Топливо, газовые смеси и теплоемкость

Теоретическое значение максимальной температуры горения. Расчет теплоты, выделяющейся при сжигании топлива и теплоты, вносимой окислителем. Средняя изохорная массовая теплоемкость воздуха. Средняя изобарная массовая теплоемкость. Масса продуктов сгорания.

Рубрика Физика и энергетика
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 28.04.2016
Размер файла 29,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего образования

Волгоградский Государственный Технический университет

Кировский вечерний факультет

Семестровая работа по дисциплине:

Теплотехника

На тему:

ТОПЛИВО, ГАЗОВЫЕ СМЕСИ И ТЕПЛОЕМКОСТЬ

Выполнил: студент гр.ТВБ-385

Шелудченко Б.Д.

Проверил: доц. Горюнов В.А.

Волгоград 2015

Условие

топливо сжигание температура окислитель

В промышленной печи при постоянном давлении сжигают топливо (этанол). В качестве окислителя используют воздух с температурой T1=660К. Заданы коэффициенты избытка воздуха: а= 1,0 и коэффициент полноты сгорания топлива ж =0,9. Определить теоретическое значение максимальной температуры горения Тг. Теплотой, вносимой топливом, пренебречь.

Таб. №1. Состав и теплота сгорания топлива

Топливо

Cp

Hp

Op

Qн кДж/кг

Этанол

0,52

0,13

0,35

27100

Таб. №2. Формулы средних изохорных массовых теплоемкостей (cv)

Газ

Теплоемкость кДж/кг*К

R,

кДж/кг*К

Воздух

0,691 + 7,1*10-5Т

0,287

С02

0,775 + 11,7*10-5Т

0,189

Н2О(пар)

1,328 + 28,07*10-5Т

0,462

N2

0,716 + 7,54*10-5Т

0,297

O2

0,628 + 6,75*10-5Т

0,260

Таб. №3. Результаты расчета

Ср.

воздух

mo воздух

жQH+Qo

m

воздуха

mп, сг.

СР, п. сг

(формула)

T2

кДж/кг*К

Кг/Кг

кДж/кг

Кг/Кг

Кг/Кг

K

1.02486

9,0365

30502.36

9,0365

10.0365

1.516

3934.89

Максимальная теоретическая температура сгорания находится с помощью уравнения теплового баланса:

жQH +Qo =Qп.сг.

где: Qo - Теплота, вносимая окислителем;

Qh - Низшая теплота сгорания топлива;

ж - Коэффициент полноты сгорания топлива;

Qn. Сг - Теплота, полученная продуктами сгорания;

Находим теплоту, выделяющуюся при сжигании топлива (жQh).

Из таблицы 2 берется значение Qh:

Qh=27100 кДж/кг

Из таблицы 1 берется значение ж (в моём варианте ж=0,9)

ж*QH=0,9*27100=24390 кДж/кг

Находим теплоту, вносимую окислителем:

Qo= Ср.возд. *mвозд*T1

Определяем среднюю изохорную массовую теплоемкость воздуха по формуле, приведенной в таблице №2

cv возд=0,691 + 7,1*10-5*660=0,73786 кДж/кг*К

Вычисляем среднюю изобарную массовую теплоемкость по формуле Майера:

Ср возд= cv возд+R=0.73786+0.287=1.02486 кДж/кг*К

Определяем теоретически необходимую массу воздуха:

mo возд=2,67* Cp+8Hp- Op/0,23= (2,67*0,52+8*0,13-0,35)/0,23= (1,3884+1,04-0,35)/0,23=2,0784/0,23=9,0365 Кг/Кг

Определяем действительную массу воздуха:

mвозд=а*moвозд=1,0*9,0365 =9,0365 Кг/Кг

Определяем Qo:

Qoр.возд. *mвозд*T1=1.02486*9,0365*660=6112.36 кДж/кг

Вычисляем теплоту, внесённую окислителем и сгоревшим топливом:

жQH +Qo=24390+6112.36=30502.36 кДж/кг

Находим теплоту продуктов сгорания (Qn.Сг):

Qn.Сг= СР, п.сг*mп, сг*T2.

а) Определяем массу продуктов сгорания:

mп, сг=1+mвозд=1+9,0365=10.0365

b) Вычисляем массовые доли компонентов в продуктах сгорания:

gco2=mco2/mп, сг=3.67*СР/ mп, сг=3.67*0.52/10.0365=0.1901

gH2o=mH2o/ mп, сг=9*Hp/ mп, сг=9*0.13/10.0365=0.1166

go2=mo2/mп, сг=0.23*(a-1) *moвозд/mп, сг=0.23*(1.0-1) *9,0365/ 10.0365=0

gN2=mN2/mп, сг=0.77*a*moвозд/mп, сг=0.77*1.0*9,0365/10.0365 = =0.693

c) Находим среднюю изобарную массовую теплоемкость продуктов сгорания по формуле:

СР, п. сг=g(co2) * Ср(co2) + g(H2o) * Ср (H2O) + g(o2) *Ср(O2) + g(N2) *Ср(N2) =

Находим изобарные теплоемкости компонентов продуктов сгорания:

a) cv(co2) = 0,775 + 11,7*10-52

b) cv(H2o) =1.328+28.07*10-52

c) cv(O2) =0.628+6.75*10-52

d) cv(N2) =0.716+7.54*10-52

Используя формулу Майера находим ср.:

1. Ср(co2) =cv(co2) +R=0.775+11.7*10-52+0.189=0.964+11.7*10-52

2. Ср (H2O) =cv(H2o) +R=1.328+28.07*10-52+0.462=1.79+28.07*10-52

3. Ср(O2) =cv(O2) +R=0.628+6.75*10-52+0.260=0.888+6.75*10-52

4. Ср(N2) = cv(N2) +R=0.716+7.54*10-52+0.297=1.013+7.54*10-52

Таким образом находим среднюю изобарную массовую теплоемкость продуктов сгорания по формуле:

СР, п. сг=g(co2) * Ср(co2) + g(H2o) * Ср (H2O) + g(o2) *Ср(O2) + g(N2) *Ср(N2) =0.1901*(0.964+11.7*10-52) +0.1166*(1.79+28.07*10-52) +0*(0.888+6.75*10-52) +0.693*(1.013+7.54*10-52) =0,1832+2,2242*10-52+0,2087+3,2729*10-52+0+0,702+5,2252*10-52=1,0939+10,7223*10-52=1,0939+10,7223*10-5*3934.89= =1.516

Находим теплоту продуктов сгорания Qn.Сг:

Qn.Сг= СР, п.сг*mп, сг*T2=(1,0939+10,7223*10-52) *10.0365*T2

Используя уравнение теплового баланса определяем максимальную теоретическую температуру горения(T2):

жQh= Qn.Сг

24390=(1,0939+10,7223*10-52) *10.0365*T2 сокращаем обе стороны на 10.0365:

10.7223*10-5*(Т2)2+1.09369*T2 -2430.13=0

T2=

= -1.09369 + 1,495/0,000214=1875 К

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Определение массовой, объемной и мольной теплоемкость газовой смеси. Расчет конвективного коэффициента теплоотдачи и конвективного теплового потока от трубы к воздуху в гараже. Расчет по формуле Д.И. Менделеева низшей и высшей теплоты сгорания топлива.

    контрольная работа [117,3 K], добавлен 11.01.2015

  • Газовые смеси, теплоемкость. Расчет средней молярной и удельной теплоемкости. Основные циклы двигателей внутреннего сгорания. Термический коэффициент полезного действия цикла дизеля. Водяной пар, паросиловые установки. Общее понятие о цикле Ренкина.

    курсовая работа [396,8 K], добавлен 01.11.2012

  • Удельная теплоемкость - отношение теплоты, полученной единицей количества вещества, к изменению температуры. Зависимость количества теплоты от характера процесса, а теплоемкости - от условий его протекания. Термодинамические процессы с идеальным газом.

    реферат [81,5 K], добавлен 25.01.2009

  • Определение теплоты сгорания для газообразного топлива как суммы произведений тепловых эффектов составляющих горючих газов на их количество. Теоретически необходимый расход воздуха для горения природного газа. Определение объёма продуктов горения.

    контрольная работа [217,6 K], добавлен 17.11.2010

  • Молярная масса и массовые теплоемкости газовой смеси. Процесс адиабатного состояния. Параметры рабочего тела в точках цикла. Влияние степени сжатия, повышения давления и изобарного расширения на термический КПД цикла. Процесс отвода теплоты по изохоре.

    курсовая работа [35,7 K], добавлен 07.03.2010

  • Определение расхода воздуха и количества продуктов горения. Расчет состава угольной пыли и коэффициента избытка воздуха при спекании бокситов во вращающихся печах. Использование полуэмпирической формулы Менделеева для вычисления теплоты сгорания топлива.

    контрольная работа [659,6 K], добавлен 20.02.2014

  • Методика расчета горения топлива на воздухе: определение количества кислорода воздуха, продуктов сгорания, теплотворной способности топлива, калориметрической и действительной температуры горения. Горение топлива на воздухе обогащённым кислородом.

    курсовая работа [121,7 K], добавлен 08.12.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.