Определение теоретического и действительного объёма продуктов сгорания

Объем продуктов сгораниядля теоретического:

= + + ;

(6)

=0,01∙(СО2+ СО + СН4+2∙C2H6);

(7)

= 0,01∙(13,8+18,35 +6,65+2∙0,525) = 0,745м³ СО₂/м³ топлива.

= 0,01 N2 + ;

(8)

=0,01∙40,655 +  ∙0,3418=1,6923м³N₂/м³ топлива.

=0,01∙(H2 + 2∙СН4+ 3∙C2H6);

(9)

=0,01∙(19,95 + 2∙6,65+ 3∙0,525)=0,3482м³H₂O/м³ топлива.

= 0,745+1,6923+0,3482 =2,7855м³ продуктов сгорания/м³ топлива.

% СО₂= / ∙ 100 = 0,745/ 2,7855∙100 = 26,745%

% N₂  = / ∙ 100 = 1,6923/ 2,7855∙100 = 60,753%

%H₂O= / ∙ 100 = 0,3482 / 2,7855∙100 = 12,500%

Объем продуктов сгорания для действительного процесса:

Продукты сгорания CO₂ и H₂O остается неизменным, а для N₂ и O₂ т.к. подается больше воздуха.

=0,01 N2 +

(10)

=0,01 40,655+ 0,3761=1,8214м³N₂/м³ топлива.

=

(11)

=0,3761 - 0,3418= 0,0343м³ O₂/ м³ топлива.

= + + + =0,745+1,8214 +0,3482 +0,0343 =2,9489м³ продуктов сгорания/м³ топлива.

% СО₂= / ∙ 100 = 0,745/ 2,9489∙100 = 25,2636%

% N₂  = / ∙ 100 = 1,8214 / 2,9489∙100 = 61,7654%

%H₂O= / ∙ 100 = 0,3482 / 2,9489∙100 = 11,8077%

%O₂= / ∙ 100 = 0,0343 / 2,9489∙100 = 1,1631%

Сравнив табличный и аналитический метод расчета, получены сходные данные, из этого можно сделать вывод, что оба метода могут быть использованы.

Определение плотности газообразного топлива и продуктов полного сгорания

=

(12)

 =1,382кг/м³.

= ;

(13)

= =1,3852кг/м³.

= ;

(14)

= =1,3798кг/м³.

 1,29 кг/м³.

Составление материального баланса горения газообразного топлива

Материальный баланс горения газообразного топлива:

m_т=ρ_т∙L_т=1,382∙100=138,2кг.

= ∙ ;

(16)

=1,29∙100,6175=129,8кг.

= ∙ =1,29∙111,552=143,9кг.

= ∙

(17)

=1,3852 ∙195,03=270,16кг.

= ∙ 1,3798∙205,1435=283,06кг.

=m_т + =138,2 +129,8=268кг

=m_т + =138,2 +143,9 =282,1 кг.

Невязка баланса.

=  ∙100%

(19)

= ∙100% = 0,07% < 0,5% удовлетворяетусловиям;

 = ∙100%=0,339%< 0,5% удовлетворяет условиям.

Определение температуры горения

Воздух и топливо подаются в зону горения без предварительного подогрева:

=

(20)

Определим аналитическим методом последовательных преобразовательных приближений и интерполяции, тогда формула (20) преобразуется:

= ∙ = ,

где = – энтальпия продуктов сгорания для теоретического процесса;

- теплоемкость продуктов сгорания;

=

(21)

= =2563,71 кДж/м³;

= 1500 ⁰С- приблизительная температура по I-t-диаграмме;

= (СО₂∙ + Н₂О ∙ + N₂ ∙ ) / 100 = (22,446 ∙3520,0+7,972 ∙2750,9+69,582 ∙2180,6)/100=2542,76кДж/м³;

< ;не удовлетворяет условиям, прибавляем 100 ⁰С;

= 1600⁰С;

= (22,446 ∙3784,6+7,972 ∙2977,6+69,582 ∙2337,6)/100=2713,41 кДж/м³;

> ;

Найдем точную температуру горения топлива;

= + ∙100;

(22)

=1500+ ∙100=1512,27⁰С- температура горения для теоретического процесса.

Для действительного процесса:

= ∙ =

где =  - энтальпия продуктов сгорания для действительного процесса:

= =2563,71кДж/м³;

= 1500⁰С;

= (СО₂∙ + Н₂О ∙ + N₂ ∙ +O₂∙ ) / 100 = (25,2636∙3520+11,8077 ∙2750,9+61,7654 ∙2180,6+1,1631 ∙2298,2)/100=2552,68кДж/м³;

< ;не удовлетворяет условиям, прибавляем 100 ⁰С;

= 1600⁰С;

= (СО₂∙ + Н₂О ∙ + N₂ ∙ +O₂∙ ) / 100 = (25,2636∙3784,6+11,8077 ∙2977,4+61,7654 ∙2337,6+1,1631 ∙2629,8)/100=2782,103кДж/м³;

> ;

= + ∙100;

(23)

=1500+ ∙100=1504,80⁰С-температура горения для действительного процесса.

Заключение.

В ходекурсовой работы были сделаныследующие выводы:

o Табличный и аналитический методы расчета, можно использовать в равной степени, так как результаты расчетов оказались одинаковыми.

o Сравнивая, теоретический и действительный процесс горения газообразного топлива, выявлено, что объём продуктов сгорания увеличился на 0,1043 м³/м³ топлива, и привело к понижению температуры сгорания на 63,64 ⁰С.

o В процессе расчета были некоторые погрешности и о этом свидетельствует невязка баланса масс, расхождениябыли не значительны и соответствуют условию (погрешность не более 0,5%).

Список использованной литературы

1) Расчет горения топлива. - Т.А. Михайличенко, В.В. Стерлигов // СибГИУ, 2014.

2) Топливо и аэродинамика. Материалы к выполнению курсового проекта / Сибирский металлургический институт., сост. В.В. Легаева, О.Я. Логунова – Новокузнецк : Лаборатория оргтехники СМИ, 1991. – 20с.