Топливо, газовые смеси и теплоемкость

  • Вид работы:
    Контрольная работа
  • Предмет:
    Физика
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    5,72 Кб
  • Опубликовано:
    2016-04-28
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Топливо, газовые смеси и теплоемкость

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 ζ =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

ζQH+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:

ζQH +Qo =Qп.сг.

где: Qo - Теплота, вносимая окислителем;

ζ - Коэффициент полноты сгорания топлива;

Qn. Сг - Теплота, полученная продуктами сгорания;

Находим теплоту, выделяющуюся при сжигании топлива (ζQh).

Из таблицы 2 берется значение Qh:

Qh=27100 кДж/кг

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

ζ*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:

ζQH +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=0N2=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):

ζQh= Qn.Сг

=(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=02=

= -1.09369 + 1,495/0,000214=1875 К

Похожие работы на - Топливо, газовые смеси и теплоемкость

 

Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!