- •Введение
- •Лекция №1 Получение тепловой энергии путем сжатия топлива
- •1.1. Топливо, его виды, основные характеристики.
- •1.1.1. Характеристики состава топлива.
- •1.1.2. Теплота сгорания топлива.
- •1.2. Горение топлива.
- •2.2 Состав и объем продуктов горения.
- •Температура горения топлива.
- •3.2 Теплопередача конвекцией.
- •3.3 Теплопередача излучением.
- •Лекция №4 Особенности теплового излучения газов
- •4.1 Суммарная теплоотдача от продуктов горения и кладки печи к нагреваемому металлу.
- •Лекция №5 Теплопередача теплопроводностью
- •3.6.1 Дифференциальное уравнение теплопередачи теплопроводностью.
- •3.6.2 Теплопередача теплопроводностью при стационарном тепловом состоянии.
- •3.6.3 Теплопередача от одной газовой среды к другой через многослойную плоскую стенку.
- •Вопросы для самоподготовки:
- •Лекция №6 нагрев металла
- •6.1. Определение интервала ковочных температур
- •Допустимый интервал ковочных температур
- •Технологически необходимый интервал температур
- •6.2. Химические процессы, происходящие при нагреве металла Окалинообразование
- •Обезуглероживание стали
- •6.3. Перегрев и пережог стали
- •Лекция №7 Температурные напряжения при нагреве
- •Определение времени нагрева заготовок.
- •7.2. Разделение заготовок на категории “тонких” и “массивных” при определении времени нагрева.
- •7.3. Определение времени нагрева “тонких” заготовок.
- •7.4. Определение времени нагрева решением уравнения теплопередачи теплопроводностью.
- •График Будрина д.В для центра цилиндра.
- •Теплоизоляционные материалы
- •Общестроительные материалы.
- •8.2. Классификация печей
- •8.3. Основные виды печей и их характеристика Камерные печи
- •Методические печи
- •8.4. Элементы конструкции, узлы и агрегаты печи Фундаменты и каркасы
- •Футеровка печи
- •Устройства для сжигания топлива
- •Устройство для удаления продуктов горения
- •Устройства для подогрева воздуха и газа
- •Лекция №9 Средства механизации работы печей
- •9.1. Контроль и автоматическое регулирование теплового режима печей
- •9.2. Автоматическая система регулирования (аср)
- •Лекция №10 Тепловой баланс и характеристики тепловой работы пламенной печи
- •10.1. Уравнение теплового баланса
- •10.2. Правила пуска и техника безопасности при работе пламенных печей.
- •11.2. Косвенный нагрев металлических заготовок Электрические печи сопротивления
- •Нагрев в расплавленных слоях (соляные ванны)
- •Нагрев в электролите
- •11.2. Установки прямого электронагрева. Электроконтактные нагревательные установки
- •11.3. Расчет установки электроконтактного нагрева.
- •Лекция №12 Индукционные нагревательные устройства
- •12.1. Электрические схемы индукционных установок
- •12.2. Индукционный нагреватель.
- •12.3. Методика расчета индукционной нагревательной установки.
- •12.4. Техника безопасности при обслуживании электрических нагревательных устройств.
- •Вопросы для самоподготовки:
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
1.1.1. Характеристики состава топлива.
Для определения проводится технический и химический анализы.
Технический анализ проводится для твердого и жидкого топлива и дает процентное содержание в топливе влаги и золы.
Химический анализ проводится для определения содержания отдельных элементов (элементарный анализ) и для определения содержания отдельных химических соединений в топливе. Элементарный анализ проводится для твердого и жидкого топлива.
Различают:
Органический состав (говорят о природе топлива)
Горячая масса (по ней судят о топливе как о горючем)
Сухая масса
Рабочий состав
В справочной литературе топливо характеризуется горючей массой и содержанием влаги и золы в рабочем составе. Все расчеты горения топлива, теплоты сгорания, температуры горения проводятся по рабочему составу, поэтому применяются коэффициенты перерасчета заданного состава в рабочий состав.
Для перерасчета органического состава на рабочий состав
(1)
Для перерасчета горючей массы на рабочий состав
(2)
Для перерасчета сухого состава на рабочий состав
(3)
где , , - Коэффициенты перерасчета органического, горючего и сухого состава топлива на рабочий состав;
, , , - процентное содержание элемента, входящего в состав жидкого топлива в рабочем, органическом, горючем, сухом составе.
Пример №1
Определить рабочий состав топлива по следующим данным: , , , , , ,
Итого: - по массе.
Химический состав газообразного топлива выражается в объемных процентах. Влага, имеющаяся в топливе, не учитывается. Получается сухой состав газообразных
Влага дается как масса воды на единицу объема сухого газа .
То есть условия добычи, транспортировки дают при одном содержании сухого газа различный влажный состав, то для его определения также имеется коэффициент перерасчета
(4)
Коэффициент получается из следующих рассуждений: при нормальных физических условиях Т=273К и р=760мм ртутного столба килограммолекула любого газа занимает объем 22.4м3 (закон Авогадро).
Так как килограммолекула влаги (18кг) занимает объем 22.4м3, то 1 г. Влаги занимает объем .
Если на 1 м3 сухого газа приходится влаги , то фактически объем влажного газа составит , поэтому коэффициент перерасчета
(5)
Процентное содержание любого газа во влажном составе будет
(6)
Пример №2
Определить влажный состав природного газа по следующим данным: , ,
1.1.2. Теплота сгорания топлива.
При сжигании топлива выделяется тепловая энергия. Количество тепла, которое выделяется при сжигании единицы топлива, называется теплотой сгорания и имеет размерности кДж/м3 или кДж/кг.
В технике различают высшую и низшую теплоту сгорания.
Высшая теплота сгорания ( ) соответствует условию, что все водяные пары образовавшиеся при горении доводится до жидкого состояния при 273К (0С).
Низшая теплота сгорания ( ) соответствует условию, что содержащиеся в продуктах сгорания водяной пар охлажден до 293К (20С). Низшая теплота сгорания Больше соответствует действительному положению, так как практически при сжигании топлива пары воды в газообразном состоянии уносятся с продуктами горения. Разница между ними составляет 2516.39 кДж/кг воды.
Теплоту сгорания можно измерять, сжигая навеску или определенный объем топлива в калориметрах. В инженерной практике теплоту сгорания топлива определяют расчетным путем на основе данных химического анализа с использованием тепловых эффектов реакции горения отдельных составляющих или с применением эмпирических формул.
Для газообразного топлива
(7)
q – тепловой коэффициент окисления соответствующего газа, кДж/м3.
Для жидкого состояния топлива (формула Менделеева Д.И.)
Пример № 3
Определить теплоту сгорания природного газа, если его сухой состав , и содержание влаги .
Определяем влажный состав топлива (см. ранее) и получим
,
Из справочника -
Пример № 4
Определить теплоту сгорания жидкого топлива состава в примере № 1.
Рабочий состав