Лабораторная работа

Лабораторная работа Расчёт горения газового топлива. Определение состава и количества продуктов горения

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-29

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 25.11.2024





Самарский Государственный Технический Университет

Кафедра: «металловедение и порошковая металлургия»
Лабораторная работа № 1
Расчёт горения газового топлива. Определение состава и количества продуктов горения.
                                                               Выполнил: студент III – ФТ - 1

                                  Соловьева Ю.Б.
                                                                Проверил:

                                   Якубович Е.А.
Самара 2009 г.

   Цель работы – изучить методы и освоить практические навыки расчётов                 горения топлива на примере сжигания смеси газов. 
     Основные понятия и определения:

1)     Теплота сгорания топлива

2)     Количество необходимого для горения окислителя

3)     Теоретическая и калориметрическая температура горения

4)     Энтальпия
1) Теплота сгорания топлива:

 - для метана (полная реакция горения)



 - (не полная реакция горения)
При горении топлива, выделяется большое количество тепла. Как видно из реакции в продуктах сгорания присутствуют пары воды. В зависимости от того, в каком виде водяной пар находится в дымовых газах, различают высшую и низшую теплоту сгорания топлива.
Высшая теплота сгорания (  ) соответствует условию, при котором продукты горения охлаждаются до  (293 К), а пары воды конденсируются  и охлаждаются  до . При этом  выделяется две составляющие тепла: теплота нагрева с 293 К до 373 К (418 кДж/кг),а также скрытая теплота парообразования испарения 2256,8 кДж/кг. Итого выделяется 2675,5 кДж/кг.
Низшая теплота сгорания  () соответствует условию, при котором содержащаяся в продуктах сгорания влага в виде пара охлаждается до температуры  и не конденсируется. При этом выделяется:
,


На практике в реальных условиях к сожалению, выделяется только низшая теплота сгорания.
2) Количество необходимого для горения окислителя (воздуха):

Количество окислителя определяется по уравнению реакции горения. Определённое количество является теоретическим. Для реального сжигания  всегда подают несколько большее количество окислителя, т.к. есть потери . На 10 – 20 % больше.
Коэффициент избытка воздуха: 

 - реальный объём,  - теоретический объём.
3) Температура горения: теоретическая и калориметрическая:

Необходимость введения двух определений связано с двумя  возможными подходами процесса горения. А именно, с учётом или игнорированием затрат тепла на диссоциацию продуктов сгорания. Соответственно различают: теоретическую и калориметрическую  температуру горения топлива:
 


 - теплота диссоциации.




4) Энтальпия:

Это понятие является одним из фундаментальных в теплотехнике и термодинамике. По определению энтальпия представляет из себя произведение теплоёмкости на температуру:

Практическая часть

Рассмотрим горение газа состоящего из: 1) 93,48% метана  (); 2) 3,85% этана (); 3) 0,67% пропана (); 4) 0,3% бутана (); 0,75% углекислого газа (СО2) и 0,95% азота (). Найти объём сгорания количества кислорода,  и .
I
.
Определение необходимого количества воздуха:

1)

 Из реакции видно, что для горения 1 моля  нужно 2 моля . 1 моль любого газа занимает 22,4 , это значит, что для сжигания  1 метана, нужно 2 .



Известно, что в сухом воздухе содержится 21% , а остальное азот (), 79%.



.

2) - для этана;





.

3)  - для пропана;





.

4)  - для бутана;





.
Поскольку, реальное топливо – это смесь горючих газов, то общий расход воздуха определяется суммированием для отдельно горючих компонентов.

.
II
. Определение состава и количества продуктов сгорания:


Состав продуктов сгорания:

В состав объёма азота войдёт также азот из окислителя (воздуха).

1) для метана:

; ; .

 - суммарный объём продуктов сгорания.

=9,48%, =18,81%, =71,72%;

2) для этана:

; ; .

 - суммарный объём продуктов сгорания.

=44,4%, =10,57%, =45,03%;

3)для пропана:

, , .

- суммарный объём продуктов сгорания.

=16,75%, =16,27%, =66,98%;

4) для бутана:

, , .

- суммарный объём продуктов сгорания.

=19,42%, =14,94%, =65,64%;

Суммируем объёмы продуктов сгорания 4-х газов:

;

, ,

=10,33%, =18,59%, =71,08%.
III
. Определение калориметрической и теоретической температуры:


Как видно, для расчёта калориметрической температуры нужно знать  , , .

Требуемую для расчёта  находят расчётным путём, зная тепловые эффекты реакции горения (таблица) и входящие в состав топлива доли соединений.

; ();

.

Для определения температуры ,воспользуемся понятием энтальпии и определим энтальпию продуктов сгорания :

; ;

С другой стороны,  есть сумма энтальпий конкретно составляющих продукты сгорания:

Зададимся возможной температурой продуктов сгорания  и найдём энтальпию продуктов сгорания при этой температуре:

;

;

;

Если величина , то значит нами принята низкая температура в , тогда находим величину энтальпии для большей температуры на , т.е. для  :

;

;

;

;

Обычно, , в этом случае, считается, что действительная калориметрическая температура лежит в пределах  и конкретное её значение находится методом интерполяции по формуле:


;



.


.
Вывод:  вычислили расход воздуха:

, ,

=10,33%, =18,59%, =71,08%.

количество продуктов сгорания:



определили температуру калориметрическую и теоретическую:


;



.

1. Сочинение Толерантность
2. Реферат Биржевой и внебиржевой рынок ценных бумаг в РФ
3. Реферат Исследование некоторых особенностей внимания у подростков 18-20 лет
4. Реферат Травлення та засвоєння їжі
5. Реферат Банкротство и санация
6. Реферат на тему Scarlet Letter Essay Research Paper Often throughout
7. Реферат Аудит денежных средств 13
8. Реферат на тему Why I Like Education Essay Research Paper
9. Реферат на тему Souter Essay Research Paper DAVID Hackett
10. Реферат на тему Parable Of The Sower By Octavia E.