Источники энергии РГЗ

Дано:

Степановское месторождение (саратовская обл.)

СH₄=95.1%

C₂H₆=2.3%

C₃H₈=0.7%

C₄H₁₀=0.4%

C₅H₁₂=0.8%

CO₂=0.2%

N₂=0.5%

α=1.05

Теплота сгорания – 37810

Решение

Находим теплоту  сгорания топлива низшую (Q_н)

Q_н=358 СH₄+640 C₂H₆+930 C₃H₈+1200 C₄H₁₀ +1460 C₅H₁₂

Q_н=340045,8+1472+480+1168=37165,8 кДж/кг

Находим теплоту  сгорания высшую (Q_B)

Q_в=398 СH₄+700 C₂H₆+1000 C₃H₈+1300 C₄H₁₀ +1578 C₅H₁₂

Q_в=37849,8+1610+700+520+1262,4=41942,2 кДж/кг

Находим количество кислорода

V^oO₂=0.01(2СH₄+3.5C₂H₆+5C₃H₈+6.5C₄H₁₀ +8C₅H₁₂)

V^o O₂=0,01(2*95.1+3.5*2.3+5*0.7+6.5*0.4+8*0.8)=2.11 м³/м³г.

Находи количество воздуха

V^o_воз.=4.76*2.11=10.04 м³/м³г.

Находим количество кислорода при избытке воздуха

VO₂=α*V^oO₂

VO₂=1,05*2,11=2,24 м³/м³г.

Находим количество воздуха при избытке

V_воз.= α* V^o_воз.

V_воз.=1,05,*10,04=10,66 м³/м³г.

Находим избыток  воздуха

V^изб _воз  = (α-1)* V_воз

V^изб _воз  = (1,05-1)* 10,04=0.502 м³/м³т

Находим объем водяных паров

V^o_H20=0,01(2СH₄+3C₂H₆+4C₃H₈+5C₄H₁₀ +6C₅H₁₂)

V^o_H20=0,01*206,7=2,07 м³/м³т

Находим объем  водяных паров при влажности  воздуха 1%

V^o_H20=0,01(2СH₄+3C₂H₆+4C₃H₈+5C₄H₁₀ +6C₅H₁₂+1,6*10,04)

V^o_H20=0,01*223,1=2,23 м³/м³т

Находим количество азота(теор)

V^o _N2 =3.76 V^oO₂+0,01N

V^o _N2 =3.76*2.11+0.01*0.5=7.94 м³/м³т

Находим количество азота

V _N2 =3.76 V^oO₂α+0,01N

V _N2 =3.76*2.11*1.05+0.01*0.5=8.34 м³/м³т

Находи объем  углекислого газа

V_CO2=0.01 (СH₄+2C₂H₆+3C₃H₈+4C₄H₁₀ +5C₅H₁₂ +CO₂);

V_CO2 = 0.01*107.6=1.08 м³/м³т.

Находим количество избыточного воздуха

V_{воз(изб.).}=

V_{воз(изб.).}=0.106 м³/м³т

Находим суммарный  объем сгорания(без избытка)

V^o _∑=V_СO2 + V^o _N2 + V^o_H20

V^o _∑ =1,08+7.94+2.07=11.09 м³/м³т

Находим жаропроизводительность топлива

 

t_max=37165.8/(11.09*1.675)=2000°C

Находим жаропроизводительность методом интерполяции

Q=( V_СO2*С_co2+ V^o_H20*C_H20+ V^o _N2 *C_N2)t_max

Q₂₁₀₀=(2.436*1.08+1.489*7.94+1.928*2.07)*2100=38968.19 кДж/кг

Q₂₀₀₀=(2.422*1.08+1.483*7.94+1.963*2.07)*2000=36908.38 кДж/кг

38968.19 2100

36908.38 2000

2059.81 100

37165.8 2000+X

36908.38 2000

257.42 X

2059.81 100

 

X=

t_max= 2000+12.49=2012.6С

 

Находим жаропроизводительность при влажности воздуха 1%

 

t’_max=2012.59*=1976.4ºС

Находим теплоемкость продуктов сгорания

С_пр.сг.=

С_пр.сг.=

Находим калометрическую температуру (t_в=150º,с_воз=1,306,с^изб _воз=1,501)

 

t _кал= С

Находим температуру  воздуха чтоб получить t _кал=2100°С

 

При t _т=0°С, формула примет вид

 

t _в= =

При c_в= 1,307 t _в=241°С

Находим парциальное  давление

 

Находим степень  диссоциации и, соответственно α и β(приложение 4 и 5)

α=0,125, β=0,035

Находим количество теплоты, затрачиваемых на диссоциацию  продуктов сгорания

Q _дис=12640*α*+10800*β

Q _дис=12640*0,125*1,08+10800*0,035*2,07=1707+782=2489 кДж/кг

Находим теоретическую  температуру сгорания топлива

 

Если t _в=t _т=0°С, то формула примет вид

 

=

Находим действительную температуру горения

t _дейс=t _кал* η_пир, где = 0.65÷0,8

t _дейс =(1222-1504)°С