих газах при полном сгорании топлива

где — характеристика топлива;

для твердого и жидкого

для газообразного

Содержание (%) азота и кислорода в сухих газах при полном сгорании топлива

Масса продуктов сгорания:

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

для газообразного топлива

где — плотность сухого газа, ; — содержание влаги в топливе, ;

для сланцев (кг/кг)

где — 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

Для твердых топлив концентрация золы в продуктах сгорания определяется по формуле

где — доля золы топлива, уносимой продуктами сгорания.

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

где и — 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 природного газа Ставропольского месторождения состава: Коэффициент избытка воздуха в топке = 1,2.

Решение: Теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания 1 топлива, определяем по формуле (1.28):

Действительный объем воздуха — по формуле (1.30):

Объем сухих газов при = 1,2 определяем по формуле (1.43):

Объем водяных паров при = 1,2 находим по формуле (1.44):

Объем продуктов полного сгорания — по формуле (1.31):

Задача №5

Определить на выходе из топки объем продуктов полного сгорания 1 кг карагандинского угля марки К состава: Коэффициент избытка воздуха в топке =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):

Объем сухих газов при = 1,3 находим по формуле (1.43):

Объем водяных паров при = 1,3 определяем по формуле (1.44):

Объем продуктов полного сгорания находим по формуле (1.31):