Определить состав рабочей массы горючего вещества, низшую и высшую теплоту сгорания и тепловой эквивалент

Полный состав на горючую массу:
Cг+Hг+Sг+Oг+Nг=57,9+6,0+33,3+2,4=100%
Пересчет с одной массы горючего вещества на другую проводится умножением содержания соответствующего компонента сомножитель K, который при пересчете горючей массы на рабочую равен:
К=100-Ap+Wp100=100-11+40100=0,49
Содержание золы на рабочую массу, %:
Ap=Ac∙100-Wp100=11∙100-40100=6,6 %
Содержание углерода на рабочую массу, %:
Сp=Сг∙К=57,9∙0,49=28,371 %
Содержание водорода на рабочую массу, %:
Нp=Нг∙К=6∙0,49=12,94 %
Содержание серы на рабочую массу, %:
Sлp=Sг∙К=0,4∙0,49=0,196 %
Содержание кислорода на рабочую массу, %:
Op=Oг∙К=33,3∙0,49=1,176 %
Содержание азота на рабочую массу, %:
Np=Nг∙К=2,4∙0,49=16,317 %
Проверка перерасчета по уравнению материального баланса:
CP+HP+SP+OP+NP+AP+WP==28,371+2,94+0,196+1,176+16,137+11+40=100%
Низшая теплота сгорания горючего вещества определяется по формуле:
Qнp=338Сp+1250Нp+109Sp-Оp-25Wp+9⋅Нp==338⋅28,371+1250⋅2,94+109⋅0,196-16,317-25⋅40+9⋅2,94=9845,709 кДж/кг
Высшая теплота сгорания определяется по формуле:
Qвp=Qнp+25∙Wp+9⋅Нp =9845,709 +25∙40+9⋅2,94==11507,21 кДж/кг
Тепловой (энергетический) эквивалент горючего вещества определяется по формуле:
Э=QнpQнpут=9845,70929307,6=0,336
Теоретически необходимый объём воздуха для горения топлива, м3/кг:
V0в=0,089∙Cp+0,266∙Hp+0,033∙Sлp-Op=0,089∙28,371++0,266∙2,94+0,033∙0,196-16,317=2,77 м3/кг
Действительный расход воздуха, м3/кг, при коэффициенте воздуха в топке α=1,15 определяется по формуле:
Vдв=V0в∙α=12,77 ∙1,15=14,69 м3/кг
Объём трехатомных газов, м3/кг:
VRO2=1,866∙Cp+0,375∙Sлp100 =1,866∙28,371+0,375∙0,196100=0,53 м3/кг
Объём двухатомных газов, м3/кг:
VR2=α-0,21∙V0в+0,008∙Np=1,15-0,21∙2,77+0,008∙1,176==2,61 м3/кг
Объём водяных паров, м3/кг:
VН2О=0,0124∙9⋅Нp+Wp+0,0161∙α∙V0в =0,0124∙9⋅2,94+40++0,0161∙1,15∙2,77=0,88 м3/кг
Общий объём дымовых газов, м3/кг:
Vдг=VRO2+VR2+VН2О =0,53+2,61+0,88=4,02 м3/кг
Для определения калориметрической и теоретической температуры горения построим J – t диаграмму в диапазоне температуры 500…2000°С с шагом 500°С .
Энтальпия дымовых газов, кДж/кг:
Jд.г.=cpCO2'∙VRO2+cpN2'∙VR2+cpH2O'∙VН2О∙t
При температуре t=500°С:
Jд.г.=996∙0,53+664∙2,61+794∙0,88=2960 кДж/кг
При температуре t=1000°С:
Jд.г.=2202∙0,53+1394∙2,61+1725∙0,88=6323 кДж/кг
При температуре t=1500°С:
Jд.г.=3504∙0,53+2164∙2,61+2779∙0,88=9951 кДж/кг
При температуре t=2000°С:
Jд.г.=4843∙0,53+2964∙2,61+3926∙0,88=13758 кДж/кг
Для построения J – t диаграммы можно воспользоваться электронной таблицей Microsoft Excel (рис.1).
Рис.1