Методика визначення складових матеріального балансу

Розрахунок складових матеріального балансу процесу згорання виконують у формі таблиці 1.1. Його ведуть з точністю до третьої значущої цифри. Підстановка в розрахункові вирази числових значень обов’язкова. В процесі виконання розрахунку необхідно досліджувати, як впливає зміна одного з параметрів (коефіцієнта надлишку повітря α, зольності робочої маси А^р або її вологості W^p) на складові матеріального балансу.

Перед виконанням розрахунку необхідно скласти схему з вказівкою матеріальних потоків середовищ, що входять і виходять з паливної камери (рис. 1.1).

Рис. 1.1. До складання матеріального балансу

Як випливає з рис. 1.1. на будь-якому сталому режимі горіння маса середовищ, що вносяться в топку, дорівнює масі продуктів згоряння. Рівняння матеріального балансу в даному випадку має вигляд:

(1.10)

де ρ_г^о – щільність продуктів згорання при НУ, кг/м³.

 

Початкові дані для розрахунку складових матеріального балансу приведені в таблиці 1.2. Їх вибір робиться по номерах варіантів. Останній відповідає порядковому номеру курсанта в списку навчальної групи.

Тиск газів в топці Рт приймається рівним 0,101 – 0,103 МПа.

 

Таблиця 1.1

Параметр, позначення	Розмірність	Формула, розрахунок	Результат
Коефіцієнт перерахунку k	–
Вміст елементів у робочій масі палива: ^-вуглець С^р ^-водень Н^р ^-сірка S^р ^-кисень О^р ^-азот N^р	– – – – –	С^рk Н^рk S^рk О^рk N^рk
Приведений вуглець К^р	–
Нижча робоча теплота згорання палива Qн^р	кДж/кг	Формула (5.1)
Теоретично необхідний об’єм сухого повітря Vo	м^3/кг	Формула (5.2)
Дійсний об'єм вологого повітря Vвл	м^3/кг	Формула (5.9)

 

Продовження табл. 1.1

 

Параметр, позначення	Розмірність	Формула, розрахунок	Результат
Об'єм трьохатомних газів VR2O	м^3/кг	Формула (5.7)
Об'єм вільного кисню VO2	м^3/кг	Формула (5.6)
Об'єм азоту VN2	м^3/кг	Формула (5.5)
Об'єм водяної пари VH2O	м^3/кг	Формула (5.8)
Об'єм сухих газів Vсг	м^3/кг
Повний об'єм продуктів згорання Vпс	м^3/кг	Формула (5.4)
Об'ємна частка трьохатомних газів rRO2	–
Об'ємна частка водяної пари rН2О	–
Сумарна об'ємна частка газів і пари rп	–
Парціальний тиск трьохатомних газів РRO2	МПа
Парціальний тиск водяної пари РН2О	МПа
Сумарний тиск Рп	МПа
Щільність димових газів при НУ ρг^о	кг/м^3

 

ЗМІСТ ЗВІТУ

Звіт повинен містити:

- мету заняття, завдання, початкові дані для розрахунку:

- схему матеріального балансу з нанесеними на неї знайденими величинами складових, розрахунок у вигляді таблиці. 1.1;

- висновки про результати впливу одного з параметрів (А^р, W^p, α) на величину об'ємів газоподібних продуктів згорання.

 

ВАРІАНТИ ЗАВДАНЬ

Початкові дані для розрахунків приведені в таблиці 1.2. Варіант відповідає номеру курсанта в списку навчальної групи.

 

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Назвіть хімічні елементи, що входять до складу палива. Які з них взаємодіють з киснем, виділяючи при цьому тепло?

2. Вкажіть, як впливають на об'єм двох- і трьохатомних газів величини коефіцієнта надлишку повітря і хімічний склад палива?

3. Охарактеризуйте поняття "Нижча робоча теплота згорання палива". Поясніть, від яких чинників залежить її величина.

4. Чому об'єм продуктів згорання, що виходять з котла, більше об'єму повітря, що заходить в топку?

5. Поясніть, які чинники сприяють зростанню змісту в паливі води і механічних домішок?

6. Назвіть основні джерела водяної пари в продуктах згорання.

7. Як залежить економічність котла від величини коефіцієнта надлишку повітря? Чим можна пояснити цю залежність?

8. Як ведуть управління якістю процесу згорання за зовнішніми ознаками і свідченнями контрольно-вимірювальних приладів? Вкажіть ознаки нормального згорання.

9. Поясніть поняття "повне" і "неповне" згорання палива.

10. Охарактеризуйте основні порушення нормального режиму горіння паливоповітряної суміші. Якими причинами викликані ці порушення?

 

Таблиця 1.2

 

Варі-ант	Склад палива	α	d, г/кг	G^p, кг/кг
С^г	Н^г	О^г	N^г	S^г	W^p	А^p
	0,853	0,124	0,002	0,001	0,020	0,01	0,001	1,10		0,03
	0,865	0,122	0,003	0,002	0,008	0,015	0,002	1,15		0,02
	0,879	0,109	0,004	0,003	0,005	0,010	0,0015	1,20		0,03
	0,865	0,108	0,005	0,002	0,020	0,020	0,0013	1,05
	0,851	0,107	0,004	0,003	0,015	0,0015	0,0015	1,10		0,01
	0,865	0,126	0,003	0,002	0,004	0,010	0,0005	1,10
	0,863	0,133	0,001		0,003		0,0001	1,25
	0,870	0,124	0,003	0,002	0,001	0,005	0,0009	1,15		0,04
	0,860	0,120	0,004	0,002	0,014	0,005	0,0012	1,20		0,02
	0,870	0,110	0,005	0,005	0,010		0,005	1,13		0,02
	0,865	0,126	0,003	0,001	0,005	0,005	0,007	1,07
	0,860	0,110	0,005	0,003	0,022	0,003	0,003	1,30		0,04
	0,865	0,115	0,003	0,002	0,015		0,001	1,05
	0,860	0,115	0,005	0,003	0,017	0,005	0,0008	1,20
	0,855	0,105	0,004	0,004	0,032	0,008	0,002	1,15		0,02
	0,853	0,123	0,003	0,001	0,001	0,020	0,010	1,13
	0,865	0,122	0,003	0,002	0,008	0,010	0,0015	1,30		0,02
	0,877	0,111	0,004	0,003	0,005	0,010	0,0015	1,22
	0,836	0,111	0,005	0,002	0,020	0,020	0,0013	1,05		0,03
	0,850	0,108	0,004	0,003	0,035	0,015	0,0018	1,15		0,03
	0,865	0,126	0,003	0,002	0,004	0,012	0,0015	1,13
	0,861	0,135	0,001		0,003			1,05		0,01
	0,866	0,124	0,004	0,002	0,004	0,005	0,0007	1,12
	0,860	0,120	0,004	0,001	0,015	0,007	0,0012	1,20
	0,870	0,110	0,005	0,005	0,010		0,005	1,13		0,04
	0,870	0,124	0,003	0,001	0,002	0,005	0,009	1,05
	0,860	0,110	0,005	0,003	0,022	0,004	0,0035	1,22		0,03
	0,865	0,115	0,003	0,015	0,002		0,001	1,05		0,03
	0,862	0,130	0,005	0,003	0,017	0,006	0,0009	1,20		0,02
	0,855	0,105	0,004	0,003	0,033	0,009	0,0028	1,14
	0,850	0,110	0,004	0,004	0,032	0,008	0,002	1,18		0,025
	0,853	0,123	0,003	0,001	0,001	0,022	0,015	1,15		0,01
	0,865	0,122	0,004	0,001	0,008	0,010	0,0015	1,30		0,02
	0,877	0,111	0,003	0,004	0,005	0,015	0,002	1,28		0,025
	0,837	0,110	0,005	0,002	0,020	0,010	0,0013	1,05		0,03

 

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №2