Контрольная работа по "Энергоносители"

      Контрольная работа № 1 

 

     Пусть задано:

     топливо 1 – Торф;

     топливо 2 – Антрацит

топливо 3 – Природный газ.

     В соответствии с заданным вариантом  из табл. 4.1 необходимо выписать виды сжигаемого топлива, а из табл.4.5, 4.6, 4.8 их состав.

Состав  Торфа, %:

Аналогично  выписываются данные для антрацита и природного газа. 

Часть 1. Сравнение характеристик заданных                                            видов твердого топлива 1 и 2. 

1.1. Для заданных видов топлива 1 и 2 с использованием формул (3.1) производим пересчет состава горючей массы топлива на рабочую массу:

Для торфа:

     

;  

     

;

     

;   

      

;

     

;    

     

;

     

;       ;

     

;    . 

2. По формуле (3.3) рассчитываем низшую удельную теплоту сгорания топлива

      , где   .

     Для бурого угля:    ;

3. По формуле (3.2) рассчитываем высшую удельную теплоту сгорания топлива

                          . 

     Для торфа: .

4. По формулам (3.4) определяем приведённые влажность W_пр, зольность A^пр, сернистость S^пр:   

Для торфа:

     

; 

     Из  данного решения следует, что  влага высокая поэтому, снижается теплота сгорания топлива и вызывает трудности при его сжигании.

      

; 

     Из  данного решения следует, что  зольность низкая, поэтому теплота сгорания топлива уменьшается не значительно, незначительно снижается интенсивность теплообмена вследствие осаждения на поверхностях нагрева, вызывает незначительный их износ, незначительно загрязняется окружающая среда.

     

.

     Из  данного решения следует, что  сернистость низкая, поэтому незначительно ухудшается качество топлива 

Состав  Антрацит, %:

 

1.2. Для заданного вида топлива с использованием формул (3.1) производим пересчет состава горючей массы топлива на рабочую массу:

Для Антрацита:

     

;  

     

;

     

;   

      

;

     

;    

     

;

     

;     

      

;

     

;

       

. 

2. По формуле (3.3) рассчитываем низшую удельную теплоту сгорания топлива

      , где   .

     Для антрацита:    ;

3. По формуле (3.2) рассчитываем высшую удельную теплоту сгорания топлива                                . 

Для антрацита:

.

4. По формулам (3.4) определяем приведённые влажность W_пр, зольность A^пр, сернистость S^пр:

Для антрацита:                  

;

     Из  данного решения следует, что  влага высокая поэтому, снижается теплота сгорания топлива и вызывает трудности при его сжигании.

      

;  

     Из  данного решения следует, что  зольность высокая, поэтому уменьшается теплота сгорания топлива, снижается интенсивность теплообмена вследствие осаждения на поверхностях нагрева, вызывает их износ, больше загрязняется окружающая среда. 

     

.

     Из  данного решения следует, что сернистость выше чем у первого образца, поэтому больше чем у первого образца хуже качество топлива. 

1.3. Качественно  сравним характеристики торфа и антрацита и сделаем выводы.

Сравним влажность  торфа и антрацита:

Из неравенства  видно у торфа влага выше и  это значит, что у него ниже температура  теплота сгорания топлива и большие  трудности при сжигании торфа, чем  у антрацита. 

Сравним зольность  торфа и антрацита:

     Из  неравенства видно у антрацита зольность выше и это значит уменьшается теплота сгорания антрацита чем у торфа, а также снижается интенсивность теплообмена вследствие осаждения на поверхностях нагрева, вызывает их износ, больше на порядок загрязняется окружающая среда. 

Сравним серность торфа и антрацита:

     Из  неравенства видно у антрацита  серность выше и поэтому больше чем у торфа хуже качество топлива 

Вывод: Мы рассчитали зольность, увлажнённость и сернистость для торфа и антрацита, и выяснили что влажность у торфа выше, но не значительно, а у антрацита сернистость и зольность на порядок выше, чем у торфа.  

Часть 2. Сравнение параметров гомогенного                                                       и гетерогенного горения. 

Расчеты производим для топлива 1 (торф) и 3 (Природный газ).

Количество  топлива = 5000 м³/ч (для газа) и 5000 кг/ч (торф).

Состав  природного газа, %: 

 

1. Определяем теоретический объем воздуха V^о, необходимый для сгорания 1 м³ газообразного и 1кг твердого топлива:

     а) для газа V^о рассчитываем по формуле:

      

        

     б) для торфа V^о рассчитываем по формуле (3.8): 

     

Определяем действительный объем воздуха, поступающего в топку:

              , где а_в – коэффициент избытка воздуха, берется по табл. 4.1.Примем: а_в = 1,02 (для природного газа) и а_в = 1,18 (для торфа)

5. а) для газа: ;

        б) для торфа:  .

2. Определяем объем продуктов сгорания V_г:

             

.

     а. Объем трехатомных газов и теоретический объем азота и водяного пара для газообразного топлива определяем по формулам: 

     ,

     ,

     _{;   ,}

     ,

     ,

     .

     б. Объем трехатомных газов и теоретический объем азота и водяного пара для торфа:

      ; 

      ,

      ;   ,

      ,

      ,

      .

3. Определяем расход воздуха:

      , где В – количество воздуха.

   а) природный газ:  ;  

    б)торф:  

4. Определяем расход кислорода:

а) Торф:

б) природный газ:

5.  Определяем  теоретический объем продуктов сгорания при сжигании в час заданного количества топлива, кг/ч или м³/ч.

Всего сжигается количество топлива = 5000 м³/ч (для газа) и 5000 кг/ч (торф).

Результаты  занесём в таблицы предварительно посчитав по следующей формуле.

; .

; .

; .

; .

; .

; .