Физика горения и взрыва. Расчёт горения топлива. Курсовая работа

Министерство образования и науки Российской Федерации Сибирский федеральный университет

ФИЗИКА ГОРЕНИЯ И ВЗРЫВА Расчёт горения топлива Курсовая работа

Учебно-методическое пособие

Электронное издание

Красноярск СФУ 2016

УДК 536.468(07) ББК 24.543.1я73 Ф503 Составитель: Ф503

Лобасова Марина Спартаковна

Физика горения и взрыва. Расчёт горения топлива. Курсовая работа : учебно-методическое пособие [Электронный ресурс] / сост. М.С. Лобасова. – Электрон. дан. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2016. – 41 с. – Систем. требования: PC не ниже класса Pentium I; 128 Mb RAM; Windows 98/XP/7/8/10; Adobe Reader V8.0 и выше. – Загл. с экрана. Учебно-методическое пособие для выполнения курсовой работы. Представлены основы расчета горения жидкого и газообразного топлива, в том числе смеси газов. Приведены необходимые теоретические сведения, справочные материалы, примеры расчетов и задания. Предназначено для направлений подготовки бакалавров 030302 «Физика», 140301 «Ядерная энергетика и теплофизика», 140302 «Ядерные физика и технологии», 160301 «Техническая физика», 280301 «Нанотехнология и микросистемная техника». Рекомендуется для всех теплофизических направлений бакалавриата и магистратуры укрупненных групп 030000 «Физика и астрономия» 140000 «Ядерная энергети-ка и технологии» 160000 «Физико-технические науки и технологии» 290000 «Нанотехнологии и наноматериалы». УДК 536.468(07) ББК 24.543.1я73 © Сибирский федеральный университет, 2016 Электронное учебное издание Подготовлено к публикации издательством Библиотечно-издательского комплекса Подписано в свет 05.08.2016. Заказ № 2303 Тиражируется на машиночитаемых носителях Библиотечно-издательский комплекс Сибирского федерального университета 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 82а Тел. (391) 206-26-67; http://bik.sfu-kras.ru  E-mail: [email protected]

ВВЕДЕНИЕ Целью изучения дисциплины «Физика горения и взрыва» является формирование у студентов основ системы знаний о процессах горения и умения решать фундаментальные и прикладные задачи теории горения. Студент должен: знать: формулировки фундаментальных физических законов и их основные следствия применительно к процессам горения; основные теоретические подходы к описанию процесса горения; основные закономерности горения газообразных, жидких и твердых топлив и методы их теоретического описания; основы экспериментальных методов исследования процессов горения. уметь: проводить классификацию режимов горения на основе оценок характерных пространственных и временных масштабов и безразмерных критериев; формулировать теоретические модели для описания процессов горения, основываясь на их качественном анализе. владеть: методами описания процесса горения с использованием аппарата термодинамики, химической кинетики, тепломассообмена; численными методами, необходимыми для моделирования процессов горения в технологических устройствах. Целью курсовой работы по дисциплине «Физика горения и взрыва» является расчёт процесса горения жидкого и газообразного топлива, как элемента теплового расчёта нагревательных металлургических печей. Во время выполнения расчёта горения топлива проводится исследование зависимости теплоты сгорания топлива и калориметрической температуры горения от вида топлива, степени обогащения воздуха кислородом, типа горелочных устройств, температуры подогрева воздуха и топлива. Особенностью теплового расчёта нагревательных печей является необходимость обеспечить значение температуры дымовых газов в соответствии с режимом нагрева заготовок и поэтому одной из основных характеристик становится именно температура горения топлива.

3

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГОРЕНИИ ТОПЛИВА 1.1.

Характеристики различных видов топлива

Топливом называются горючие вещества, сжигаемые для производства тепла [1]. По своему агрегатному состоянию топливо подразделяется на твердое, жидкое и газообразное. Различают естественное топливо, добываемое на поверхности или в недрах земли, и искусственное, получаемое путем переработки естественного топлива. Основные виды естественного и искусственного топлива приведены в табл. 1 [1]. По характеру использования в промышленности топливо подразделяется на энергетическое и технологическое. Если топливо используется не только для получения тепла, но участвует в технологическом процессе, оно называется технологическим. Энергетическим называется топливо, сжигаемое в топках котлов и печей для получения тепла в виде пара и горячей воды. Таблица 1 Классификация топлива по физическому состоянию и происхождению Агрегатное соЕстественное Искусственное стояние Твердое Уголь, дрова, торф, горюКокс, древесный уголь, брикеты торчие сланцы фяные и угольные, полукокс, термоантрацит, угольная пыль Жидкое Нефть, газовый концентрат Мазут, бензин, керосин, спирт, смола Газообразное Природный и нефтепромы- Газы: доменный, коксовый, генерасловый газы торный

Топливо различных видов и месторождений различается по составу. Под составом твердого и жидкого топлива понимают содержание в нем следующих компонентов: углерода С, водорода Н, серы S, кислорода О, азота N, золы А и влаги W. Применительно к газообразному топливу под составом понимают содержание газообразных составляющих: окиси углерода СО, водорода Н2, метана СН4, этана С2Н6, пропана С3Н8, бутана С4Н10, этилена С2Н4, бензола С6Н6 и др. Входящие в состав топлива кислород О и азот N относят к внутреннему балласту; зола и влага являются внешним балластом. Состав жидкого и твердого топлива выражают в процентах по массе, газообразного – в процентах по объему. Общие требования, определяющие народнохозяйственную ценность топлива: низкая стоимость добычи и транспортировки, удобство примене4

ния, возможность использования с высоким КПД, малое содержание балласта и вредных примесей. Расчет горения топлива является элементом теплового расчета промышленных и энергетических установок [2-4]. Целью расчёта горения топлива является определение расхода воздуха, необходимого для горения, количества и состава продуктов сгорания, низшей теплоты сгорания топлива, действительной температуры горения. Исходными данными для расчета являются вид топлива, конструкция топливосжигающего устройства, определяющая величину коэффициента расхода воздуха n (табл. 2) [1], обогащение воздуха кислородом и температуры подогрева топлива и воздуха. Правильность расчета может быть проверена составлением материального баланса, выполняемого в единицах массы. Таблица 2 Рекомендуемые значения коэффициентов расхода воздуха Условия сжигания топлива Коэффициент расхода воздуха n Каменные и бурые угли в механических топках 1,20–1,40 Пылевидное топливо 1,20–1,30 Мазут в форсунках низкого давления 1,15–1,20 Мазут в форсунках высокого давления 1,10–1,15 Газ в горелках без предварительного смешения 1,10–1,15 Газ в горелках с улучшенным смешением 1,05–1,08 Газ в горелках с предварительным смешением 1,01–1,05

1.2.

Твердое топливо

Химический состав. Твердое топливо содержит углерод, водород, азот, кислород, серу, а также минеральные включения, образующие золу и влагу. Различают рабочую, сухую, горючую и органическую массы твердого топлива. Под рабочей массой понимают массу топлива в том виде, в каком оно доставляется к топливосжигающему устройству. Под сухой массой понимают массу обезвоженного топлива, под горючей – массу обезвоженного и обеззоленного топлива и под органической – массу топлива, состоящую из углерода, водорода, кислорода, серы, входящей в состав органических соединений, и азота. Влажность. Влага снижает качество топлива (теплоту сгорания). Влагу подразделяют на внешнюю, которую можно удалить в условиях естественной сушки аналитической пробы до постоянной массы при 20 оС и 5

относительной влажности воздуха 60 %, и гигроскопическую (внутреннюю), которая удаляется при нагревании пробы до 100 оС. Сумма внешней и гигроскопической влаги составляют рабочую влагу Wр. Зольность. Минеральные вещества, содержащиеся в топливе (зола), понижают теплоту сгорания вследствие уменьшенного содержания горючих компонентов и повышенного расхода тепла на нагрев золы до температуры горения топлива и ее плавления. Содержание серы. Сера может входить в состав топлива в трех видах: органическая – в составе органических соединений топлива; колчеданная – пиритная; сульфатная – в составе сульфатов золы топлива СаSО4, FeSО4. Сера органическая и колчеданная сгорают с образованием SО2 и частично SО3, которые загрязняют атмосферу и вызывают коррозию металла. Выход летучих. Выход летучих веществ и качество твердого остатка – кокса, являются важными характеристиками углей, определяющими целесообразность их использования для производства металлургического кокса (каменные угли), газификации и химической переработки, а также для получения предварительных сведений о характере их горения в топках. Выход летучих Vг измеряется массой летучих, выраженной в процентах от горючей массы топлива. Формулы пересчета. Состав жидкого и твердого топлива обычно зао

дается в виде органической (индекс «о», например, С ), горючей (индекс г

с

«г», например, Н ), сухой (индекс «с», например, А – содержание золы в р

сухой массе) или рабочей массы топлива (индекс «р», например, W – содержание влаги в рабочей массе топлива). Расчёт горения жидкого и твёрдого топлива обычно производится для рабочего состава. Пересчёт на рабочий состав топлива с любого другого состава производится по формулам:

x =x ⋅ р

о

100 − ( Sр + Ар + W р ) 100

x =x ⋅ р

г

100 − ( Ар + W р ) 100

6

;

;

(1)

(2)

100 − W р x =x ⋅ , 100 р

где %;

с

(3)

xр – содержание, какого либо компонента в рабочей массе топлива, xо, xг, xс – то же, в органической, горючей и сухой массах, % ; Sр , Ар , W р – содержание, серы, золы и влаги в рабочей массе топли-

ва, % . Теплота сгорания. Теплотой сгорания Q называется количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании 1 кг твердого, жидкого или 1 м3 газообразного топлива, взятого при нормальных или стандартных условиях. Различают высшую и низшую теплоту сгорания. Высшая теплота сгорания Qв – количество теплоты, получаемое при полном сгорании 1 кг или 1 м3 топлива при условии конденсации водяных паров в зоне горения. Низшая теплота сгорания Qн – количество теплоты, получаемое при полном сгорании 1 кг или 1 м3 топлива при условии, что вся влага, как имеющаяся в топливе, так и образующаяся, конденсируется за пределами установки. Разница между высшей и низшей теплотой сгорания рабочей массы топлива, кДж/кг:

(

)

Qвр − Qнр = 25 ⋅ W р + 9H р .

(4)

Теплота сгорания может быть определена калориметрическим (сжигание навески топлива в калориметре) и расчетным методами. Формулы Менделеева для расчета высшей и низшей теплоты сгорания твердого и жидкого топлива, кДж/ кг:

(

)

Qвр = 339,1 ⋅ C р + 1256 ⋅ H р − 108,9 ⋅ O р − Sр ;

(

)

(

(5)

)

Qнр = 339,1 ⋅ C р + 1256 ⋅ H р − 108,9 ⋅ O р − Sр − 25 ⋅ W р + 9H р .

(6)

Тепловой эквивалент. Тепловой эквивалент – отношение низшей теплоты сгорания натурального топлива к теплоте сгорания условного топлива, равной 29310 кДж/кг: 7

K = Qнр / 29310 .

(7)

Перевод натурального топлива в условное:

Bусл = Внат ⋅ K ,

(8)

Вусл – расход условного топлива, Внат – расход натурального топлива. Определение расхода воздуха, необходимого для сжигания жидкого (твердого) топлива, и объемов продуктов сгорания. В соответствии с уравнениями реакций горения горючих компонентов определяется к о л и ч е с т в о к и с л о р о д а в о з д у х а VO для сжигания 1 кг топлива, м3/кг: где

2

VО2 = 0,01 ⋅ [1,867 ⋅ Ср + 5,6 ⋅ Н р + 0,7 ⋅ (Sр − О р )] , где

(9)

Ср, Sр, Нр, Ор – содержание горючих элементов и кислорода. Теоретический р а с х о д с у х о г о в о з д у х а , м3/кг:

Vв0 = (1 + k ) ⋅ VО

2

(10)

.

Здесь k = N 2 / O 2 – отношение объёмных содержаний N2 и O2. Для обычного сухого воздуха k = 79 / 21 = 3,762 , если воздух, используемый для горения, обогащать кислородом, то это соотношение изменится. Например, при обогащении воздуха кислородом до 30 % k = 70 / 30 = 2,33 . Д е й с т в и т е л ь н ы й р а с х о д с у х о г о в о з д у х а при n > 1 , м3/кг:

Vв = n ⋅ (1 + k ) ⋅ VО2 .

(11)

С у м м а р н ы й о б ъ е м п р о д у к т о в с г о р а н и я , образующихся при полном сгорании твердого и жидкого топлива, м3/кг:

Vп.с. = VСО

2

+V +V +V +V SО 2

Н 2О

8

N2

' О2

,

(12)

где о б ъ е м ы о т д е л ь н ы х с о с т а в л я ю щ и х :

VСО = 0,01 ⋅ 1,867 ⋅ С р ; 2

VSО = 0,01 ⋅ 0,7 ⋅ Sр ; 2

(

)

VH 2O = 0,01 ⋅ 11,2 ⋅ H р + 1,242 ⋅ W р ; VN = 0,008 ⋅ N Р + n ⋅ k ⋅ VО ; 2 2

VО' = VО ⋅ ( n − 1) . 2

2

П р о ц е н т н ы й с о с т а в компонентов продуктов сгорания:

x . . . . . . (V x / V п .с . ) ⋅ 100 % , где

(13)

Vх - объемы отдельных составляющих продуктов сгорания, м3/кг. С о д е р ж а н и е в о з д у х а в продуктах сгорания, %:

VL = (Vв − Vво ) ⋅100/ Vп.с..

(14)

Температура горения. Температура горения топлива (твердого, жидкого, газообразного) зависит от состава топлива, теплоты сгорания, объема продуктов сгорания и условий сжигания. Различают теоретическую, калориметрическую и действительную температуры. Т е о р е т и ч е с к а я т е м п е р а т у р а г о р е н и я является наивысшей температурой, которую могут иметь продукты горения топлива при расходе воздуха в количестве не менее теоретически необходимого с учетом диссоциации продуктов горения. К а л о р и м е т р и ч е с к о й т е м п е р а т у р о й г о р е н и я называется максимальная температура, подсчитанная без учета диссоциации продуктов сгорания при условии, что все выделяющееся тепло расходуется на нагрев продуктов сгорания: 9

Qнр + Vв ⋅ св ⋅ tв + ст ⋅ tт tк = , Vп.c ⋅ cп.с. где

(15)

Q нр – низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг;

V в – объём воздуха, м3/кг; V п .с . – объём продуктов горения, м3/кг; c в – теплоёмкость воздуха при температуре подогрева воздуха, .

кДж/(м3 К);

c т – теплоёмкость топлива при температуре подогрева топлива, .

кДж/(кг оС);

c п .с . – теплоёмкость продуктов сгорания при калориметрической .

температуре горения, кДж/(м3 оС);

t в – температура подогрева воздуха, оС;

t т – температура подогрева топлива, оС. Поскольку теплоемкость продуктов сгорания зависит от калориметрической температуры, до которой они нагреты, то подсчет производится методом последовательных приближений. Сначала из уравнения теплового баланса определяется энтальпия продуктов сгорания:

Qнр + Vв ⋅ св ⋅ tв + ст ⋅ tт i0 = , Vп.г

(16)

затем эта же величина определяется как сумма энтальпий отдельных составляющих продуктов сгорания, взятых при температуре горения:

i = iСО

= (cСО

2 +SO2

2 +SO 2

(CO2 + SO2 ) + iН O H2O + iО O2 + iN N 2 = 2

2

2

(CO 2 + SO 2 ) + cН O H 2O + cО O 2 + cN N 2 ) ⋅ t , 2

2

2

.

(17)

здесь ix, cx, x – энтальпия (кДж/м3), теплоемкость (кДж/(м3 оС)) и доля соответствующего компонента продуктов сгорания, энтальпии и теплоемкости взяты при температуре горения t, оС (табл. 3, 4) [1]. 10

Так как энтальпии и теплоемкости приведены в таблицах только для определенных значений температур, то необходимо найти такие соседние значения температур t1 и t2, чтобы i1 ≤ i0 ≤ i2 . Затем при помощи линейной интерполяции определяется значение калориметрической температуры:

t к = t1 +

i0 i2

−i −i

1

⋅ (t 2 − t1 ) .

(18)

1

Д е й с т в и т е л ь н а я т е м п е р а т у р а в топке или рабочем пространстве печи ниже калориметрической. Ее значение зависит от величины отъема тепла из зоны горения и определяется как:

t дейст = η ⋅ t к , где

(19)

η – пирометрический коэффициент: для топочных камер η = 0,95; для мартеновских печей η = 0,85–0,9; для садочных печей η = 0,8–0,85; для проходных и протяжных печей η = 0,7–0,75).

1.3. Жидкое топливо

Состав. Жидкое топливо состоит в основном из углеводородов различного строения и молекулярной массы. Исходными данными для теплотехнических расчетов являются результаты элементарного и технического анализов – содержание углерода, водорода, кислорода, азота, серы, золы и влаги (табл. 5) [1]. Пересчет состава из одной массы в другую и расчет теплоты сгорания производится по тем же формулам, что и для твердого топлива. Мазут. Основным видом жидкого топлива, применяемого для сжигания в котельных установках и промышленных печах, является мазут, представляющий собой тяжелые остатки термической переработки нефти. Средний состав мазута: 85-87,8% Сг , 10-12,5% Нг, 0,5-1,0% (Ог+ Nг), 0,4-2,5% Sг, 0,1-0,3% Ар, 2% Wр. Теплота сгорания мазута равна 39000-42000 кДж/кг.

11

Таблица 3 Энтальпия воздуха и газов при различных температурах, кДж/м Температура, оС 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500

СО2 172,00 361,67 564,24 777,44 1001,78 1236,76 1475,41 1718,95 1972,43 2226,75 2485,34 2746,44 3010,58 3276,75 3545,34 3815,86 4087,10 4360,67 4634,76 4910,51 5186,81 5464,20 5746,39 6023,25 6303,53

N2 130,13 260,60 392,41 526,89 664,58 805,06 940,36 1094,65 1243,55 1393,86 1546,14 1699,76 1857,74 2012,36 2170,55 2328,65 2486,28 2646,74 2808,22 2970,25 3131,96 3295,84 3457,20 3620,58 3786,09

3

О2

Н2О

Воздух

131,93 267,38 407,48 551,85 700,17 851,64 1005,24 1162,32 1319,67 1480,11 1641,02 1802,76 1966,05 2129,93 2296,78 2463,97 2632,09 2800,48 2971,30 3142,76 3314,85 3487,44 3662,83 3837,64 4014,29

150,18 303,47 461,36 623,69 791,55 964,68 1143,64 1328,11 1517,87 1713,32 1913,67 2118,78 2328,01 2540,25 2758,39 2979,13 3203,05 3429,90 3657,85 3889,72 4121,79 4358,83 4485,34 4724,37 5076,74

130,51 261,94 395,42 532,08 672,01 814,96 960,75 1109,05 1259,36 1411,86 1565,94 1721,36 1879,27 2036,87 2196,19 2356,68 2517,60 2680,01 2841,43 3006,26 3169,77 3338,21 3500,54 3665,80 3835,29 12

СО 130,21 262,10 395,67 532,58 672,01 816,46 961,33 1112,06 1262,38 1415,20 1570,54 1728,39 1883,31 2045,76 2200,26 2364,82 2526,85 2690,56 2848,00 3014,64 3174,16 3343,73 3505,36 3666,82 3840,58

Н2 128,96 259,59 390,65 520,86 653,17 786,41 920,30 1055,12 1190,78 1327,28 1469,22 1612,83 1758,12 1905,08 2011,85 2404,04 2356,02 2509,69 2657,07 2813,66 2971,93 3131,88 3293,49 3456,79 3620,76

Н2S 154,08 314,86 482,34 658,19 841,59 1032,51 1230,98 1436,98 1646,75 1863,21 2081,77 2306,20 2531,04 2760,91 2995,80 – – – – – – – – – –

СН4 165,39 353,38 567,75 808,93 984,78 1071,84 1667,68 1996,36 2336,35 2696,43 3062,79 3446,74 – – – – – – – – – – – – –

С2Н4 210,61 465,59 758,68 1088,62 1446,61 1828,88 2233,35 2672,98 3105,08 3567,32 – – – – – – – – – – – – – –

Таблица 4 Теплоёмкость воздуха и газов при различных температурах, кДж/(м о

Температура, С 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500

СО2 1,6204 1,7200 1,8079 1,8808 1,9436 2,0453 2,0592 2,1077 2,1517 2,1915 2,2266 2,2593 2,2886 2,3158 2,3405 2,3636 2,3849 2,4042 2,4226 2,4393 2,4552 2,4699 2,4837 2,4971 2,5097 2,5214

N2 1,2927 1,3013 1,3030 1,3080 1,3172 1,3294 1,3419 1,3553 1,3683 1,3817 1,3938 1,4056 1,4065 1,4290 1,4374 1,4470 1,4554 1,4625 1,4705 1,4780 1,4851 1,4914 1,4981 1,5031 1,5085 1,5144

О2 1,3076 1,3193 1,3369 1,3583 1,3796 1,4005 1,4152 1,4370 1,4529 1,4663 1,4801 1,4935 1,5065 1,5123 1,5220 1,5312 1,5400 1,5483 1,5559 1,5638 1,5714 1,5743 1,5851 1,5923 1,5990 1,6057

Н2О 1,4914 1,5019 1,5174 1,5379 1,5592 1,5831 1,6078 1,6338 1,6601 1,6865 1,7133 1,7397 1,7657 1,7908 1,8151 1,8389 1,8619 1,8841 1,9055 1,9252 1,9449 1,9633 1,9813 1,9984 2,0148 2,0307

Воздух сухой 1,3009 1,3051 1,3097 1,3181 1,3302 1,3440 1,3583 1,3725 1,3821 1,3993 1,4118 1,4236 1,4347 1,4453 1,4550 1,4642 1,4730 1,4809 1,4889 1,4960 1,5031 1,5094 1,5174 1,5220 1,5274 1,5341

13

3.о

С)

СО 1,3021 1,3021 1,3105 1,3231 1,3315 1,3440 1,3607 1,3733 1,3901 1,4026 1,4152 1,4278 1,4403 1,4487 1,4613 1,4696 1,4780 1,4864 1,4947 1,4990 1,5073 1,5115 1,5198 1,5241 1,5284 1,5366

Н2 1,2777 1,2896 1,2979 1,3021 1,3021 1,3063 1,3105 1,3147 1,3189 1,3230 1,3273 1,3356 1,3440 1,3524 1,3608 1,3691 1,3775 1,3859 1,3942 1,3983 1,4067 1,4151 1,4235 1,4318 1,4360 1,4445

Н2S 1,5156 1,5407 1,5742 1,6077 1,6454 1,6832 1,7208 1,7585 1,7962 1,8297 1,8632 1,8925 1,9218 1,9469 1,9721 1,9972 – – – – – – – – – –

СН4 1,5558 1,6539 1,7669 1,8925 2,0223 2,1437 2,2693 2,3824 2,4954 2,5959 2,6964 2,7843 2,8723 – – – – – – – – – – – – –

С2Н4 1,7669 2,1060 2,3280 2,5289 2,7215 2,8932 3,0481 3,1905 3,3412 3,4500 3,5673 – – – – – – – – – – – – – –

Таблица 5 Состав жидкого топлива Топливо Бензол Бензин Керосин Соляровое масло Мазут сернистый при различном содержании влаги Мазут высокосернистый

г

С 92,3 85,0 86,0 86,5 87,8 87,8 87,8 87,8 84,0

г

Н 7,7 14,9 13,7 12,8 10,7 10,7 10,7 10,7 11,5

Состав топлива, % Sг Ог+Nг 0,05 0,05 0,1 0,2 0,4 0,3 0,7 0,8 0,7 0,8 0,7 0,8 0,7 0,8 4,0 0,5

Ар 0 0,2 0,2 0,2 0,3

Wр 0 3 6 9 3

В зависимости от содержания серы мазут подразделяется на малосернистый (менее 0,5% Sр), сернистый (0,5-1% Sр), и высокосернистый (более 1% Sр). Содержание влаги в мазуте, отправляемом с нефтеперегонного завода, не должно превышать 2%. Различают мазут прямой гонки – маловязкий и крекинг - мазут, обладающий повышенной вязкостью. В зависимости от вязкости мазут подразделяют на марки 40, 100, 200, и МП (мазут для мартеновских печей). С увеличением номера марки мазута увеличивается его плотность, которая составляет 0,95-1,05 г/см3 при 20 оС; с повышением температуры плотность уменьшается. Важной характеристикой мазута является температура вспышки, т.е. температура нагрева, при достижении которой начинается обильное выделение летучих, способных загораться от искры или пламени. Температура вспышки изменяется от 80 до 190 оС. 1.4. Газообразное топливо

Состав горючих газов. Газообразное топливо представляет собой смесь горючих и негорючих газов, содержащую некоторое количество примесей в виде водяных паров, смолы и пыли. Содержание примесей водяных паров, смолы, пыли выражается в граммах на 1 м3 (г/м3) сухого газа. Все расчеты, связанные с газообразным топливом, относят к 1 м3 сухого газа при нормальных условиях. Состав газообразного топлива задается в виде процентного содержания составных частей газообразной смеси СО2, СО, СН4, Н2 и т. п. Влага задается обычно в виде массы воды на единицу объема сухого газа W, г/м3. Для газообразного топлива пересчёт на рабочий состав топлива производится по формуле: 14

xр = xс ⋅

100 . 100 + 0,1242 ⋅ W

(20)

Основные энергетические свойства технических горючих газов зависят от свойств и содержания в них составляющих компонентов. Характеристика компонентов, входящих в состав технических искусственных и естественных горючих газов представлена в табл. 6 [1]. Состав искусственного генераторного газа приведен в зависимости от вида сырья (антрацит и т. д.). Таблица 6 Средний состав газообразного топлива Природный газ: Заполярный Уренгойский Ср.-азиатский Украинский Покровский Попутный газ Генераторный газ на основе: Антрацита Каменного угля Бурого угля Торфа

СН4 98,4 92,5 89,2 84,6 65,3 35,5 Н2с 13,7 13,6 13,2 14,1

с

с

С2Н6 0,07 2,00 4,60 3,40 4,90 21,80 О2с 0,2 0,2 0,2 0,2

Состав топлива, % С3Н8с С4Н10с 0,01 0,01 0,66 0,65 1,50 0,81 1,00 0,65 2,10 1,40 19,00 13,30 Состав топлива, % N2с СН4с 52,6 0,5 51,9 2,8 48,1 2,3 46,8 2,9

CO2с 0,20 0,33 0,55 1,35 0,30 0,10

N2с 1,31 3,86 3,34 9,00 26,00 10,30

СОс 27,5 26,5 30,6 27,5

CO2с 5,5 5,0 5,6 8,5

Теплота сгорания. Для горючих газов теплота сгорания принимается по данным калориметрических определений. При отсутствии таких данных теплота сгорания 1 м3 сухого газа подсчитывается по формуле смешения, кДж/м3: Qнр = 127, 7 ⋅ СО + 108 ⋅ Н 2 + 358 ⋅ СН 4 + 590 ⋅ С 2 Н 4 +

+636 ⋅ С 2 Н 6 + 913 ⋅ С 3 Н 8 + 1185 ⋅ С 4 Н10 .

(21)

Р а с х о д к и с л о р о д а , м3/м3, на горение горючего газа заданного состава при коэффициенте расхода воздуха n = 1 : ⎡ n⎞ ⎤ ⎛ VО = 0,01 ⋅ ⎢0,5 ⋅ ( СО + Н 2 + 3 ⋅ Н 2S) + ∑ ⎜ m + ⎟ ⋅ Cm H n ⎥ . 2 4⎠ ⎝ ⎣ ⎦ 15

(22)

Т е о р е т и ч е с к и й р а с х о д с у х о г о в о з д у х а , м3/м3, и действительный расход с у х о г о в о з д у х а при n > 1 , м3/м3 определяются по формулам (10) и (11), соответственно. С у м м а р н ы й о б ъ е м п р о д у к т о в с г о р а н и я , образующихся при полном сгорании газообразного топлива, м3/м3: Vп.с. = VСО

2

+V +V +V Н 2О

N2

' О2

,

(23)

где о б ъ е м ы о т д е л ь н ы х с о с т а в л я ю щ и х : VСО = 0,01 ⋅ ( СОр2 + ∑ m ⋅ Cm H nр ) ; 2

VН

2О

= 0,01 ⋅ ( Н 2О р + ∑ 0,5 ⋅ n ⋅ C m H рn ) ;

VN = 0,01 ⋅ N 2р + n ⋅ k ⋅ VО2 ; 2

VO′ 2 = (n − 1) ⋅ VO 2 . . П р о ц е н т н ы й с о с т а в компонентов продуктов сгорания, со д е р ж а н и е в о з д у х а в продуктах сгорания, %, и энтальпия продуктов сгорания, кДж/м3, определяются по формулам (13), (14) и (16), соответственно. Теплоёмкость топлива: ст = 0,01⋅ (сСО2 ⋅ СО2 + сСО ⋅ СО + сН2О ⋅ Н2О + сН2 ⋅ Н2 + сO2 ⋅ O2 + сN2 ⋅ N2 +

+cCH4 ⋅ CН 4 + сС2Н4 ⋅ (С2 Н 6 + С3Н8 + С4 Н10 )), где

(24)

cCO2 , cCO и т.д.– средние теплоёмкости компонентов топлива при темпе.

ратуре подогрева топлива, кДж/(м3 оС); 3

СО2, СО и т.д. – содержание компонентов в 1 м рабочего состава топлива, % . Калориметрическая и действительная температуры горения определяются по формулам (18) и (19).

16

Смесь газов. Для смеси газов необходимо определить долю добавляемого газа и пересчитать состав смешанного газа, а затем вести расчет по изложенному выше алгоритму для газообразного топлива. Д о л я добавляемого в смесь газа:

а=

где

Qнр1 − Qнр см Qнр1 − Qнр 2

,

(25)

Q нр см , Q нр 1 , Q нр 2 – соответственно низшие теплоты сгорания смеси газов

и каждого из газов в отдельности. С о с т а в смешанного газа:

xсм = x2 ⋅ а + x1 ⋅ (1 − а ) ,

(26)

где x1 и x2 – содержание какого–либо компонента в первом и втором смешиваемых газах соответственно.

2. ПРИМЕРЫ РАСЧЁТА ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА[2, 4] 2.1. Расчет горения мазута

Мазут, содержащий 86,5 % Ср, 10,5 % Нр, 0,3 % Nр, 0,3 % Ор, 0,3 % Sр, 1,8 % W р и 0,3 % Aр, сжигается в воздухе, при коэффициенте расхода воздуха n = 1,1 . Температура подогрева воздуха tв = 450 оС. Требуется рассчитать расход воздуха, необходимый для горения 1 кг мазута, количество и состав продуктов сгорания 1 кг мазута, низшую теплоту сгорания топлива, действительную температуру горения. Находим расход кислорода на горение мазута заданного состава при коэффициенте расхода воздуха n = 1 по формуле (9):

VО2 = 0,01 ⋅ ⎡⎣1,867 ⋅ 86,5 + 5,6 ⋅10,5 + 0,7 ⋅ ( 0,3 − 0,3) ⎤⎦ = 2,2 м3/кг. При сжигании мазута в сухом воздухе (k = 3,762) расход воздуха при

n = 1 определяется по формуле (10):

17

Vв0 = (1 + 3,762 ) ⋅ 2, 2 = 10, 49 м 3 /кг. При сжигании мазута с учётом коэффициента расхода воздуха n = 1,1 действительный расход воздуха определим по формуле (11):

Vв = 1,1 ⋅ (1 + 3,762 ) ⋅ 2, 2 = 11,54 м 3 /кг. Определим объёмы отдельных составляющих и суммарный объем продуктов сгорания по формуле (12):

VСО = 0,01 ⋅ 1,867 ⋅ 86,5 = 1,615 м 3 /кг; 2

VSО = 0,01 ⋅ 0,7 ⋅ 0,3 = 0,002 м3/кг; 2

VН

2О

= 0,01 ⋅ (11,2 ⋅ 10,5 + 1,242 ⋅ 1,8) = 1,198 м3/кг;

VN = 0,008 ⋅ 0,3 + 1,1 ⋅ 3,762 ⋅ 2,2 = 9,12 м3 /кг; 2

VО' = 2,2 ⋅ (1,1 − 1) = 0,22м3 /кг. 2

Vп.с. = 1, 615 + 0, 002 + 1,198 + 9,12 + 0, 22 = 12,15 м 3 /кг. Определим процентный состав продуктов сгорания по формуле (13):

СО 2 .

.

. . 1,615 ⋅ 100 /12,15 = 13,3 %;

Н 2О . . . . 1,198 ⋅ 100 /12,15 = 9,86 %; SО2 . . . . 0,002 ⋅ 100 /12,15 = 0,02 %;

О2

. . . . 0,22 ⋅ 100 /12,15 = 1,8 %;

18

N2

.

.

.

. 9,106 ⋅ 100 / 12,15 = 75,0 %.

По формуле (14) определим содержание воздуха в продуктах сгорания:

VL = (11,54 − 10,49) ⋅ 100 / 12,15 = 8,6 %. Правильность расчета проверим составлением материального баланса. Плотность каждого компонента продуктов сгорания находим, разделив массу одного моля на объем одного моля компонента, равный 22,4 м3. Плотность продуктов сгорания можно найти, разделив их массу на объем. Поступило, кг Мазут . . . . . . . . . . . . . . . . 1,0 Воздух . . . . . 1,29.11,53=14,87 ___________

Всего . . . . . . . . . . . . . . . . 15,87

Получено, кг СО2 . . . . . . . 1,964.1,615=3,172 SО2 . . . . . . . 2,857.0,002=0,006 Н2О . . . . . . . 0,804.1,198=0,964 О2 . . . . . . . 1,428.0,22=0,315 N2 . . . . . . . 1,25.9,106=11,383 __________

Всего . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15,84 Зола . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,03 __________

Итого . . . . . . . . . . . . . . . . . .15,87 Плотность продуктов сгорания равна: ρп.с. = 15,87 / 12,15 = 1,3 кг/м3. Низшую теплоту сгорания топлива определим по формуле (5):

Qнр = 339,1 ⋅ 86,5 + 1256 ⋅10,5 − 108,9 ⋅ ( 0,3 − 0,3) − 25 ⋅ (1,8 + 9 ⋅10,5) = 40113 кДж/кг. Определим калориметрическую температуру сгорания топлива без учёта подогрева воздуха и топлива, тогда энтальпия продуктов сгорания, определяемая по формуле (16), будет равна:

i0 =

40113 = 3301 кДж/м3 . 12,15

19

1 o Зададим температуру tк = 1900 C . Энтальпия продуктов сгорания при

этой температуре равняется (табл. 3):

iСО

2 + SO 2

= 0,01 ⋅ (13,3 + 0,02) ⋅ 4634,76 = 617 кДж/м 3 ;

iН О = 0,01⋅ 9,86 ⋅ 3657,85 = 361 кДж/м3 ; 2

iО = 0,01 ⋅ 1,8 ⋅ 2971,30 = 53 кДж/м 3 ; 2

iN = 0,01 ⋅ 75 ⋅ 2808, 22 = 2106 кДж/м 3 ; 2

i1900 = 617 + 361 + 53 + 2106 = 3137 кДж/м 3 . Так как i1900

≤ i0 , то искомая калориметрическая температура выше, чем

tк1 = 1900 oC . Зададим температуру tк = 2000 C , при которой найдем энтальпию про2

o

дуктов сгорания рассматриваемого состава (табл. 3):

iСО

2 + SO2

= 0,01 ⋅ (13,3 + 0,02) ⋅ 4910,51 = 654 кДж/м3 ;

iН2О = 0,01 ⋅ 9,86 ⋅ 3889,72 = 384 кДж/м3 ;

iО = 0,01 ⋅ 1,8 ⋅ 3142,76 = 57 кДж/м 3 ; 2

iN = 0,01 ⋅ 75 ⋅ 2970, 25 = 2228 кДж/м 3 ; 2

i2000 = 654 + 384 + 57 + 2228 = 3323 кДж/м 3 . Так как получившееся значение энтальпии i2000

≥ i0 , то искомая темпе-

2 o ратура ниже, чем tк = 2000 C . Тогда калориметрическую температуру горения

мазута заданного состава определим по формуле (18): 20

tк = 1900+

3301− 3137 ⋅100 = 1988 o C. 3323− 3137

Действительную температуру факела определим по формуле (19):

tдейст = 0,75⋅1988= 1491 o C . Определим калориметрическую температуру сгорания топлива при температуре подогрева воздуха tв = 450 C . Начальную энтальпию продуктов сгоo

рания вычислим по формуле (16): i0 =

40113 + 11,54 ⋅ 1,3371 ⋅ 450 = 3873 кДж/м 3 . 12,15

1 o Зададим температуру tк = 2300 C . Энтальпия продуктов сгорания при

этой температуре равняется (табл. 3):

iСО

2 +SO 2

= 0,01 ⋅ (13,3 + 0,02) ⋅ 5746,39 = 765 кДж/м 3 ;

iН2О = 0,01 ⋅ 9,86 ⋅ 4485,34 = 442 кДж/м3 ;

iО = 0,01 ⋅ 1,8 ⋅ 3662,33 = 66 кДж/м 3 ; 2

iN = 0,01 ⋅ 75 ⋅ 3457, 20 = 2593 кДж/м 3 ; 2

i2300 = 765 + 442 + 66 + 2593 = 3866 кДж/м 3 . Так как i2300 ≤ i0 , то искомая калориметрическая температура выше, чем

tк1 = 2300 oC . 2 o Зададим температуру tк = 2400 C . Энтальпия продуктов сгорания при

этой температуре равняется (табл. 3):

21

iСО

2 +SO 2

= 0,01 ⋅ (13,3 + 0,02) ⋅ 6023, 25 = 802 кДж/м 3 ;

iН 2О = 0,01 ⋅ 9,86 ⋅ 4724,37 = 466 кДж/м 3 ; iО = 0,01 ⋅ 1,8 ⋅ 3837,64 = 69 кДж/м 3 ; 2

iN = 0,01 ⋅ 75 ⋅ 3620,58 = 2715 кДж/м3 ; 2

i2400 = 802 + 466 + 69 + 2715 = 4052 кДж/м 3 . Так как i2400 ≥ i0 , то искомая калориметрическая температура ниже, чем

tк2 = 2400 oC . Определим её по формуле (18):

tк = 2300+

3873− 3866 ⋅100 = 2304 oC. 4052− 3866

По формуле (19) определим действительную температуру факела:

tдейст = 0,75⋅ 2304= 1728 o C . 2.2. Расчет горения природного газа

Природный газ, содержащий 95,82 % СН4с, 2,04 % С2Н6с, 1,02 % С3Н8с, 0,41 % С4Н10с, 0,51 % N2с и 0,2 % CO2с, сжигается при коэффициенте расхода воздуха n = 1,1 . Содержание влаги в сухом газе W = 15,55 г/м . Температуры 3

o подогрева воздуха и топлива tв = 450 C .

Требуется рассчитать расход воздуха, необходимый для горения 1 м3 газа, количество и состав продуктов сгорания 1 м3 газа, низшую теплоту сгорания топлива, действительную температуру горения. Произведем пересчёт на рабочий состав топлива по формуле (20):

СН р4 = 95,82 ⋅

100 = 94 % ; 100 + 0,1242 ⋅ 15,55 22

С 2 Н 6р = 2,04 ⋅

С3Н 8р = 1,02 ⋅

100 = 2%; 100 + 0,1242 ⋅ 15,55

100 =1%; 100 + 0,1242 ⋅ 15,55

р С 4 Н10 = 0, 41 ⋅

СО р2 = 0,2 ⋅

N р2 = 0,51 ⋅

100 = 0, 4 % ; 100 + 0,1242 ⋅ 15,55

100 = 0,2 % ; 100 + 0,1242 ⋅ 15,55

100 = 0,5 % ; 100 + 0,1242 ⋅15,55

∑ x = 94 + 2 + 1 + 0,4 + 0,2 + 0,5 = 98,1 % Н 2О р = 100 − 98,1 = 1,9 % . Расход кислорода на горение природного газа заданного состава при коэффициенте расхода воздуха n = 1 определим по формуле (22):

VО = 0,01 ⋅ ( 2 ⋅ СН 4 + 3,5 ⋅ С2 Н 6 + 5 ⋅ С3Н8 + 6,5 ⋅ С4 Н10 ) ; 2

VО = 0,01 ⋅ ( 2 ⋅ 94 + 3,5 ⋅ 2 + 5 ⋅ 1 + ⋅6,5 ⋅ 0,4 ) = 2,026 м3 /м3 . 2

По формуле (10) определим расход сухого воздуха при n = 1 :

Vв0 = (1 + 3,762 ) ⋅ 2,026 = 9,65 м 3 /м 3 . По формуле (11) определим расход сухого воздуха при коэффициенте расхода воздуха n = 1,1:

23

Vв = (1 + 3,762 ) ⋅ 1,1 ⋅ 2,026 = 10,61 м 3 /м 3 . Определим объёмы отдельных составляющих продуктов сгорания и их общее количество по формуле (23): р VСО = 0,01 ⋅ ( СО р2 + СН р4 + 2 ⋅ С 2 Н 6р + 3 ⋅ С3Н 8р + 4 ⋅ С 4 Н10 ); 2

VСО = 0,01 ⋅ ( 0,2 + 94 + 2 ⋅ 2 + 3 ⋅ 1 + 4 ⋅ 0,4 ) = 1,028 м3 /м3 ; 2

VН

2О

VН

2О

р = 0,01 ⋅ ( Н 2 О р + 2 ⋅ СН р4 + 3 ⋅ С 2 Н 6р + 4 ⋅ С 3 Н 8р + 5 ⋅ С 4 Н10 );

= 0,01 ⋅ (1,9 + 2 ⋅ 94 + 3 ⋅ 2 + 4 ⋅ 1 + 5 ⋅ 0, 4 ) = 2,019 м 3 /м 3 ;

VN = 0,01 ⋅ 0,51 + 1,1 ⋅ 3,762 ⋅ 2,026 = 8,39 м3 /м3 ; 2

VО' 2 = 0,1 ⋅ 2,026 = 0,203 м3/м3 . Vп.с. = 1,028 + 2,019 + 8,39 + 0,203 = 11,64 м 3 /м3 . Определим процентный состав продуктов сгорания по формуле (13):

СО2 .

.

. . 1,028 ⋅100/11,64 = 8,83 %;

Н 2О . . . . 2,019 ⋅ 100 /11,64 = 17,35 %;

О2

. . . . 0,203 ⋅ 100 /11,64 = 1,74 %;

N2

. . . . 8,39 ⋅ 100 /11,64 = 72,1 %.

По формуле (14) определим содержание воздуха в продуктах сгорания:

VL = (10,61 − 9,65) ⋅ 100 / 11,64 = 8,3 % . 24

Правильность расчета горения природного газа проверим составлением материального баланса. Поступило, кг СН4 . . . . .0,94.0,714=0,6714 С2Н6 . . . . 0,02.0,893=0,0179 С3Н8. . . . .0,01.1,964=0,0196 С4Н10. . . . 0,004.2,589=0,0104 N2. . . . . . .0,005.1,25=0,0063 CO2. . . . . 0,002.1,964=0,0039 Н2O. . . . . 0,019.0,804=0,0153

Получено, кг СО2 . . . . . . 0,0883.11,64.1,964=2,0189 Н2О . . . . . . 0,1735.11,64.0,804=1,6228 О2 . . . . . . 0,0174.11,64.1,429=0,2893 N2 . . . . . . 0,721.11,64.1,25=10,4906 __________

Всего . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14,422

___________

Всего . . . . . . . . . . . . . . . 0,7447 Воздух . . . . 10,61.1,29=13,7362 ___________

Итого. . . . . . . . . . . . . . . 14,481 Расхождение, определяемое погрешностью расчета, составляет 0,4%, что вполне допустимо. Плотность газа равна ρг = 0,7447 кг/м3. Плотность продуктов сгорания равна ρп.с. = 14,422 / 11,64 = 1,239 кг/м3. Низшую теплоту сгорания газа, определим по формуле (21):

Qнр = 358 ⋅ 94 + 636 ⋅ 2 + 913 ⋅ 1 + 1185 ⋅ 0,4 = 36311 кДж/м 3 . Определим калориметрическую температуру сгорания топлива. Без учета подогрева воздуха и топлива энтальпия продуктов сгорания, определяемая по формуле (16), равна:

i0 = 36311/11,64 = 3120 кДж/м 3 . 1 o Зададим температуру tк = 1900 C . Энтальпия продуктов сгорания при

этой температуре равняется (табл. 3):

iСО = 0,01 ⋅ 8,83 ⋅ 4634,76 = 409 кДж/м 3 ; 2

25

iН 2О = 0,01 ⋅ 17,35 ⋅ 3657,85 = 635 кДж/м 3 ;

iО = 0,01 ⋅ 1,74 ⋅ 2971,30 = 52 кДж/м 3 ; 2

iN = 0,01 ⋅ 72,1 ⋅ 2808.22 = 2024 кДж/м 3 ; 2

i 2200 = 409 + 635 + 52 + 2024 = 3121 кДж/м . 3

Так как i1900 ≈ i0 , то это и есть искомая калориметрическая температура. По формуле (19) находим действительную температуру факела:

tдейст = 0,75⋅1900= 1425 oC . o С учетом подогрева воздуха до tв = 450 C энтальпия продуктов сгорания,

определяемая по формуле (16), равна:

i0 = (36311 + 10,61 ⋅ 1,3371 ⋅ 450) /11,64 = 3668 кДж/м3 . 1 o Зададим температуру tк = 2200 C . Энтальпия продуктов сгорания при

этой температуре равняется (табл. 3):

iСО = 0,01 ⋅ 8,83 ⋅ 5464,2 = 482 кДж/м3 ; 2

iН 2О = 0,01 ⋅ 17,35 ⋅ 4358,83 = 756 кДж/м 3 ;

iО = 0,01 ⋅ 1,74 ⋅ 3487, 44 = 61 кДж/м 3 ; 2

iN = 0,01 ⋅ 72,1 ⋅ 3295,84 = 2376 кДж/м3 ; 2

i2200 = 482 + 756 + 61 + 2376 = 3675 кДж/м 3 .

26

Так как i2200 ≈ i0 , то это и есть искомая калориметрическая температура. По формуле (19) находим действительную температуру факела:

tдейст = 0,75⋅ 2200= 1650 oC . Определим калориметрическую температуру горения с учетом подогрева o и воздуха, и топлива до t = 450 C. Для этого рассчитаем теплоемкость природ-

ного газа при температуре подогрева (формула (24), табл. 4):

c т = 0,01 ⋅ (1,9945 ⋅ 0,2 + 1,5712 ⋅1,9 + 1,3233 ⋅ 0,5 + 2,0830 ⋅ 94 +

+ 2,8074 ⋅ (2 + 1 + 0,4)) = 2,094 кДж/(м3 ⋅o C), тогда по формуле (16) энтальпия продуктов сгорания равна:

i0 = (36311 + 10,61 ⋅ 1,3371 ⋅ 450 + 2,094 ⋅ 450) /11,64 = 3749 кДж/м3. 1 o Зададим температуру tк = 2200 C . Энтальпия продуктов сгорания при

этой температуре равняется (табл. 3):

iСО = 0,01 ⋅ 8,83 ⋅ 5464,2 = 482 кДж/м3 ; 2

iН 2О = 0,01 ⋅ 17,35 ⋅ 4358,83 = 756 кДж/м 3 ;

iО = 0,01 ⋅ 1,74 ⋅ 3487, 44 = 61 кДж/м 3 ; 2

iN = 0,01 ⋅ 72,1 ⋅ 3295,84 = 2376 кДж/м 3 ; 2

i 2200 = 482 + 756 + 61 + 2376 = 3675 кДж/м 3 .

Так как i2200

≤ i0 , то искомая калориметрическая температура выше, чем

tк1 = 2200 oC . 27

2 o Зададим температуру tк = 2300 C . Энтальпия продуктов сгорания при

этой температуре равняется (табл. 3):

iСО = 0,01 ⋅ 8,83 ⋅ 5746,39 = 507 кДж/м 3 ; 2 iН

2О

= 0, 01 ⋅ 17,35 ⋅ 4485,34 = 778 кДж/м 3 ;

iО = 0, 01 ⋅ 1, 74 ⋅ 3662,33 = 64 кДж/м 3 ; 2

i N = 0,01 ⋅ 72 ,1 ⋅ 3457 , 2 = 2493 кДж/м 3 ; 2 i2300 = 507 + 778 + 64 + 2493 = 3842 кДж/м 3 .

i 2300 ≥ i0 ,

Так как

то искомая калориметрическая температура ниже,

чем tк = 2300 C . Определим её по формуле (18): 2

o

tк = 2200+

3749− 3675 ⋅100 = 2244 oC. 3842− 3675

По формуле (19) находим действительную температуру факела:

tдейст = 0,75⋅ 2244= 1683 oC .

2.3. Расчет горения смеси газов

Смесь природного газа, содержащего 95,82 % СН4с, 2,04 % С2Н6с, 1,02 % С3Н8с, 0,41 % С4Н10с, 0,51 % N2с и 0,2 % CO2с, и генераторного газа, содержащего 12,9 % Н2р, 1,1 % О2р, 57,5 % N2р, 1,8 % СН4р, 12,1 % СОр и 14,6 % CO2р, сжигается в воздухе, при коэффициенте расхода воздуха n = 1,1 . Содержание влаги в сухом природном газе W = 15,55 г/м . Температура подогрева воздуха и топ3

o лива tв = 450 C .

28

Определим, в каких пропорциях необходимо смешать высококалорийный природный газ и низкокалорийный генераторный газ, чтобы при сжигании газа полученного состава иметь требуемую температуру факела. Затем определим расход воздуха, необходимый для горения 1 м3 смеси, количество и состав продуктов сгорания 1 м3 смеси, температуру факела. Для природного газа пересчёт на рабочий состав топлива был выполнен в предыдущем разделе. По результатам расчета имеем 94 % СН4р, 2 % С2Н6р, 1 % С3Н8р, 0,4 % С4Н10р, 0,5 % N2р, 0,2 % CO2р и 1,9 5 Н2Ор. Низшая теплота сгорания природного газа равна Qнр пр = 36311 кДж/м . 3

Находим низшую теплоту сгорания генераторного газа по формуле (21):

Qнр гг = 127,7 ⋅12,1 + 108 ⋅12,9 + 385 ⋅ 1,8 = 3583 кДж/м 3 . Значение низшей теплоты сгорания смешанного газа определяется методом последовательных приближений с целью подбора оптимальной величины действительной температуры факела. Зададимся теплотой сгорания смеси

Qнр см = 16500 кДж/м 3 . Находим долю генераторного газа в смеси по формуле (25):

а=

36317 − 16500 = 0,61 . 36317 − 3583

Рассчитаем состав смешанного газа по формуле (26)

СО см 2 = 14,6 ⋅ 0,61 + 0,2 ⋅ (1 − 0,61) = 8,9 % ;

СО см = 12,1 ⋅ 0,61 = 7,3 % ; Nсм 2 = 57,5 ⋅ 0,61 + 0,5 ⋅ (1 − 0,61) = 35 % ; Н см 2 = 12,9 ⋅ 0,61 = 7,8 % ; Осм 2 = 1,1 ⋅ 0,61 = 0,7 % ;

29

Н 2Осм = 1,9 ⋅ (1 − 0,61) = 0,7 % ; СН см 4 = 1,8 ⋅ 0,61 + 94 ⋅ (1 − 0,61) = 38 % ;

С 2 Н см 6 = 2 ⋅ (1 − 0,61) = 0,8 % ; С3Н8см = 1 ⋅ (1 − 0,61) = 0,4 % ; см С 4 Н10 = 0, 4 ⋅ (1 − 0,61) = 0, 2 % .

Проверим значение низшей теплоты сгорания смеси по формуле (21):

Qнрсм = 127,7 ⋅ 7,3 + 108 ⋅ 7,8 + 385 ⋅ 38 + 636 ⋅ 0,8 + 913 ⋅ 0,4 + 1185 ⋅ 0,2 = 16500 кДж/м3 . Определим расход кислорода на горение смешанного газа заданного состава по формуле (22) при коэффициенте расхода воздуха n = 1 :

VО = 0,01 ⋅ ( 0,5 ⋅ ( СО + Н 2 ) + 2 ⋅ СН 4 + 3,5 ⋅ С2 Н 6 + 5 ⋅ С3Н8 + 6,5 ⋅ С4 Н10 ) . 2

VО = 0,01 ⋅ ( 0,5 ⋅ ( 7,3 + 7,8) + 2 ⋅ 38 + 3,5 ⋅ 0,8 + 5 ⋅ 0,4 + ⋅6,5 ⋅ 0,2 ) = 0,9 м3/м3 . 2

Определим расход сухого воздуха для горения смеси газов по формуле (10) при коэффициенте расхода воздуха n = 1 :

Vв0 = (1 + 3,762 ) ⋅ 0,9 = 4, 27 м 3 /м 3 . Определим действительный расход сухого воздуха для горения смешанного газа по формуле (11) при коэффициенте расхода воздуха n = 1,1: Vв = (1 + 3,762 )⋅1,1⋅ 0,9 = 4,7 м 3 /м 3 .

Определим объёмы отдельных составляющих и общее количество продуктов сгорания смеси газов по формуле (23): 30

VСО = 0,01 ⋅ ( СО 2 + СО + СН 4 + 2 ⋅ С 2 Н 6 + 3 ⋅ С3Н 8 + 4 ⋅ С 4 Н10 ) ; 2

VСО = 0,01 ⋅ ( 8,9 + +7,3 + 38 + 2 ⋅ 0,8 + 3 ⋅ 0, 4 + 4 ⋅ 0, 2 ) = 0,58 м 3 /м 3 . 2

VН

2О

VН

2О

= 0,01 ⋅ ( Н 2О + Н 2 + 2 ⋅ СН 4 + 3 ⋅ С2 Н 6 + 4 ⋅ С3Н8 + 5 ⋅ С4 Н10 ) ; = 0,01 ⋅ ( 0,7 + 7,8 + 2 ⋅ 38 + 3 ⋅ 0,8 + 4 ⋅ 0,4 + 5 ⋅ 0,2 ) = 0,9 м 3 /м 3 .

VN = 0,01 ⋅ 35 + 1,1 ⋅ 3,762 ⋅ 0,9 = 4,06 м3 /м3 . 2

VО' 2 = 0,1 ⋅ 0,9 = 0,09 м3 /м3 .

Vп.с. = 0,58 + 0,9 + 4,06 + 0,09 = 5,63 м3/м3 . Определим процентный состав продуктов сгорания по формуле (13):

СО2 .

.

. . 0,58 ⋅ 100/ 5,63 = 10,28 %;

Н 2О . . . . 0,9 ⋅ 100 / 5,63 = 15,94 %;

О2

. . . . 0,09 ⋅ 100 / 5,63 = 1,59 %;

N2

. . . . 4,06 ⋅ 100 / 5,63 = 72,2 %. ;

По формуле (14) определим содержание воздуха в продуктах сгорания:

V L = (4,7 − 4,27 ) ⋅ 100 / 5,63 = 7,6 % . Правильность расчета горения смеси природного газа и газогенераторного газа проверим составлением материального баланса.

31

Поступило, кг СН4 . . . . .0,38.0,714=0,2714 С2Н6 . . . . 0,008.0,893=0,0071 С3Н8. . . . .0,004.1,964=0,0079 С4Н10. . . . 0,002.2,589=0,0052 N2. . . . . . .0,35.1,25=0,4375 CO2. . . . . 0,089.1,964=0,1748 Н2O. . . . . 0,007.0,804=0,0056 CO . . . . . 0,073.1,25=0,0913 Н2. . . . . . .0,078.0,089=0,007 О2. . . . . . .0,007.1,429=0,01

Получено, кг СО2 . . . . . . 0,1028.5,63.1,964=1,1369 Н2О . . . . . . 0,1594.5,63.0,804=0,7211 О2 . . . . . . 0,0159.5,63.1,429=0,1279 N2 . . . . . . 0,722.5,63.1,25=5,0811 __________

Всего . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7,067

___________

Всего . . . . . . . . . . . . . . . 1,018 Воздух . . . . 4,7.1,29=6,0848 ___________

Итого. . . . . . . . . . . . . . . 7,103 Расхождение, определяемое погрешностью расчета, составляет 5,06%, что соответствует максимальной допустимой величине расхождения материального баланса. Плотность газа равна ρг = 1,018 кг/м3. Плотность продуктов сгорания равна ρп.с. = 7,067 / 5,63 = 1,255 кг/м3. Определим калориметрическую температуру горения с учетом подогрева o и воздуха и топлива до tв = 450 C , для этого рассчитаем теплоемкость смешан-

ного газа при заданной температуре подогрева (формула (24), табл. 4):

cт = 0,01⋅ (1,9945⋅ 8,9 + 1,3378⋅ 7,3 + 1,5712⋅ 0,7 + 1,3042⋅ 7,8 + 1,3901⋅ 0,7 + + 1,3233⋅ 35 + 2,0830 ⋅ 38 + 2,8074 ⋅ (0,8 + 0,4 + 0,2)) = 1,6916 кДж/(м3 ⋅o C). Энтальпия продуктов сгорания, определяемая по формуле (16), равна:

i0 = (16500 + 4,7 ⋅1,3371⋅ 450 + 1,6916 ⋅ 450) / 5,63 = 3568 кДж/м3 . 1 o Зададим температуру tк = 2100 C . Энтальпия продуктов сгорания при

этой температуре равняется (табл. 3): 32

iСО = 0,01 ⋅ 10,28 ⋅ 5186,81 = 533 кДж/м 3 ; 2

iН 2О = 0,01 ⋅ 15,94 ⋅ 4121,79 = 656 кДж/м 3 ;

iО = 0,01 ⋅ 1,59 ⋅ 3314,85 = 53 кДж/м 3 ; 2

i N = 0,01 ⋅ 72,2 ⋅ 3131,96 = 2261 кДж/м 3 ; 2

i2100 = 533 + 656 + 53 + 2261 = 3503 кДж/м 3 .

Так как i2100 ≤ i0 , то искомая калориметрическая температура выше, чем tк1 = 2100 oC . 2 o Зададим температуру tк = 2200 C . Энтальпия продуктов сгорания при

этой температуре равняется (табл. 3):

iСО = 0,01 ⋅ 10.28 ⋅ 5464, 2 = 562 кДж/м 3 ; 2

iН

2О

= 0,01 ⋅ 15.94 ⋅ 4358,83 = 693 кДж/м 3 ;

iО = 0,01 ⋅ 1,59 ⋅ 3487,44 = 55 кДж/м 3 ; 2

i N = 0,01 ⋅ 72,2 ⋅ 3295,84 = 2380 кДж/м 3 ; 2

i2200 = 562 + 693 + 55 + 2380 = 3690 кДж/м 3 . Так как i2200 ≥ i0 , то искомая калориметрическая температура ниже, чем tк2 = 2200 oC . Определим её по формуле (18):

tк = 2100+

3568− 3503 ⋅100 = 2135 oC. 3690− 3503

По формуле (19) находим действительную температуру факела: 33

tдейст = 0,75⋅ 2135= 1601oC . 3. ЗАДАНИЕ И АЛГОРИТМ ОЦЕНИВАНИЯ На выполнение курсовой работы учебным планом предусмотрены 20 часов самостоятельной работы студента. Этапы выполнения курсовой работы представлены в таблице 7. Каждый этап курсовой работы оценивается по 100 балльной шкале, имеет соответствующий весовой показатель (равный доле от всего объема работы), предельные сроки выполнения, а также минимальное количество баллов, получение которых обеспечивает его зачёт. Одному часу самостоятельной работы студента примерно соответствует 5% трудоёмкости курсовой работы. Таблица 7 №

График выполнения КР Содержание

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Получение задания по КР Получение допуска в выполнению КР Выполнение тестового варианта задания Выполнение индивидуального задания Оформление отчёта по КР Подготовка к защите КР

Неделя семестра 1-2 3-4 5-8 9-12 13-14 15-16 Работа в целом

Вес этапа 0,05 0,10 0,20 0,40 0,10 0,15 1,00

Минимум 100 60 50 50 100 60 60

Переход к следующему этапу возможен только после получения зачёта по предыдущему этапу. Если за выполнение этапа получено менее 100 баллов, то исправить результаты (пересдать или дополнить ответ на задание) можно только до окончания последней недели соответствующего этапа. Вклад этапа в выполнение всей работы получается перемножением весового показателя этапа и баллов, полученных за этап. Для получения итоговой оценки по курсовой работе вклады всех этапов суммируются. В случае оценки «зачтено» по всем этапам и при наборе от 60 до 74 баллов выставляется оценка «удовлетворительно», от 75 до 89 – «хорошо», от 90 до 100 – «отлично». Отсутствие зачёта по какомулибо этапу даёт итоговую оценку 0 (ноль) баллов. Публичная защита курсовой работы не предусмотрена. В случае невозможности сдачи заданий по курсовой работе в срок по уважительной причине может быть установлен индивидуальный график выполнения и защиты курсовой работы. 34

Этап 1. Как правило, на первом практическом занятии семестра студенты получают задание по курсовой работе и примерный график её выполнения. Этап 2. Для получения допуска к выполнению курсовой работы необходимо прочитать теорию расчёта горения топлива (раздел 1. «Общие сведения о горении топлива» данных указаний) и письменно выполнить контрольную работу (таблица 8 [4]). Допуск к выполнению курсовой работы считается полученным, если за контрольную работу набрано не менее 60 баллов. Этап 3. Тестовый вариант расчёта горения топлива выполняется на основе методики, изложенной в разделе 2. «Пример расчёта горения топлива» данных указаний. Расчёт выполняется в электронных таблицах. Расчёты горения жидкого и газообразного топлив, а также смеси газообразных топлив производятся на отдельных Листах Книги. Также на отдельных Листах формируются итоговый отчёт в соответствии с целью расчёта горения топлива и график зависимости действительной и калориметрической температуры горения от температуры подогрева воздуха. На лист итогового отчёта переносятся исходные данные задачи из расчёта. Все Листы Книги должны иметь поля, пригодные для печати бумажного отчёта по курсовой работе. Расчёт считается выполненным, если все вычисления каждого из трёх тестовых заданий совпадают с результатами раздела 1 (до 50 баллов); программа расчёта реагирует на изменение исходных данных (до 30 баллов); студент может пояснить изменение результатов расчёта в зависимости от отклонения параметров задачи от исходных значений (до 20 баллов), при этом каждое из трёх тестовых заданий должно быть выполнено не менее чем на 60 баллов. Для получения итоговой оценки за этап берётся среднее арифметическое значение отдельных заданий. Этап 4. Для выполнения индивидуального задания необходимо скопировать тестовый вариант расчёта, изменить название файла и ввести новые начальные значения параметров задачи в соответствии с индивидуальными условиями задания. Также в соответствии с индивидуальными условиями строится зависимость температуры горения топлива и при необходимости теплоты сгорания топлива от исследуемого параметра. Конкретные сочетания видов жидкого и газообразного топлива из таблиц 5 и 6 выбирает преподаватель.

35

Таблица 8 Контрольная работа № Вопрос/задание Баллы 1. Дайте определение следующих понятий и физических величин: 1 Топливо 3 2 Состав твердого и жидкого топлива 3 3 Состав газообразного топлива 3 4 Внутренний балласт 3 5 Внешний балласт 3 6 Внешняя влага 3 7 Гигроскопическая влага 3 8 Высшая теплота сгорания топлива 3 9 Низшая теплоты сгорания топлива 3 10 Калориметрическая температура горения топлива 3 11 Жаропроизводительность 3 12 Теоретическая температура горения топлива 3 13 Расчётная температура горения топлива 3 14 Действительная температура горения топлива 3 2. Перечислите (запишите): 1 Виды топлива по агрегатному состоянию 6 2 Виды топлива по способу получения 4 3 Виды топлива по типу использования 4 4 Основные требования, определяющие народнохозяйственную ценность 10 топлива 5 Виды массы твердого топлива 8 6 Виды массы жидкого топлива 4 3. Запишите единицы измерения следующих физических величин: 1 Теплота сгорания топлива 3 2 Энтальпия продуктов сгорания 3 3 Состав продуктов сгорания 3 4 Теплоемкость воздуха 3 5 Температура горения топлива 4 6 Расход кислорода для сжигания жидкого топлива 3 7 Расход кислорода для сжигания газообразного топлива 3 ВСЕГО 100

Индивидуальное задание [4] Определите расход воздуха, необходимый для горения, низшую теплоту сгорания топлива, калориметрическую и действительную температуры факела, количество и состав продуктов сгорания: 1. Жидкого топлива (табл. 5.) при температурах подогрева воздуха от 0 оС до 500 оС (через 100 оС). Оцените влияние температуры подогрева воздуха на 36

теплоту сгорания топлива и температуры горения. Коэффициент расхода воздуха n = 1,1. 2. Жидкого топлива (табл. 5.) при коэффициенте расхода воздуха от 1,0 до 1,3 (через 0,05). Оцените влияние коэффициента расхода воздуха на теплоту сгорания топлива и температуры горения. Температура подогрева воздуха 300 оС. 3. Шести видов жидкого топлива (табл. 5.). Оцените влияние вида топлива на теплоту сгорания топлива и температуры горения. Температура подогрева воздуха и коэффициент расхода воздуха одинаковы для всех видов топлива. 4. Газообразного топлива (табл. 6.) при температурах подогрева воздуха о от 0 С до 500 оС (через 100 оС). Оцените влияние температуры подогрева воздуха на теплоту сгорания топлива и температуры горения. Коэффициент расхода воздуха n = 1,05. Температура подогрева топлива 300 оС. 5. Газообразного топлива (табл. 6.) при температурах подогрева топлива о от 0 С до 500 оС (через 100 оС). Оцените влияние температуры подогрева топлива на теплоту сгорания топлива и температуры горения. Коэффициент расхода воздуха n = 1,15. Температура подогрева воздуха 250 оС. 6. Газообразного топлива (табл. 6.) при коэффициенте расхода воздуха от 1,0 до 1,2 (через 0,04). Оцените влияние коэффициента расхода воздуха на теплоту сгорания топлива и температуры горения. Температура подогрева воздуха и топлива 200оС. 7. Шести видов газообразного топлива (табл. 6.). Оцените влияние вида топлива на теплоту сгорания топлива и температуры горения. Температура подогрева воздуха и топлива, а также коэффициент расхода воздуха одинаковы для всех видов топлива. 8. Смеси высококалорийного и низкокалорийного газообразного топлива (табл.6.) при температурах подогрева воздуха от 0 оС до 500 оС (через 100 оС). Оцените влияние температуры подогрева воздуха на температуры горения. Те3 плота сгорания смеси Qнр см = 18000 кДж/м . Коэффициент расхода воздуха

n = 1,1. Температура подогрева топлива 200 оС. 9. Смеси высококалорийного и низкокалорийного газообразного топлива (табл. 6.) при температурах подогрева топлива от 0 оС до 500 оС (через 100 оС). Оцените влияние температуры подогрева топлива на температуры горения. Теплота сгорания смеси Qнр см = 17000 кДж/м . Коэффициент расхода воздуха 3

n = 1,05. Температура подогрева воздуха 300 оС. 37

10. Смеси высококалорийного и низкокалорийного газообразного топлива (табл. 6.) при коэффициенте расхода воздуха от 1,0 до 1,2 (через 0,04). Оцените влияние коэффициента расхода воздуха на теплоту сгорания топлива и температуры горения. Теплота сгорания смеси Qнр см = 16000 кДж/м . Температура 3

подогрева воздуха и топлива 250 оС. Каждый из пунктов индивидуального задания оценивается до 10 баллов. Расчёт пункта считается выполненным, если программа расчёта реагирует на изменение исходных данных (до 6 баллов), студент может пояснить изменение результатов расчёта в зависимости от отклонения параметров задачи от исходных значений (до 4 баллов). При этом каждое из заданий должно быть выполнено не менее чем на 6 баллов Для получения итоговой оценки за этап результаты выполнения каждого из индивидуальных заданий суммируются. Этап 5. Отчёт по курсовой работе должен содержать введение, краткое описание исследуемой задачи, исходные данные и результаты тестового расчёта, исходные данные и результаты индивидуального задания, заключение, библиографический список, при необходимости – приложения. Текст отчета выполняется в соответствии с принятыми в СФУ правилами оформления рукописных работ. Тестовый расчёт и индивидуальное задание распечатывается из электронных таблиц, остальные разделы отчёта оформляются в текстовом редакторе. Этап 6. Для подготовки к защите курсовой работы необходимо письменно ответить на две группы контрольных вопросов [4]. Ответ начинается со слов «Да» или «Нет», а затем приводится пояснение к выбору ответа. Пояснением может быть фраза, рисунок, схема, формула, единицы измерения физических величин, ссылка и т.д. Максимальная оценка за вопрос – 10 баллов. Ответы без пояснения, а также без использования слов «Да» или «Нет» оцениваются в 0 (ноль) баллов. В случае выбора неверного слова («Да» вместо «Нет» и наоборот) ответ оцениваются в 0 (ноль) баллов, даже в случае верного пояснения. Допуск к защите курсовой работы считается полученным, если за ответы на контрольные вопросы набрано не менее 60 баллов по каждой из тем. Для получения итоговой оценки определяется среднее арифметическое значение ответов на вопросы.

38

Контрольные вопросы 1. Топливо 1.1. Всегда ли состав топлива задаётся в виде процентного содержания составных частей? 1.2. Отличается ли состав жидкого топлива от состава газообразного топлива? 1.3. Отличается ли состав твердого топлива от состава жидкого топлива? 1.4. Является ли зола, влага и кислород внешним балластом? 1.5. Верно ли что, влажность задаётся в виде массы воды на единицу объёма? 1.6. Верно ли, что минеральные вещества, содержащиеся в топливе, (зола) понижают теплоту сгорания только вследствие уменьшенного содержания горючих компонентов? 1.7. Верно ли, что наличие серы в топливе не оказывает влияния на окружающую среду? 1.8. Является ли мазут естественным топливом? 1.9. Является ли природный газ искусственным топливом? 1.10. Верно ли, что технологическое топливо предназначено только для получения тепла? 2. Расчет горения топлива 2.1. Является ли целью расчёта горения топлива только определение низшей теплоты сгорания? 2.2. Верно ли что, расчёт горения жидкого топлива проводится для горючего состава? 2.3. Верно ли что, по формуле Д.И.Менделеева можно определить энтальпию продуктов сгорания? 2.4. Совпадает ли для жидкого и газообразного топлива вид расчётной формулы с помощью, которой можно вычислить низшую теплоту сгорания? 2.5. Влияет ли подогрев окислителя на температуру горения топлива? 2.6. Совпадают ли для жидкого топлива единицы измерения низшей теплоты сгорания топлива и энтальпии продуктов сгорания? 2.7. Верно ли что, калориметрическую температуру горения топлива можно определить методом нестационарной теплопроводности? 2.8. Всегда ли зная калориметрическую температуру горения топлива можно определить действительную температуру факела? 2.9. Зависит ли температура горения топлива от вида топливосжигающего устройства? 2.10. Может ли быть правильность расчета горения топлива проверена составлением материального баланса в единицах массы? 39

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Мастрюков, Б. С. Теория, конструкции и расчеты металлургических печей / Б. С. Мастрюков.- М.: Металлургия, 1986. -376 с. 2. Теплопередача в промышленных аппаратах. Расчет горения топлива: метод. указания к выполнению курсовой работы / Сост. М.С. Лобасова. Красноярск: Сиб. федер. ун-т; Политехнический ин-т, 2007. – 31 с. 3. Лобасова, М.С. Теплопередача в промышленных аппаратах. Теплопередача в высокотемпературных теплотехнологических аппаратах: учебное пособие [Текст] / М.С. Лобасова, Ю.И. Сторожев. – Красноярск: Сиб. федер. Ун-т. 2011. – 121 с. 4. Теплопередача в промышленных аппаратах: учеб.-метод. пособие для курсовой работы [Электронный ресурс] / Сост. М. С. Лобасова – Электрон. дан. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2013. 97 с. – Систем. требования: PC не ниже класса Pentium I; 128 Mb RAM; Windows 98/XP/7; Adobe Reader V8.0 и выше. – Загл. с экрана.

40

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГОРЕНИИ ТОПЛИВА. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

1.1. Характеристики различных видов топлива . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

1.2. Твёрдое топливо . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

1.3. Жидкое топливо . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

1.4. Газообразное топливо . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

2. ПРИМЕРЫ РАСЧЁТА ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

2.1. Расчёт горения мазута . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

2.2. Расчёт горения природного газа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

2.3. Расчёт горения смеси газов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28

3. ЗАДАНИЕ И АЛГОРИТМ ОЦЕНИВАНИЯ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

34

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

40

41