3.4. Определение жаропроизводительности топлива
Весьма важной характеристикой топлив является максимальная температура, развиваемая в топке при их сжигании, которую Д.И.Менделеев предложил назвать жаропроизводительностью.
При подсчете жаропроизводительности принимают, что все тепло, выделяемое при полном сгорании топлива, используется для нагрева продуктов сгорания. Потери тепла в окружающую среду принимают равными нулю. Диссоциацию продуктов сгорания при высоких температурах, которая сопровождается поглощением тепла, обычно не учитывают.
Если предположить, что все тепло, выделяющееся в результате сгорания топлива, целиком сообщается только продуктам, а температура топлива и воздуха, подаваемых в топку, равна нулю, тогда
,
где
– масса i-го
продукта;
–
средняя удельная его теплоемкость для
соответствующего интервала температуры.
4. Задания для практических работ Задание №1
а)
По заданной
функции изобарной теплоёмкости газа
рассчитать значения
для ряда температур
от Т
= 300 К с интервалом ΔТ
= 100º и построить график зависимости
теплоемкости от температуры
как показано на
рис. 1.
б)
Рассчитать
значения средней теплоемкости газа для
значений температур: ΔТ
= 298-400º; ΔТ
= 298-500º; и т.д. и нанести найденные значения
на построенный график
.
Номер варианта для выполнения Задания 1 принимать по данным табл. П 1.2 (разделы 2-4) в соответствии с порядковым номером студента в списке группы.
Рис.1. Зависимость теплоемкости газа от температуры
Задание №2
а) По данным элементарного состава твердого сухого беззольного топлива определить теплоту сгорания (высшую и низшую) разными способами: расчетом по реакциям горения с использованием стандартных теплот образования веществ и по эмпирической формуле Д.И.Менделеева. Результаты сравнить.
Пересчитать
состав топлива и найденные значения
и
на сухую и рабочую массы топлива.
Произвести пересчет состава и теплот
сгорания топлива на другое содержание
влаги.
б)
По данным элементарного состава твердого
топлива (рабочее состояние) рассчитать
показатели его сжигания: теоретический
расход кислорода и воздуха, количество
и состав продуктов сгорания и
жаропроизводительность при
=1
и при заданном
.
Задание №3
а) По данным компонентного состава сухого газообразного топлива определить значения высшей и низшей теплот сгорания по реакциям окисления компонентов и стандартным теплотам образования веществ.
б) Рассчитать количества воздуха, теоретически необходимого для сжигания газа и фактически подаваемого в топку при заданном коэффициенте избытка воздуха. Рассчитать количество (объем) и состав продуктов сгорания и жаропроизводительность при =1 и при заданном .
Исходные данные для выполнения работ №2 и №3 приведены в табл. П.2.1 и П.2.2 (Варианты выбираются по двум последним цифрам номера зачетной книжки студента).
ЛИТЕРАТУРА
1. Брицке, Э.В., Капустинский, А.Ф., Веселовский, Б.К. и др. Термодинамические константы неорганических веществ [Текст]. – М.: Изд-во АН СССР, 1949. – 243 с.
2. Бэр, Г.Д. Техническая термодинамика [Текст]. – М.: Мир, 1977. – 518 с.
3. Захаров, Н.Д. Эксергия органических топлив [Текст] // Известия вузов. Энергетика. – 1970. – № 9. – С. 63– 67.
4. Карапетьянц, М.Х., Карапетьянц, М.Л. Основные термодинамические константы неорганических и органических веществ [Текст]. – М.: Химия, 1968.– 470 с.
5. Краткий справочник физико-химических величин [Текст] /под ред. К.П.Мищенко и А.А.Равделя. – Л.: Химия, 1972. – 200 с.
Линчевский, В.П. Топливо и его сжигание [Текст]. – М.: Металлургиздат,
1959. – 400 с.
Равич, М.Б. Топливо и эффективность его использования [Текст]. – М.: Наука, 1971.
Справочник химика [Текст] – М.: Госхимиздат, 1968. – 272 с.
12. Степанов, В.С., Степанова, Т.Б. Эффективность использования энергии [Текст]. – Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1994. – 257 с.
13. Шаргут, Я., Петела, Р. Эксергия [Текст]. – М.: Энергия, 1968. – 272 с.
14. Энергетическое топливо СССР [Текст]: справочник/В.С.Вдовченко, М.И.Мартынова, Н.В.Новицкий, Г.Д.Юшина. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 184 с.