Теплотехника Учеб. для вузов А. П. Баскаков, Б. В. Берг, О. К. Витт и др (943465), страница 67
Текст из файла (страница 67)
!3 1. Чем мельче размер капель в градир. нс, тем больше поверхность теплообчена (контакта воды и воздуха) Однако очень мелкие капли уносятся потоком воздуха, поэтому размер капель должен быть таким, чтобы скорость их падения превышала скорост~ воздуха а градирне. 13.2. При очень больших тепловых потоках снорость течения пара в тепловой трубе становится очень большой и она препятствует стеканию конденсата. В этом случае делают отдельные трубы длн стеканин конденсата и движения пара. 13.3. При прямоточном движении воды и газа 13,3, при противотачном 5,6 %. 15.1. Количество сухого вещества остается при сушке неизменным 6о„=!(100— — Ж<)=6.„(100 — Жх). Отсюда В„,= =(100 — (Уг,]/((00 — (Тге) =0,718 кг.
Аналогично зольность Яэ=Я>(100 — )гх)/(100— — (Тг~)=10,2 %. При сгорании подсушенного топлива выделится такое же количество теплоты, что и исходного (влажного), однако те. перь оно относится к меньшей массе угля. Кроме того, при подсчете низшей теплоты сго. рания не надо учитывать теплоту на испарение удаленной прн сушке влаги. Следовательно, Ф," = [еп)+ 0,25 ()Е, — (р,а.„фо.„= =[13 000+25 (39 — 15 0,718))/О 718= !7!20 кДж/кг=17,12 МДж/кг 15.2. Так как потер~ нет, то полезно используются все 40 МДж теплоты, выделяющейся при сгорании 1 кг керосина. Кроме то. го, практически весь водяной пар, образую.
шийся при горении, конденсируется прн охлаждении газов до О 'С и теплота конденсации тоже используется полезно Таким образом, КПД =100(05+25 9/(')/(3(= = !00(40000+25 9 ° 12)/40000= КВ75%. При. мерно такой КПД имела печь Ф. Нансена для варки пиши. 15.3. 1,43 кг/нг нефти, 1,!9 кг/мз природного газа и 0,717 кг/кг угля. Именно такие цифры (приблизительно) используют при пересчете количества натуральных топлив в условное в глобальных расчетах. 15.4. Из формулы (15.2) имеем !Зго= =12 640; (3, =! 0 800 кДж/и '. Так нак 1 кмоль любого идеального газа занимнет 213 в нормальных условиях объем 22,4 и', масса 1 кмоля СО равна 28, а Нг — 2 кг, то !3со =10100 кДж/кг, а (), 121000 кДж/кг !5.5.
5» 1051/()1=0,75 и 2,7г/МДж для мазута и угля. Таким образом, выбросы серы при сжигании подмосковного угля будут в 2,7/0,75=3,6 раза выше, чем высокосернн. стого мазута 15.6. Уменьшаетсн, поскольку с увеличе. пнем содержания в топливе кислорода увели. чивается доля связанных с ним (т. е «сгоревших») горючих — углерода и водорода (см. также формулу Менделеева) 15.7. В 1,5 раза. 16.1, Мошность, выделяющаяся в топке, 13=]2,/09=1667 мВ Сшеночный расчет Принимая «теплоту сгорания воздуха» равной 3,8 МДж/м', полу. чим для обоих топлив теоретически необходимый расход воздуха В У« 16,67/3,8 = =4,39 м'/с. Действительный расход ВУ„= =а.(В)"')=5,48 м'/с (в нормальных услови.
ях) Объем продуктов сгорания антрацита примерно равен объему воздуха. Количество сжигаемого доменного газа равно В = !3/!21 = =16,67/4 4,17 м"/с. Объем продуктов сгорания при его сжигании (ВУ«) (ВУ.)+В= =9,65 м'/с (в нормальных условиях). Точный расчет. Д о и е н н ы й г а з. Гореть могут четыре компонента по реакциям: СН«+20«=СО»+2Н»СО Нт+050»=Н»СО СО+0,50»=СО»', Н»5+1,50»=Н»0+50» Стехиометрические коэффициенты при О указывают количество кубометров кислорода, теоретически необходимое для сжигания 1 м' соответствующего газа. Учтя объемные содержания этих газов в 1 м' доменного и поделив на объемное содержание кислорола а воздухе (0,21], получим " =(2«гн +0 5'и +О 5'го+ +1,5«н з)/0,21= г =0 781 мз/мз; (В)'„)=Ва Уо= =4,17 1,25 ° 0,781=4,07 мз/с Продукты сгорания состоят из газов, об.
разуюшихся в результате написанных выше реакций, плюс СО» и Ыь содержашихся а доменном газе, и плюс азот и избыточный кисло- род воздуха: 214 3"сн + "н +гсо+2гн э+«со. + 2 г з +гн +0,79ц Ус+0,2! (сг„— 1) У~= 3 0,003+ 0,027+ 0,28 + 2 ° 0,003+ 0,102+ +0,585+ 0 79 1,25 0 781+ 0,21(1,25 — 1) Х Х0,781=1,82 м'/м': ВУ,=4,17 1,82 = 7,59 м"/с. Производительность вентилятора У...,=ВУ. (273+20)/273=4,37 м»/с. Производительность дымососа У„,=ВУ,(273+ + 200)/273 13,1 м»/с, А н т р а ц и т По формуле (16.3): 17« = 0,033 (2,67 63,8+ 8 1,2+ 1,7— — 1,3)=5,95 и'/нг В=16,67/22,56=0,739 кг/с; =0,739 1,25 5 %=5,5 м','с.
ВУ.= По формуле (166) У„=00]68(638+ +0,375 1,7)=1,08 м"/кг. По формуле (16.7) 1' =О, ! 11 ° 1,2+ 2 +0,0124 ° 8,5=0,239 м»/кг По формуле (16.5) 1', =1,08-1-0,239+ + 0,79 1,25. 5,95+ 0,21 (1,25 — 1) 5,95 = =7,51 м"/кг В У, =О 739 ° 7,51 = 5,55 м"/с. ]г...« = 5 9 м»/с; У„ =9,62 мз/с, Таким образом, для антрацита (как и для большинства твердых топлив) оценочный рас. чет дает достаточно точный результат, а для доменного газа завышает расходы воздуха и продуктов сгорании примерно на 30 Я.
Д,тн прикидочных расчетов это приемлемо. 16.2. А н т р а ц и т. В соответствии с формулами (16.8) и (16.11) 17 =(У.с'!)~а«« — (У.с!Г)«а«= =7,51 1,1 1,916 !000 — 7,51 1,1 893-800= 1 665 000 Дж/кг; В(7, = 0,739 ° 1,665 ° 10' = 1,23 ! 0" Вт = = 1,23 МВт доменный газ. ]3,= = 1,82 1,1 916 1000 в 1,82 1,1 893 800 = =403 600 Дж/м', ВЯ,=0,4036 10' 4,17= =1,683 1О' Вт 1,683 МВт. 16.3.
Л', = с(1= 1,1 916 1000 = =1,008 ° 10 Вт для обоих топлив. 16.4. В таблице нужно привести а зависи. мости от температуры значения энтальпии продуктов сгорания И„ "данного топлива при а. = 1, а также значении эитальпии вггздуха И",, теоретически необхогимого для полного сжигания единицы количества данного топли. ва Тогда энтальпин продуктов сгорания ныражается как И,=И',+(ц.— 1) И".. гго,мн = Ухо /У = 1 08/7 51= га =0,2! (1,25— гч, 0,79 1,25Х 0,144; гн 0=0 032 — 1) 5,95/7,5! =0,042; Х5,95/7,51 0,782. Таким образом, основнымн компонентами продуктов сгорания являются азот (78,2%) и днокснд углерода (14 нлл) 17.1. Объем сухих продуктов полного сго. ранна антрацита (пренебрегаем его ничтож.
ным изменением в связи с наличием 1 % СО) У''=У' )н 0=7 51 О 239=7 27 м'/кг Объем СО, полученный при сгорании 1 кг антрацита, Уса=гса)',.=001'7 27= =0,0727 м'/кг. В соответствии с формулой (17.2) 0„„„=00727 12640=9!9 кДж/кг= =О 9Г9 Мдж/; д...= !ООО.../!3~= !ООХ Х 0 919/22 56 4 1 н/ 17.2. гя Г нг шлК»л !ОО-Г», " + !ОО-Гшл /)= =32,65 — '! 0,85)= 22,9 л' !О 100 (, !00-!О =0,706 МДж/кг; 4 .„= !00 0,706/22,56= =3,1 %.
17.3. У'ш Оу/3,8 36,7/3,8 = 9,66 м" /м" (если считать, что природный газ состоит из одного метана, то в соответствии с реакцией ега горения, написанной в примере 16.1, Ун= =2/9,21=9,52 и"/и'); )л=1,2 9,66= 11,6 и'/м". 17.4. В предположении, что ! и" воздуха при палкам сгорании с любым топливом выделяет 3,8 МДж теплоты, необходимое количество воздуха при заданной мащнскти котла от типа топлива не зависит. Точные отношения Цн/У" равны для мазута 3,8 м'/МДж, а для природного газа 3,78 м'/МДж, т. е. и прн точ. ном расчете расход воздуха не изменится.
17.5. Котлы такай небольшой мощности могут иметь либо слоеную тапку, либо с кипящим слоем, но в слоеной топке уголь с такой большой вольностью, да еше спекающнйся, гореть не будет. Па формуле (17,7] (ана пригодна и для топок с кипящим слоем) д, = = 3,8 3 273/1,2 (273+ 850) = 2,31 М Вт/и'. Плошадь топки ))=15/2,3! =6,5 м'. Объем топки У=О/дг — — 15/0,350=43 м'. Грубо счи- тая топку призмой, найдем ее высоту й = = У/Я=43/65,5 6,6 м. 17.6. Камерный. 17.7. Для такой мощности применяют только камерные топки. Тепловая мощность топки равна 1200/0,4 3000 МВт.
При тепловом напряжении объем 4 150 КВт/м'! У= =20 000 м'. 17.8. Из 1 моля 5 с молекулярной массой 32 г/моль образуется по реакции 5+0»=50» один моль 50« с молекулярной массой 64 г/моль. Следовательно, масса 50» будет в 2 раза больше массы сгоревшей серы. Грубо считая, что объем продуктов сгорания равен объему воздуха н что «теплота полного сгорания» 1 м' воздуха равна 3,8 МДж/м', получим: концентрация 50» =2.
5. 1О" ° 3,8/а, 3550 н 12670 мг/ил со. ответственна для мазута и подмосковного угля. Для достижения ПДК продукты сгорания надо разбавить примерно в 7 10' и 25 10' раз. 17.9. По стекиаметрическому уравнению на 32 иг серы (1 кмаль 50») нужно иметь 40 кг Св (1 кмоль СаО), т. е.
100 кг (1 кмоль) СаСО». С учетом содержания серы а угле и необходимого избытка Св рвсхнл СлСО»= 100 =2,5.— ° — =0,476 кг СвСО» на ! кг 32 100 угля. 17.10. Поскольку теплота сгорания сжиженного газа больше, чем природного (см. табл. 15.1), его расход должен быть в 88,5/36,7=2,4 раза меньше. При одннако. вых (примерно) скоростях истечения больше отверстий должен иметь насадок для природ. нага газа. 17.11. Для сжигания 1 м' метана теоретически необходимо 9,62 м» воздуха (см. реше.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
