основы горения топлива

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования
«Сибирский государственный индустриальный университет»
Кафедра теплоэнергетики и экологии
Курсовая работа по дисциплине
«Основы теории горения»
Выполнил: Семёнов А.С.
Проверил: Медведская Е.В.
Новокузнецк 2017 г
Содержание:
TOC \o "1-3" \h \z \uВведение31. Исходные данные.42. Определение низшей теплоты сгорания 43. Аналитический метод расчёта горения газообразного топлива…………….5
3.1. Расчет теоретического и действительного объёма воздуха, для осуществле- ния реакции горения53.2. Определение теоретического и действительного объема продуктов сгорания74. Табличный метод расчёта горения газообразноготоплива85.Определение плотности газообразного топлива и продуктов полного сгорания96. Составление материального баланса горения газообразного топлива107. Невязка баланса108. Определение температуры горения10Заключение14Список использованной литературы15
Введение
Расчет горения топлива является основой теплотехнического расчета любого нагревательного устройств, использующее топливо.
Целью расчета горения топливаявляется определение:
Теплоты сгорания топлива (Qнр);
Теоретического (LВ0) и действительного (LВД) количества воздуха;
Теоретического (V0) и действительного (VД) количества продуктов сгорания;
Состав и плотности продуктов сгорания;
Температуры горения.
Эти данные необходимы для расчета теплообмена в рабочем пространстве печи, расчета теплового баланса и всех ее аэродинамических расчетов.Например, объем продуктов сгорания необходимо знать, чтобы рассчитать потери тепла с уходящими газами в тепловом балансе, а также для расчета боровов, дымовой трубы и теплоутилизирующих устройств (рекуператоров и регенераторов). По величине необходимого для горения воздуха рассчитываются воздухопроводы, дутьевые устройства (вентиляторы). Зная состав продуктов сгорания, можно определить парциальные давлениясоставляющих дыма и, таким образом, рассчитывать теплообмен излучением.

Расчет горения газообразного топлива
1.Исходные данные
Таблица 1– Состав сухого природного газа месторождения Мелитопольское.
CH4 C2H6 C3H8 C4H10 CnHmCO2 N2
96,40 0,30 0,10 0,05 0,01 0,50 2,64
2. Определение низшей теплоты сгорания
Qнр = Ʃi=1 n= qi∙ ri (1)
где n – количество горючих компонентов;qi– тепловые эффекты реакций полного горения горючих компонентов топлива, кДж/м3;
ri – объёмные доли горючих химических веществ топлива.
Значения qi представлены в Таблице 2
Таблица 2 – Тепловые эффекты реакций горения и приближенные молекулярные массы некоторых газов
Газ Формула газа Молекулярная масса, кг/кмольНизшая теплота сгорания, кДж/м3
Метан СН416 35847
Этилен С2H4 28 59059
ЭтанС2H6 30 63790
Пропан С3H8 44 91281
Бутан С4H10 58 118670
Для определения низшей теплоты сгорания газа воспользуемся формулой (1) ,
Qн р=0,964∙35847+0,0001∙59059+0,003∙63790+0,001∙91281+0,0005∙118670=34917,78кДж/м3;
3. Аналитический метод расчёта горения газообразного топлива
3.1 Расчет теоретического и действительного объёма воздуха, для осуществления реакции горения
Для определения объемакислорода, необходимого для полного окисления горючих компонентов газообразного топлива, необходимо записать уравнения термохимических реакций окисления составляющих топлива для 1 кмоля горючего:
СН4+2О2 = СО2+2Н2О;
С2Н6+3,5О2 = 2СО2+3Н2О;
C2H4+3O2=2CO2+2H2O;
C3H8+5O2=3CO2+4H2O;
C4H10+6,5O2=4CO2+5H2O.
Объём газообразного топлива равен 100 м3, получим:
O2 СН4=2∙96,4=192,8 м3;
O2С2Н6=3,5∙0,3=1,05 м3;
O2 C2H4=3∙0,01=0,03 м3;
O2 C3H8=5∙0,1=0,5 м3;
O2 C4H10=6,5∙0,05=0,325 м3.
Поскольку объём всех газов, находящихся при нормальных условиях, по следованию закона Авогадро есть величина постоянная Vμ=22,4 м3/кмоль, то такое же соотношение сохраняется и для м3.
Т.к. в качестве окислителя использовался воздух, который содержит 21% O2и 79%N2 (по объёму),...