Эксплуатация и расчет туннельных сушилок
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
диницу веса твердого и жидкого топлива (нм3/кг) и на единицу газообразного топлива (нм3/нм3). Объемы воздуха и газа приведены к нормальным условиям: температура 0 0С и давление 101325 Н/м2.
Расчеты горения топлива производят на рабочую массу.
Пересчет состава топлива
Состав топлива для выполнения расчетов горения выбирается из таблиц по указанию преподавателя.
Необходимо учитывать, что для газообразных топлив состав дается на сухой газ, для твердых и жидких топлив - на горючую массу.
Зная состав горючей массы топлива, а также содержание в топливе золы и влаги, пересчитывают топливо на рабочую массу. Сухое газообразное топливо пересчитывают на влажный газ, который подлежит сжиганию.
Пересчет состава топлива производят по формулам :
для горючей массы топлива :
Ср = Сг ((100-(Ар + Wp))/100) = 85 ((100-(23 + 8))/100) = 58,65 %;
Nр = Nг ((100-(Ар + Wp))/100) = 2,2 ((100-(23 + 8))/100) = 1,52% ;
Oр = Oг ((100-(Ар + Wp))/100) =6,2 ((100-(23 + 8))/100) =4,28% ;
Нр = Нг ((100-(Ар + Wp))/100) = 5,3 ((100-(0,2 + 2))/100) = 3,66% ;
Sр = Sг ((100-(Ар + Wp))/100) = 1,3 ((100-(0,2 + 2))/100) = 0,897 %;
Расход воздуха на горение
Необходимое количество воздуха для горения определяется по теоретическому количеству кислорода, вступающего в реакцию окисления с учетом некоторого избытка, обеспечивающего полное сгорание топлива. Учитывают, что кислород, имеющийся в топливе, участвует в реакциях горения.
В расчетах принимают следующий состав воздуха: азот - 79.0%, и кислород - 21% по объему. Теоретически необходимый для горения расход воздуха L0 определяют по формулам :
для твердых и жидких топлив:
= 0,0889Ср + 0,265Нр - 0,0333( Ор - Sр )= 0,0889х58,65+ 0,265х3,66 - 0,0333( 4,28 - 0,897 ) = 6,02 нм3/кг
где : Ср ,Нр, Ор, Sр- составляющие рабочего топлива, в % по массе.
Действительный расход воздуха с учетом коэффициента расхода воздуха равен :
L?= ?L0 , нм3/нм3
L?= 1,5 х 6,02 = 9,03 нм3/нм3
где: ? - коэффициент расхода воздуха, показывающий отношение действительного количества воздуха, введенного для горения к теоретически необходимому:
? = L?/ L0
? = 1,5=12,48/10,4= 1,5
Расход атмосферного воздуха ( теоретический - L0 ,действительный - L? ) при влагосодержании d ( г/кг сух.воздуха ) определяется по зависимостям:
Lо = ( 1+0,0016 d ) L0, нм3/нм3
Lо=( 1+0,0016 х 9 ) 6,02 = 6,107 нм3/нм3
L?=( 1+0,0016 х 9) 9,03= 9,16 нм3/нм3
Объем продуктов горения
При полном сгорании топлива образуются продукты горения в виде СО2, Н2О, N2, и SO2 , а если горение происходит с избытком горения, то и О2 .
Общий объем продуктов горения при сжигании топлива с теоретически необходимым расходом воздуха ? = 1 :
V? = VCO2 + VN2 + VH2O + VSO2 + VO2 , нм3/кг ( нм3/нм3 )
V? = 2,96 + 9,86+1,47+0,019+0,44 = 14,75 нм3/кг ( нм3/нм3 )
Объемы отдельных составляющих продуктов горения твердого и жидкого топлива подсчитываются по следующим формулам :
VCO2 =0,01855Срф , нм3/кг
VCO2 =0,01855 х 55,72 = 1,033 нм3/кг
где: Срф - фактически сгоревший углерод, с учетом механического недожига:
Срф = ( 0,95 + 0,97 ) СР , %
Срф = 0,96 х 58,65 = 55,72 %
VSO2 = 0,007 SP , нм3/кг
VSO2 =0,007 х 0,897 = 0,0067нм3/кг
VН2О = 0,112НР + 0,0124 ( Wp + 100?пар ) + 0,0016dL? , нм3/кг
VН2О = = 0,112х3,66+ 0,0124 (8 + 100 х 0 ) + 0,0016х9х9,16= 0,64нм3/кг
где: ?пар - весовое количество пара, вводимого для распыления жидкого топлива, кг/кг топлива ( принимаем ?пар = 0 ) ;
VN2 = 0,79 L? + 0,008 N2P , нм3/кг
VN2 = 0,79х9,16+ 0,008х1,52=7,25 нм3/кг
VO2 = 0,21 ( ? - 1 ) Lo , нм3/кг
VO2 =0,21 ( 1,5 - 1 ) 6,107= 0,64 нм3/кг
Влагосодержание продуктов горения определяют по их составу :
dг = (804 VН2О) / (1,977 VCO2 + 1,251 VN2 + 1,429 VO2) , г/кг сух.газа.
dг =(804х0,64) / (1,977х1,033 + 1,251х7,25+ 1,429х0,64)=42,79 г/кг сух.газа.
Температура горения
При расчете процесса горения топлива определяют теоретическую температуру, учитывающую тепловыделение без потерь , и действительную температуру газов, усредненную по массе и приближенную к практическим условиям. Аналитический расчет теоретической температуры горения довольно сложен.
Для упрощенного определения температур горения пользуются h -t диаграммой, построенной для продуктов горения с учетом диссоциации.
Предварительно определяют тепло продуктов полного сгорания топлива :
h = QHP / V?
h = 23930,14/14,75 = 1622,38
где :QHP - теплота сгорания топлива, кДж/кг.
Теплоту сгорания твердого и жидкого топлива определяют по формуле Д.И.Менделеева, зная элементарный состав рабочего топлива :
QHP = 339СР + 1030НР - 108,9 ( ОР - SР ) - 25 WP , кДж/кг
QHP = 339х58,65+ 1030х3,66- 108,9 ( 4,28 - 0,897 )- 25х8 = 23930,14 кДж/кг
Зная величину h по h - t диаграмме при заданном ? находят теоретическую температуру горения tT .
Действительная температура горения tД определяется по h - t диаграмме с учетом потерь тепла при горении топлива по величине h :
= h х ? ,
= 1622,38 х 0,78 = 1265С
где : ? - пирометрический коэффициент процесса горения,
? = 0,78
Технологический расчет
В результате технологического расчета определяют основные размеры сушильного туннеля и требуемое их количество для обеспечения заданной производительности.
По размерам вагонетки и высоте садки определяют поперечное сечение (ширину и высоту) туннеля.
При сушке на полочных вагонетках ширину туннеля определяют с учетом зазоров между вагонеткой и стойкой туннеля 50-100 мм по формуле:
В = b + 2(50100), мм
В = 1100 + 2х50 = 1200 мм
где: b - ширина вагонетки, мм
Высота туннеля:
Н = h + 100, мм
Н = 1540 + 100 = 1640 мм
h= hc + 370, мм
hc= a х hn + bизд.хa + ( a - 1)* hз