Рассчитать: а) количество теплоты; б) теоретическую температуру горения газообразного топлива элемент-ныйсостав которого приведен в

Рассчитать: а) количество теплоты; б) теоретическую температуру горения газообразного топлива элемент-ныйсостав которого приведен в табл. 1 при заданном коэффициенте избытка воздуха α = 1,5; в) расход топлива, если известны исходные данные: 1) топливо (выбрать по табл. 1); 2) теплоемкость продуктов сгорания (выбрать по табл. 2). Таблица 1 Средняя характеристика природных газов некоторых газопроводов Газопровод Состав газа по объему, % CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 N2 CO2 10. Рудки – Минск 95,6 0,7 0,4 0,2 0,2 2,8 0,1 Таблица 2 Средняя теплоемкость газов от 0 до 500 °С, кДж/(м3∙°С) T, °С СО2 воздух N2 О2 СН4 Н2О 0 100 200 300 400 500 1,608 1,736 1,805 1,880 1,943 2,010 1,298 1,302 1,311 1,319 1,332 1,344 1,298 1,302 1,306 1,315 1,323 1,336 1,306 1,315 1,336 1,357 1,378 1,339 1,541 1,616 1,754 1,886 2,010 2,131 1,491 1,499 1,516 1,537 1,558 1,583 Примечание: теплоемкость природного газа можно брать по метану.

Определим низшую теплотворную способность газообразного топлива по формуле:
Qн=0,358CH4+0,638C2H6+0,913C3H8+0,1187C4H10+0,1461C5H12;Мдж/м3
где:
CH4, C2H6, C3H8,C4H10,C4H12 - процентное по объему содержание соответствующих газов в составе смеси.
Qн=0,358∙95,6+0,638∙0,7+0,913∙0,4+0,1187∙0,2+0,1461∙0,2=35,09 Мдж/м3
Определим теоретически необходимое количество сухого воздуха по формуле:
L0=0.0476∙2CH4+3.5C2H6+5C3H8+6.5C4H10+8C5H12;м3/м3
L0=0,04762∙95,6+3,5∙0,7+5∙0,4+6,5∙0,2+8∙0,2=9,554 м3/м3
С учетом влажности атмосферного воздуха при влагосодержании d = 10 г/кг сухого воздуха получим:
L0=1,016L0=1,016∙9.554=9,707 м3/м3
Действительное количество воздуха при коэффициенте избытка воздуха α=1,5
сухого -Lα=1,5∙9,544=14,316 м3/м3
атмосферного – L'α=1,5∙9,707=14,56 м3/м3
Определим объемы отдельных продуктов горения по формулам:
VCO2=0,01CO2+CH4+2C2H6+3C3H8+4C4H10+5C4H10;м3/м3
VH2O=0.012CH4+3C2H6+4C3H8+5C4H10+6C5H12+0,16d∙Lα;м3/м3
VN2=0,79Lα+0.01N2;м3/м3
VO2=0,21α-1∙L0; м3/м3
VCO2=0,010.1+95,6+2∙0,7+3∙0,4+4∙0,2+5∙0,2=1.001 м3/м3
VH2O=0,012∙95,6+3∙0,7+4∙0,4+5∙0,2+6∙0,2+0,16∙10∙14,316=2,83 м3/м3
VN2=0,79∙14,316+0,01∙2,8=11,338 м3/м3
VO2=0,21∙1,5-1∙9,554=1 м3/м3
Общий объем продуктов горения при коэффициенте избытка воздуха α=1,5
V=VCO2+VH2O+VN2+VO2=1,001+2,83+11,338+1=16.169 м3/м3
Определим теоретическую температуру горения топлива по формуле:
Tг=QViCi;℃
где:
Сi – теплоёмкость соответствующего продукта сгорания; кДж/м3 0С
Vi – объём соответствующего продукта сгорания; м3/м3
Tг=QCpCO2∙VCO2+CpH2O∙VH2O+CpN2∙VN2+CpO2VO2;℃
где:
CpCO2=2,01 кДж/кг℃ - теплоемкость углекислого газа
CpH2O=1,583 кДж/кг℃ - теплоемкость воды
CpN2=1,336кДжкг℃ -теплоемкость азота
CpO2=1,339 кДжкг℃ -теплоемкость кислорода
Tг=35,091,001∙2,01∙10-3+2,83∙1.583∙10-3+11,338∙1,336∙10-3+16,169∙1,339∙10-3=810,6 ℃
Рассчитаем тепловой эквивалент топлива по формуле:
Э=Qн1с29,3=35,0929,3=1,198