Решение задачи: Расчет характеристик топлива и процесса горения (Вариант 4)

Вариант 4 Решение задачи по расчету характеристик топлива и процесса горения. 1. Определение низшей теплоты сгорания рабочей массы топлива по формуле Менделеева: \[ Q_H^P = 339 \cdot C^P + 1030 \cdot H^P - 109 \cdot (O^P - S^P) - 25 \cdot W^P \] Подставим значения из условия: \( C^P = 67,9 \% \), \( H^P = 4,7 \% \), \( O^P = 8,8 \% \), \( S^P = 0,6 \% \), \( W^P = 8,0 \% \). \[ Q_H^P = 339 \cdot 67,9 + 1030 \cdot 4,7 - 109 \cdot (8,8 - 0,6) - 25 \cdot 8,0 \] \[ Q_H^P = 23018,1 + 4841 - 893,8 - 200 = 26765,3 \text{ кДж/кг} \] 2. Расчет теоретически необходимого количества воздуха для сгорания 1 кг топлива: \[ V^0 = 0,0889 \cdot (C^P + 0,375 \cdot S^P) + 0,265 \cdot H^P - 0,0333 \cdot O^P \] \[ V^0 = 0,0889 \cdot (67,9 + 0,375 \cdot 0,6) + 0,265 \cdot 4,7 - 0,0333 \cdot 8,8 \] \[ V^0 = 0,0889 \cdot 68,125 + 1,2455 - 0,29304 \] \[ V^0 = 6,056 + 1,2455 - 0,29304 \approx 7,01 \text{ м}^3/\text{кг} \] 3. Расчет действительного объема воздуха при заданном коэффициенте избытка воздуха \( \alpha = 1,4 \): \[ V_{\alpha} = \alpha \cdot V^0 \] \[ V_{\alpha} = 1,4 \cdot 7,01 = 9,814 \text{ м}^3/\text{кг} \] 4. Определение объемов продуктов сгорания при \( \alpha = 1 \): Объем углекислого газа: \[ V_{CO_2} = 0,01866 \cdot C^P = 0,01866 \cdot 67,9 \approx 1,267 \text{ м}^3/\text{кг} \] Объем сернистого газа: \[ V_{SO_2} = 0,007 \cdot S^P = 0,007 \cdot 0,6 = 0,0042 \text{ м}^3/\text{кг} \] Объем азота: \[ V_{N_2}^0 = 0,79 \cdot V^0 = 0,79 \cdot 7,01 \approx 5,538 \text{ м}^3/\text{кг} \] Объем водяных паров: \[ V_{H_2O}^0 = 0,111 \cdot H^P + 0,0124 \cdot W^P + 0,0161 \cdot V^0 \] \[ V_{H_2O}^0 = 0,111 \cdot 4,7 + 0,0124 \cdot 8,0 + 0,0161 \cdot 7,01 \] \[ V_{H_2O}^0 = 0,5217 + 0,0992 + 0,1129 \approx 0,734 \text{ м}^3/\text{кг} \] 5. Полный объем продуктов сгорания при \( \alpha = 1,4 \): \[ V_g = V_{CO_2} + V_{SO_2} + V_{N_2}^0 + V_{H_2O}^0 + (\alpha - 1) \cdot V^0 \] \[ V_g = 1,267 + 0,0042 + 5,538 + 0,734 + (1,4 - 1) \cdot 7,01 \] \[ V_g = 7,5432 + 0,4 \cdot 7,01 = 7,5432 + 2,804 = 10,3472 \text{ м}^3/\text{кг} \] Ответ: Низшая теплота сгорания топлива составляет \( 26765,3 \text{ кДж/кг} \), действительный объем воздуха для горения \( 9,814 \text{ м}^3/\text{кг} \), полный объем продуктов сгорания \( 10,347 \text{ м}^3/\text{кг} \).