Bài tập lớn kỹ thuật cháy

Bài tập lớn môn kỹ thuật cháy. Bài tập tính toán quá trình cháy trong buồng đốt với số liệu thành phần nhiên liệu cho trước. Bài tập gồm 6 trang tính toán gồm lập bảng tính cháy, tính toán lượng không khí lý thuyết và thực tế, tính enthalpy của sản phẩm cháy và tính nhiệt độ sản phẩm cháy

Bài Tập Lớn Kỹ Thuật Cháy

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Văn An

MSSV : 20121941

Giảng viên hướng dẫn :PGS.TS Trần Gia Mỹ

Giữ liệu đầu vào

% Thành phần khí khô

Độ chứa ẩm của nhiên liệu

( g/m 3 K )

Nhiệt độ nung nóng không khí 250 o C Hệ số không khí thừa ∝ = 1.20

Yêu cầu thực hiện các bước sau :

1 Lập bảng tính cháy cho nhiên liệu trên

2 Tính toán lượng không khí lý thuyết và thực tế

3 Khối lượng riêng của sản phẩm cháy lý thuyết và thực tế

4 Tính enthalpy của sản phẩm cháy

5 Tính nhiệt độ cháy đoạn nhiệt trong buồng đốt và nhiệt độ cháy buồng

đốt khi hiệu suất buồng đốt ɳ = 0,75

Bài Làm

1 Lập bảng tính cháy cho nhiên liệu

Do số thứ tự trong danh sách của em là 11 nên em lấy n =11

• Tính thành phần khí nhiên liệu

- Ta có khí có các thành phần khô sau : [CH 4 ] k = 11(%) , [N2 ] k = 2(%)

- Ta có : [CH 4 ] k + [N 2 ] k + [H 2 ] k = 100 (%)

(g/m3

hỗn hợp không khí khô :

[H 2 O] d = = 2.66 (%)

Ta có hệ số chuyển đổi : K (k-d) = = = 0.9734

- Ta có khí có các thành phần sử dụng sau :

[CH 4 ] d = K(k-d) [CH 4 ] k = 0.9734 11% = 10.70(%)

[N 2 ] d = K(k-d) [N 2 ] k = 0.9734 2% = 1.95 (%)

[H 2 ] d = K(k-d) [H 2 ] k = 0.9734 87% = 84.69 (%)

[H 2 O] d= 2.66 (%)

Hỗn hợp khí nhiên liệu có tỉ lệ phần trăm (%) như sau :

Thành phần không khí dùng cho quá trình cháy (%) :

Hỗn hợp đốt với hệ số không khí là : ∝ = 1.20

• Khi đốt nhiên liệu trên với không khí ta có bảng sau :

Ta coi tổng nhiên liệu là 100 m 3

Khí

thành

phần

CH 4 10,70 10,70 21,40 63,75.3,7

62=239, 86

10.70 21.40

-80.50+

159.32+

1.95

=241.77

-∝=1.00

∑ 100 100 63,75 239,86 303,61 10,70 108,75 0 241,77 361,22

∝=1.20

∑ 100 100 76,50 287,83 364,33 10,70 108,75 12.75 289,83 422,03

Phương trình cháy của nhiên liệu :

CH4 + 2O2  CO2 + 2H2O 2H2 + O2  2H2O

2 Tính toán lượng không khí

- Lượng không khí lý thuyết : 303,61 [ m3]

- Lượng không khí thực tế : 364,33 [m3]

3 Khối lượng riêng của sản phẩm cháy

3.1 Khối lượng riêng của sản phẩm cháy lý thuyết

Tổng khối lượng sản phẩm cháy lý thuyết là :

Khối lượng riêng sản phẩm cháy lý thuyết :

3.2 Khối lượng riêng của sản phẩm cháy thực tế ( α = 1,20)

Tổng khối lượng sản phẩm cháy thực tế là :

Khối lượng riêng của sản phẩm cháy thực tế là :

4 Enthalpy của sản phẩm cháy

4.1 Với hệ số không khí thừa α = 1,00

Nhiệt trị thấp Hu là :

Hu =418,6 { 25,8.[H2]d + 85,5.[CH4]d } = 13976 [kJ/m3] Lượng sản phẩm cháy khi cháy hoàn toàn là :

Ta có :

Trong đó : ikk :enthalpy của không khí cấp vào với nhiệt độ nung 250oC

lkk : lượng không khí thực tế

inl : enthalpy của nhiên liệu

4.2 Với hệ số không khí thừa α = 1,20

Nhiệt trị thấp Hu là :

Hu = 418,6 { 25,8.[H2]d + 85,5.[CH4]d } = 13976[kJ/m3] Lượng sản phẩm cháy khi cháy hoàn toàn là :

Ta có :

Trong đó : ikk : enthalpy của không khí cấp vào với nhiệt độ nung 250oC

lkk : lượng không khí thực tế

inl : enthalpy của nhiên liệu

5 Nhiệt độ cháy đoạn nhiệt trong buồng đốt với hệ số thừa không khí α=1,20

Chọn nhiệt độ t 1 = 2000 o C tra đồ thị ta có :

iCO2 = 4910,51 ( kJ/m3) , iH2O= 3889,72 (kJ/m3), iO2 =3142,76(kJ/m3),

iN2=2970,25(kJ/m3)

ri : hệ số thể tích ( ri = vi/va)

Chọn nhiệt độ t 2 = 2100 o C tra đồ thị ta có :

iCO2 = 5186,81 ( kJ/m3) , iH2O= 4121,79 (kJ/m3) , iO2= 3314,85 (kJ/m3) ,

iN2=3131,96(kJ/m3 )

Nhiệt độ cháy thực tế là :