Репетиторские услуги и помощь студентам!
Помощь в написании студенческих учебных работ любого уровня сложности

Тема: Контрольная работа по термодинамике

  • Вид работы:
    Контрольная работа по теме: Контрольная работа по термодинамике
  • Предмет:
    Физика
  • Когда добавили:
    22.07.2014 16:40:42
  • Тип файлов:
    MS WORD
  • Проверка на вирусы:
    Проверено - Антивирус Касперского

Другие экслюзивные материалы по теме

  • Полный текст:
    ЗАДАЧА 1.
    Воздух, имеющий начальное давление P1=0,1 МПа и температуру t1=20°C, сжимается в одноступенчатом поршневом компрессоре до давления Р2 = 0,8 МПа. Сжатие может быть изотермическим, адиабатным и политропным с показателем политропы n = 1,24. Определить для каждого процесса сжатия все начальные и конечные параметры воздуха, считая его идеальным газом; отведенную от воздуха теплоту Q, кВт и теоретическую мощность привода компрессора N, кВт, если производительность компрессора G = 0,1 кг/с. Дать сводную таблицу и изображение процессов сжатия в pv- и Ts-диаграммах.
     
    РЕШЕНИЕ
    Для воздуха, как для идеального газа, принимаем: изохорную массовую теплоемкость Cv = 0,72 кДж/(кг ? К), газовую постоянную R=287Дж/кг?К, показатель адиабаты К = 1,41. тогда начальный удельный объем воздуха по уравнению Клапейрона:
    .
    Конечные температуры воздуха при изотермическом, адиабатном и политропном сжатиях соответственно:
    Конечные удельные объемы воздуха по уравнению Клапейрона:
    м3/кг;
    м3/кг;
    м3/кг.
    Теплота, отведенная от воздуха, по уравнению теплового баланса:
     (процесс без теплообмена);
    кВт;
    кВт.
    где знак (–) означает, что тепло отводится от сжимаемого воздуха.
    Теоретические мощности привода компрессора:
    кВт;
    кВт;
    кВт,
    что  подтверждает вывод о том, что мощность привода изотермического компрессора минимальна, а адиабатного – максимальна.
     
    Таблица 1.1
     
    Сводная таблица рассчитанных величин
     
    Величина
    Изотермическое сжатие
    Адиабатное сжатие
    Политропное сжатие
    T2, К
    V2, м3/кг
    Q, кВт
    N, кВт
    293
    0,1051
    -17,5
    17,5
    536
    0,1929
    0
    24
    438
    0,1571
    -2,9
    22
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
    ЗАДАЧА 2.
    Определить эффективную мощность Ne газотурбинной установки (ГТУ) без регенерации теплоты и ее эффективный КПД по заданной степени повышения давления = 7,0, известным адиабатным КПД турбины =0,89 и компрессора = 0,82, температуре воздуха перед компрессором = 10 0С, температуре газа перед турбиной  = 820 0С и по расходу воздуха через ГТУ = 57 кг/с. Изобразить цикл ГТУ в PV- и TS- диаграммах. Показать, как зависит термический КПД ГТУ от степени повышения давления .
     
    РЕШЕНИЕ.
    В расчете принимать теплоемкость воздуха и газа Ср=1,01кДж/(кгК); показатель адиабаты К=1,41; механический КПД ГТУ ?м=0,98; давление воздуха перед компрессором Р1=0,1 МПа.
    Удельный объем воздуха перед компрессором по уравнению Клапейрона:
    м3/кг.
    Температура воздуха после компрессора при адиабатном теоретическом сжатии по уравнению адиабатного процесса:
    ;
    К,
    а при действительном адиабатном сжатии – из выражения внутреннего адиабатного КПД компрессора:
    ;
    К.
    Давление сжатого воздуха в компрессоре
    МПа.
    Удельные объемы воздуха в точках 2, 2Д, 3 по уравнению Клапейрона:
     м3/кг;
     м3/кг;
     м3/кг.
    Температура газов после газовой турбины при адиабатном теоретическом расширении
    ;
    К,
    а при действительном адиабатном расширении – из выражения внутреннего адиабатного КПД газовой турбины
    ;
    К.
    Удельные объемы газа в точках 4 и 4Д по уравнению Клапейрона:
    Для построения цикла ГТУ в TS – диаграмме необходимо определить изменения энтропии в процессах:
    Эффективная работа ГТУ:
    Эффективный КПД ГТУ:
    .
    Эффективная мощность ГТУ:
    .
    Зависимость термического КПД цикла ГТУ от степени повышения давления определялась по выражению
    ,
    результаты расчетов по которому представлены в табл. 2.1.
     
     
    Таблица 2.1
    Зависимость термического КПД цикла
    без регенерации теплоты от степени повышения
    давления
    5
    6,2
    7
    8
    9
    0,374
    0,412
    0,432
    0,454
    0,472
     
    Из табл. 2.1 следует, что термический КПД возрастает с увеличением степени повышения давления в компрессоре.
    Рис. 2.2. TS-диаграмма ГТУ без регенерации теплоты
    Рис. 2.1. Pv-диаграмма ГТУ без регенерации теплоты
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
    ЗАДАЧА 3. 
    Определить термический КПД цикла Ренкина и эффективную мощность паротурбинной установки (ПТУ) по заданным начальному давлению Р1 и температуре перегретого пара перед турбиной t1; конечному давлению в конденсаторе Р2 , расходу пара через турбину D, внутренним относительным КПД турбины ?Т и питательного насоса ?Н. Изобразить цикл Ренкина в TS – диаграмме, а процессы сжатия воды в питательном насосе и расширения пара в турбине – в hS – диаграмме. Механический КПД ПТУ принять равным ?М=0,98.
    Таблица 3.1
    Исходные данные к задаче 3.1
    Послед-няя циф-ра шифра
    Р1,
    МПа
    t1,
    ?C

    Предпос-ледняя цифра шифра
    Р2,
    кПа
    D,
    кг/с

    0
    10,0
    500
    0,80
    0
    3,0
    50
    0,70
    1
    10,5
    510
    0,81
    1
    3,5
    100
    0,71
    2
    11,0
    520
    0,82
    2
    4,0
    150
    0,72
    3
    11,5
    530
    0,83
    3
    4,5
    200
    0,73
    4
    12,0
    540
    0,84
    4
    5,0
    50
    0,74
    5
    12,5
    550
    0,85
    5
    3,0
    100
    0,75
    6
    13,0
    560
    0,86
    6
    3,5
    150
    0,76
    7
    13,5
    570
    0,87
    7
    4,0
    200
    0,77
    8
    14,0
    580
    0,88
    8
    4,5
    50
    0,78
    9
    14,5
    590
    0,89
    9
    5,0
    100
    0,79
     
    РЕШЕНИЕ (вариант 99). Решение может быть выполнено с помощью hS – диаграммы водяного пара (приближенное) или с помощью таблиц термодинамических свойств воды и водяного пара (точное).
    На рис. 3.1…3.3 изображены процессы в паротурбинной установке: 1-2 – теоретическое адиабатное расширение пара в турбине; 1-2Д – действительное расширение пара; 2- – изобарно-изотермическая конденсация пара в конденсаторе; -3 – теоретическое адиабатное сжатие воды в питательном насосе; -3Д – действительное сжатие воды (в TS – диаграмме эти процессы не отражены, ввиду малого изменения параметров воды в этих процессах; они изображены в увеличенном масштабе в hS – диаграмме на рис. 3.2); 3Д-4 – изобарный нагрев воды до температуры насыщения в водяном экономайзере; 4-5 – изобарно-изотермическое парообразование в парогенераторе; 5-1 – изобарный перегрев пара в пароперегревателе.
    Точка I в hS –диаграмме находится на пересечении изобары Р1 = 145 бар и изотермы t1 = 590? C, для которой находится энтальпия перегретого пара перед турбиной h1 = 3586 кДж/кг. Теоретическое расширение пара в турбине 1-2 изображается вертикальной линией S2 = S1 до пересечения с изобарой Р2 = 0,05 бар, откуда в точке 2 находится энтальпия пара после турбины h2 = 2035 кДж/кг.
    Ниже приведены таблицы 3.1 и 3.2 термодинамических свойств воды и водяного пара, с помощью которых задача решается более точно. Критические параметры воды: Ркр = 221,29 бар; tкр = 374,15 ? C; vкр = 0,00326 м3/кг; hкр = 2100 кДж/кг; Sкр = 4,43 кДж/(кгК).
    Из табл. 3.2 свойств перегретого пара для давления Р1 = 145 бар и температуры t1 = 590? C находим методом линейной интерполяции энтальпию h1 = 3554 кДж/кг и энтропию перегретого пара перед турбиной S1 = 6,67 кДж/(кгК).
    Теоретическое адиабатное расширение пара происходит при постоянной энтропии S2 = S1 = 6,67 кДж/(кгК) до давления Р2  = 0,05 бар. Из hS – диаграммы процесса на рис. 3.3 видно, что состояние пара после турбины (в точке 2) соответствует влажному насыщенному пару, для которого энтропия находится по формуле:
     
    ,
    где энтропия воды на линии насыщения при давлении Р2 = 0,05 бар по табл. 3.1  = 0,4761 кДж/(кгК) и энтропия сухого насыщенного пара = 8,393 кДж/(кгК). Тогда степень сухости влажного пара после турбины (в точке 2):
     
    .
     
    Рис. 3.2. Процессы теоретического 2?-3 и действительного 2?-3Д сжатия воды в питательном насосе.
     
    Рис. 3.1. Цикл Ренкина в TS-диаграмме.
     
     
    Рис. 3.3. Процессы расширения пара в турбине: 1-2- - теоретический; 1-2Д – действительный.
    Таблица 3.1
    Таблица термодинамических свойств сухого насыщенного пара
    и воды на линии насыщения
    РН,
    бар
    tH,
    ? C
    ,
    м3/кг
    ,
    м3/кг
    ,
    кДж/кг
    ,
    кДж/кг
    r,
    кДж/кг
    ,
    кДж/(кгК)
    ,
    кДж/(кгК)
    0,010
    6,92
    0,001000
    129,9
    29,3
    2513
    2484
    0,1054
    8,975
    0,025
    21,09
    0,001002
    54,24
    88,5
    2539
    2451
    0,3124
    8,642
    0,050
    32,88
    0,001005
    28,19
    137,8
    2561
    2423
    0,4761
    8,393
    0,075
    40,32
    0,001008
    19,23
    168,8
    2574
    2405
    0,5764
    8,250
    0,100
    45,84
    0,001010
    14,68
    191,9
    2584
    2392
    0,6492
    8,149
    1,00
    99,64
    0,001043
    1,694
    417,4
    2675
    2258
    1,3026
    7,360
    10,0
    179,88
    0,001127
    0,1946
    762,7
    2778
    2015
    2,138
    6,587
    50
    263,91
    0,001286
    0,0394
    1154
    2794
    1640
    2,921
    5,973
    90
    303,32
    0,001417
    0,0205
    1364
    2743
    1379
    3,287
    5,678
    100
    310,96
    0,001452
    0,0180
    1408
    2725
    1317
    3,360
    5,615
    110
    318,04
    0,001489
    0,0160
    1450
    2705
    1255
    3,430
    5,553
    120
    324,63
    0,001527
    0,0143
    1491
    2685
    1194
    3,496
    5,492
    130
    330,81
    0,001567
    0,0128
    1531
    2662
    1131
    3,561
    5,432
    140
    336,63
    0,001611
    0,0115
    1571
    2638
    1067
    3,623
    5,372
    150
    342,11
    0,001658
    0,0104
    1610
    2611
    1001
    3,684
    5,310
    160
    347,32
    0,001710
    0,0093
    1650
    2562
    932
    3,746
    5,247
     
     
     
     
     
     
    Таблица 3.2
    Таблица термодинамических свойств перегретого пара
    Р, бар
    20
    30
    50
     
    t,
    ? C
    n,
    м3/кг
    h,
    кДж/кг
    S,
    кДж/(кгК)
    n,
    м3/кг
    h,
    кДж/кг
    S,
    кДж/(кгК)
    n,
    м3/кг
    h,
    кДж/кг
    S,
    кДж/(кгК)
     
    0
    50
    100
    150
    200
    0,000999
    0,001011
    0,001042
    0,001089
    0,001156
    2,1
    210,9
    420,1
    632,8
    852,4
    0,0000
    0,7020
    1,3048
    1,838
    2,328
    0,000999
    0,001011
    0,001042
    0,001089
    0,001155
    3,1
    211,8
    420,9
    633,4
    852,6
    0,0000
    0,7018
    1,3038
    1,837
    2,326
    0,000998
    0,001009
    0,001041
    0,001088
    0,001153
    0,001249
    5,2
    213,6
    422,5
    634,7
    853,6
    1086
    0,0004
    0,700
    1,302
    1,835
    2,322
    2,789
    250
    300
    350
    400
    450
    500
    550
    600
    650
    700
    0,1114
    0,1255
    0,1384
    0,1511
    0,1634
    0,1755
    0,1875
    0,1995
    0,2114
    0,2232
    2900
    3019
    3134
    3246
    3357
    3468
    3578
    3690
    3802
    3917
    6,539
    6,757
    6,949
    7,122
    7,282
    7,429
    7,569
    7,701
    7,827
    7,947
    0,0707
    0,0812
    0,0905
    0,0993
    0,1078
    0,1161
    0,1243
    0,1325
    0,1405
    0,1484
    2853
    2988
    3111
    3229
    3343
    3456
    3569
    3682
    3796
    3911
    6,283
    6,530
    6,735
    6,916
    7,080
    7,231
    7,373
    7,506
    7,633
    7,755
    0,0454
    0,0519
    0,0578
    0,0633
    0,0686
    0,0737
    0,0787
    0,0836
    0,0884
    2920
    3063
    3193
    3315
    3433
    3550
    3666
    3782
    3899
    6,200
    6,440
    6,640
    6,815
    6,974
    7,120
    7,257
    7,387
    7,510
     
    Окончание табл.3.2
    Р, бар
    80
    100
    150
    t,? C
    n,
    м3/кг
    h,
    кДж/кг
    S,
    кДж/(кгК)
    n,
    м3/кг
    h,
    кДж/кг
    S,
    кДж/(кгК)
    n,
    м3/кг
    h,
    кДж/кг
    S,
    кДж/(кгК)
    0
    0,000996
    8,2
    0,0004
    0,000995
    10,2
    0,0004
    0,000993
    15,2
    0,0008
    50
    0,001008
    216,2
    0,6992
    0,001007
    218,0
    0,698
    0,001005
    222,3
    0,695
    100
    0,001040
    424,9
    1,3996
    0,001038
    426,5
    1,298
    0,001036
    430,4
    1,294
    150
    0,001086
    636,6
    1,832
    0,001084
    638,0
    1,830
    0,001081
    641,3
    1,824
    200
    0,001150
    855,0
    2,317
    0,001148
    856,0
    2,314
    0,001144
    858,3
    2,306
    250
    0,001244
    1085,7
    2,781
    0,001240
    1086
    2,776
    0,001233
    1086
    2,765
    300
    0,02429
    2784
    5,788
    0,001397
    1342
    3,244
    0,001377
    1337
    3,222
    350
    0,03003
    2985
    6,126
    0,02247
    2920
    5,940
    0,01150
    2690
    5,442
    400
    0,03438
    3135
    6,356
    0,02646
    3093
    6,207
    0,01568
    2973
    5,878
    450
    0,03821
    3270
    6,552
    0,02979
    3239
    6,416
    0001847
    3155
    6,139
    500
    0,04177
    3397
    6,722
    0,03281
    3372
    6,596
    0,02080
    3308
    6,346
    550
    0,04516
    3520
    6,876
    0,03566
    3499
    6,756
    0,02291
    3445
    6,521
    600
    0,04844
    3640
    7,019
    0,03837
    3621
    6,901
    0,02490
    3576
    6,677
    650
    0,05161
    3760
    7,152
    0,04097
    3744
    7,038
    0,02677
    3706
    6,822
    700
    0,05475
    3881
    7,280
    0,04354
    3867
    7,167
    0,02857
    3835
    6,956
    Тогда энтальпия влажного пара после турбины
     
    ,
    где  = 137,8 кДж/кг – энтальпия воды на линии насыщения и = 2561 кДж/кг – энтальпия сухого насыщенного пара, взятые также из табл. 3.1 при давлении Р2 = 0,05 бар.
    Необратимые потери при действительном расширении пара в турбине 1-2Д учитываются внутренним относительным КПД турбины
     
    ,
    откуда, при заданном  = 0,89, находим энтальпию в конце действительного расширения пара:
    .
      Степень сухости пара в точке 2Д:
    .
    Энтропия пара в точке 2Д:
    .
    Повышение энтальпии питательной воды в насосе:
    ,
    где Р1­ = 14,5·103 кПа – давление питательной воды после насоса;  = 0,001005 м3/кг – удельный объем воды перед насосом (при Р2 = 0,05 бар);  = 0,79 – внутренний относительный КПД насоса (задан).
    Энтальпия воды за питательным насосом:
    .
    Внутренний относительный КПД насоса
    ,
    откуда находим энтальпию питательной воды после теоретического сжатия:
    .
    Процессы теоретического -3 и действительного -3Д сжатия воды в питательном насосе изображены в hS – диаграмме на рис.3.2.
    Термический КПД цикла Ренкина:
    .
    Так как работа пара в турбине
    много больше работы сжатия воды в насосе.
    ,
    то для приближенных расчетов работой сжатия воды в насосе пренебрегают (), тогда приближенно:
     
    .
    С учетом внутренних необратимых потерь в турбине и в насосе находим внутреннюю работу ПТУ:
    .
    Теоретическая работа ПТУ:
    .
    Следовательно, из-за необратимых потерь теряется работоспособность ПТУ на
    .
    Эффективная мощность ПТУ:
      ,
    где = 0,98 – механический КПД ПТУ и D = 100 кг/с – расход пара через турбину – заданы.
     
     
    ЗАДАЧА 4. Задано топливо и паропроизводительность котлоагрегата D. Определить состав топлива по рабочей массе и его низшую теплоту сгорания, способ сжигания топлива, тип топки, значение коэффициента избытка воздуха в топке ?Т  и в уходящих из топки газах ?ух по величине присоса воздуха по газовому тракту ??; найти теоретически необходимое количество воздуха V0 для сгорания 1кг (1м3) топлива и объемы продуктов сгорания при ?ух, а также энтальпию уходящих газов Iух при заданной температуре уходящих газов tух­ и их влагосодержании dух. Исходные данные выбрать из табл. 4.1.
    Таблица 4.1
    Исходные данные к задаче 4
    Последняя цифра шифра
    Вид топлива
    Предпослед-няя цифра шифра
    D,
    T/ч
    ??
    tyx,
    ?C
    0
    Кузнецкий уголь Г (каменный, газовый)
    0
    160
    0,15
    130
    1
    Мазут малосернистый
    1
    20
    0,16
    130
    2
    Газ из газопровода “Средняя Азия - Центр”
    2
    10
    0,18
    130
    3
    Челябинский уголь БЗ (бурый)
    3
    120
    0,20
    140
    4
    Мазут сернистый
    4
    25
    0,22
    140
    5
    Газ из газопровода “Бухара – Урал”
    5
    15
    0,24
    140
    6
    Канско–Ачинский уголь Б2 (бурый)
    6
    80
    0,26
    150
    7
    Мазут высокосернистый
    7
    30
    0,28
    150
    8
    Газ из газопровода “Саратов – Москва”
    8
    20
    0,30
    150
    9
    Экибастузский уголь СС (бурый, слабоспекающийся)
    9
    30
    0,32
    160
    Таблица 4.2
    Элементарный состав твердых и жидких топлив [9]
    Бассейн, месторождение
    Марка топлива
    Состав рабочей массы топлива, %
    Qpн,
    МДж/кг
    VГ,
    %
    Wp
    Ap
    Sp
    Cp
    Hp
    Np
    Op
    Кузнецкий каменный уголь
    Г
    8,5
    11,0
    0,5
    66,0
    4,7
    1,8
    7,5
    26,15
    40,0
    Кузнецкий каменный уголь
    Д
    12,0
    13,2
    0,3
    58,7
    4,2
    1,9
    9,7
    22,84
    42,0
    Кузнецкий каменный уголь
    Т
    6,5
    16,8
    0,4
    68,6
    3,1
    1,5
    3,1
    26,20
    13,0
    Челябинский бурый уголь
    Б3
    18,0
    29,5
    1,0
    37,3
    2,8
    0,9
    10,5
    13,83
    45,0
    Канско-Ачинский бурый уголь
    Б2
    33,0
    6,0
    0,2
    43,7
    3,0
    0,6
    13,5
    15,67
    48,0
    Кизеловский бурый уголь
    Г
    6,0
    31,0
    6,1
    49,5
    3,6
    0,8
    4,0
    19,70
    42,0
    Экибастузский бурый уголь
    СС
    7,0
    38,1
    0,8
    43,4
    2,9
    0,8
    7,0
    16,76
    30,0
    Мазут мало-сернистый
    -
    3,0
    0,05
    0,3
    84,65
    11,7
    0,3
    0,3
    40,31
    -
    Мазут сернистый
    -
    3,0
    0,1
    1,4
    83,8
    11,2
    0,5
    0,5
    39,76
    -
    Мазут высоко-сернистый
    -
    3,0
    0,1
    2,8
    83,0
    10,4
    0,7
    0,7
    38,80
    -
     
    Таблица 4.3
    Расчетные характеристики природных газов [9]

    Газопровод
    Состав газа по объему, %
    Qpн,
    МДж/кг
    CH4
    C2H6
    C3H8
    C4H10
    C5H12
    N2
    CO2
    1
    Саратов-Москва
    84,5
    3,8
    1,9
    0,9
    0,3
    7,8
    0,8
    35,80
    2
    Саратов-Горький
    91,9
    2,1
    1,3
    0,4
    0,1
    3,0
    1,2
    36,16
    3
    Серпухов-Ленинград
    89,7
    5,2
    1,7
    0,5
    0,1
    2,7
    0,1
    37,50
    4
    Дашава-Киев
    98,9
    0,3
    0,1
    0,1
    0
    0,4
    0,2
    35,90
    5
    Бухара-Урал
    94,9
    3,2
    0,4
    0,1
    0,1
    0,9
    0,4
    36,70
    6
    Средняя Азия-Центр
    93,8
    3,6
    0,7
    0,2
    0,4
    0,7
    0,6
    37,60
    7
    Шебелинка-Москва
    94,1
    3,1
    0,6
    0,2
    0,8
    1,2
    0
    37,90
    8
    Газли-Ташкент
    94,0
    2,8
    0,4
    0,3
    0,1
    2,0
    0,4
    36,30
    9
    Ставрополь-Москва
    93,8
    2,0
    0,8
    0,3
    0,1
    2,6
    0,4
    36,12
    10
    Гоголево-Полтава
    85,8
    0,2
    0,1
    0,1
    0
    13,7
    0,1
    31,00
     
     
     
    Таблица 4.4
    Типы топок, рекомендуемых для котельных агрегатов [1]
    Вид топлива
    D, Т/ч
    Топка
    Каменный уголь
    ?25
    Шахтно-мельничная- для углей с VГ>30%
    Бурый уголь
    25…75
    Шахтно-мельничная
    Бурый уголь
    >75
    Пылеугольная
    Мазут и газ
    При всех значениях
    Камерная
     
     
    Таблица 4.5
    Основные расчетные характеристики камерных топок [1]
    Тип топки
    Топливо

    Потери теплоты
    Тепловое напряжение, кВт/м3
    q3, %
    q4, %
    D<75
    Т/ч
    D?75
    Т/ч
    D<75
    Т/ч
    D?75
    Т/ч
    D<75
    Т/ч
    D?75
    Т/ч
    Пылеуголь-
    Кам.угли
    1,2
    0,5
    0
    3
    1
    210
    175
    ные
    Бур.угли
    1,2
    0,5
    0
    1,5
    0,5
    240
    185
    Шахтно-мельничные
    Кам.угли
    Бур.угли
    1,25
    -
    0,5
    6
    4
    150
    175
    1,25
    -
    0,5
    2
    1
    Камерные, экрани-рованные
    Мазут
    Газ
    1,1
    -
    0,5
    -
    -
    290
    350
    1,1
    -
    0,5
    -
    -
     
    Таблица 4.6
    Потери теплоты  на наружное охлаждение котлоагрегата [1]
    D, Т/ч
    q5, %
    D, Т/ч
    q5, %
    6,5
    2,2
    50
    0,9
    10
    1,8
    65
    0,8
    12
    1,6
    90
    0,7
    20
    1,3
    150
    0,6
    25
    1,2
    200
    0,5
    34
    1,1
    300
    0,45
     
    РЕШЕНИЕ (вариант 99: горение угля, горение мазута рассчитывать по тем же формулам; для горения природного газа будет рассмотрен вариант ниже). Элементарный состав экибастузского угля СС (бурого, слабоспекающегося) из табл.4.2:
    влажность Wp­ = 7%; зольность Ap  = 38,1%; Sp =  0,8%; Cp  = 43,4%; Hp = 2,9%;   Np = 0,8%; Op = 7%; низшая рабочая теплота сгорания Qрн = 16,76 МДж/кг; выход летучих Vг = 30%.
    Из табл.4.4 выбираем для сжигания бурого угля шахтно-мельничную топку (при паропроизводительности котлоагрегата D = 30Т/ч). При этом из табл.4.5: коэффициент избытка воздуха в топке ?т = 1,25.
    Низшая рабочая теплота сгорания твердого (жидкого) топлива по формуле Д.И. Менделеева [1]:
    (из табл.4.2: Qpн = 16,76 МДж/кг), что говорит о хорошей точности формулы Д.И. Менделеева, так как относительное расхождение расчетного и табличного значений:
    .
    В формулу Д.И. Менделеева Wp­, Sp, Cp, Hp, Op – подставляются в процентах, а константы 339,5; 1256… представляют собой теплоты сгорания углерода, водорода…, поделенные на 100.
    Теоретически необходимое количество воздуха [1]:
     
     
    где приведенное количество углерода:
      .
    Объем трехатомных газов:
      .
    Объем азота в теоретически необходимом воздухе:
      .
    Объем водяных паров [9]:
    где dух = 0,0161 кг/кг.сух.возд. – влагосодержание воздуха в уходящих газах; ?ух = ?т + ?? =1,25+0,32=1,57 – коэффициент избытка воздуха в уходящих газах (?? – задано, ?т – выбран по табл.4.5 для бурого угля и шахтно-мельничной топки).
    Избыточный воздух в уходящих газах:
      .
    Объем сухих газов:
      .
    Объем уходящих газов:
      .
    Энтальпия уходящих газов:
    где объемные теплоемкости газов находятся через мольные теплоемкости µС, взятые из табл.4.7 при tух = 160?C (задана):
    Здесь µ?0 = 22,4м3/кмоль – объем киломоля газа при нормальных физических условиях.
     
     
     
    Таблица 4.7
    Средняя мольная теплоемкость газов [7]
    t,
    ?C
    N2
    атмосф.
    CO2
    H2O
    Воздух
    0
    29,02
    35,87
    33,50
    29,08
    100
    29,05
    38,12
    33,75
    29,16
    200
    29,14
    40,07
    34,12
    29,30
    300
    29,29
    41,76
    34,58
    29,53
    400
    29,50
    43,26
    35,09
    29,79
    500
    29,77
    44,58
    35,63
    30,10
    600
    30,05
    45,76
    36,20
    30,41
    700
    30,35
    46,82
    36,79
    30,73
    800
    30,64
    47,77
    37,40
    31,03
    900
    30,93
    48,62
    38,01
    31,33
    1000
    31,20
    49,40
    38,62
    31,60
    1100
    31,46
    50,11
    39,23
    31,89
    1200
    31,71
    50,75
    39,83
    32,11
    1300
    31,95
    51,35
    40,41
    32,35
     
    РЕШЕНИЕ (вариант 98: горение природного газа из газопровода «Саратов- Москва»). Состав газа из табл.7.7: СН4 = 84,5%; С2Н6 = 3,8%; С3Н8 = 1,9%; С4Н10 = 0,9%; С5Н12 = 0,3%;  N2 = 7.8%; СО2 = 0,8%; Qрн  = 35,8МДж/м3.
    Из табл.4.4 для сжигания газа выбираем камерную топку. Коэффициент избытка воздуха в топке из табл.4.5 – ?т = 1,1.
    Низшая рабочая теплота сгорания сухого газа при нормальных условиях [1]:
    Относительное расхождение с табличным значением:
    невелико, что говорит о достаточной точности расчета.
     
    Теоретически необходимое количество воздуха:
    Объем трехатомных газов:
    Объем азота в теоретически необходимом воздухе:
    .
    Объем водяных паров:
    где ?ух = ?т + ?? = 1,1 + 0,32  = 1,42 – коэффициент избытка воздуха в уходящих газах (??- задан, ?т – выбран по табл.4.5 для природного газа); dyx = 0,0161кг/кг.сух.возд. – влагосодержание воздуха в уходящих газах.
    Избыточный воздух в уходящих газах:
    .
    Объем сухих газов:
    .
    Объем уходящих газов:
    .
    Расчет энтальпии уходящих газов для природного газа не отличается от такового при горении углей или мазута.
Если Вас интересует помощь в НАПИСАНИИ ИМЕННО ВАШЕЙ РАБОТЫ, по индивидуальным требованиям - возможно заказать помощь в разработке по представленной теме - Контрольная работа по термодинамике ... либо схожей. На наши услуги уже будут распространяться бесплатные доработки и сопровождение до защиты в ВУЗе. И само собой разумеется, ваша работа в обязательном порядке будет проверятся на плагиат и гарантированно раннее не публиковаться. Для заказа или оценки стоимости индивидуальной работы пройдите по ссылке и оформите бланк заказа.