Приложение B.14. Файл с решением

Расчет горения топлива

===========================================================

Исходный состав cухого газа (%):

CH4 = 98.00

C3H8 = 0.90

C4H10 = 0.80

N2 = 0.30

Температура сухого атмоферного воздуха = 10.0 град. С

Влажность газа = 5.00 г/м3

Влажный состав газа (%):

CH4 = 97.39

C3H8 = 0.89

C4H10 = 0.80

N2 = 0.30

H2O = 0.62

Влагосодержание атмосферного воздуха dsv = 9.80 г/м3

Коэффициент избытка воздуха alfa = 1.15

Теплота сгорания топлива:

Qнр = 358*CH4вл +913*C3H8вл +1185*C4H10вл =

= 358*97,394% +913*0,894% +1185*0,795% = 36626 кДж/м3

Объем кислорода, необходимого для сжигания 1 м3 газа:

V_O2 = 0.01*(2*CH4вл +5*C3H8вл +6,5*C4H10вл) =

= 0.01*(2*97,394% +5*0,894% +6,5*0,795%) = 2.044 м3/м3

===========================================================

Теоретически необходимое количество сухого воздуха:

L0с.в. = 4.76 * V_O2 = 4.76 * 2.044 = 9.731 м3/м3

Действительное количество сухого воздуха:

Laс.в. = alfa * L0с.в. = 1.15 * 9.731 = 11.190 м3/м3

Теоретически необходимое количество атмосферного воздуха:

L0в.в.=(1+0,00124*dс.в.)*L0с.в.=(1+0,00124* 9.80)* 9.731= 9.849 м3/м3

Действительное количество атмосферного воздуха:

Laв.в. = alfa*L0в.в.=1.15* 9.849=11.326 м3/м3

===========================================================

Объем продуктов горения:

V_CO2 = 0.01*(1*CH4вл +3*C3H8вл +4*C4H10вл) =

= 0.01*(1*97,394% +3*0,894% +4*0,795%) = 1.033 м3/м3

V_H2O = 0.01*(2*CH4вл +4*C3H8вл +5*C4H10вл +1*H2Oвл) +

+0,00124*dс.в.*La_вв/(1+0,00124*dс.в.)=

= 0.01*(2*97,394% +4*0,894% +5*0,795% +1*0,618%) +

+0,00124*9,800*11,326/(1+0,00124*9,800)= 2.166 м3/м3

V_N2 = 0,01*N2вл+3,76*alfa*V_O2=0.01* 0.298+3.76*1.15*2.044=8.84 м3/м3

V_O2избыт. = (alfa-1)*V_O2=(1.15-1)* 2.044= 0.307 м3/м3

Общее количество продуктов горения:

Va = V_CO2+V_H2O+V_N2+V_O2избыт.= 1.033+2.166+8.84+0.307=12.347 м3/м3

===========================================================

Процентный состав продуктов горения:

CO2 = 100*Va_CO2/Va = 100* 1.033/12.347= 8.36 %

H2O = 100*Va_H2O/Va = 100* 2.166/12.347= 17.54 %

N2 = 100*Va_N2/Va = 100* 8.842/12.347= 71.61 %

O2избыт. = 100*V_O2избыт./Va = 100* 0.307/12.347= 2.48 %

Материальный баланс горения природного газа (V=100 м3):

===========================================================

Приход, кг

===========================================================

Плотность топлива:

r_topl = 16*CH4вл +44*C3H8вл +58*C4H10вл +28*N2вл +18*H2Oвл =

= 16*97,394% +44*0,894% +58*0,795% +28*0,298% +18*0,618% = 0.743 кг/м3

Масса природного газа:

M_топл = r_топл * V = 0.743*100= 74.252 кг

Пересчет воздуха на влажную массу:

H2Oв.в. = 100*dс.в./(803.6+dс.в.)=100*9.80/(803.6+9.80) = 1.205 %

O2в.в. = (100-H2Oв.в.)*21/100=(100-20.747)*21/100=20.747 %

N2в.в. = (100-H2Oв.в.)*79/100=(100- 1.205)*21/100=78.048 %

Плотность воздуха:

r_возд = (H2Oв.в.*18+O2в.в.*32+N2в.в.*28)/(100*22.4)=

=(1.205*18+20.747*32+78.048*28)/(100*22.4)= 1.282 кг/м3

Масса воздуха:

M_возд = r_возд * V * Laв.в.= 1.282*100*11.326 =1451.667 кг

Приход = М_топл + M_возд = 74.252+1451.667=1525.920 кг

===========================================================

Расход, кг

===========================================================

Плотность продуктов горения:

r_гор = (CO2_гор*44+SO2_гор*64+H2O_гор*18+N2_гор*28+O2_избыт.*32)/

/(100*22.4)=(8.36*44+17.54*18+71.61*28+ 0.31*32)/(100*22.4)=

= 1.236 кг/м3

Масса продуктов горения:

M_гор = r_гор * V * Laв.в.= 1.236*100*11.326 =1525.959 кг

===========================================================

Невязка = 100 * | M_топл + М_возд - М_гор |/М_гор =

= 100 * | 1525.920-1525.959 |/1525.959 = 0.003 %