Қатты отынның жануы туралы

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ

БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

СЕМЕЙ ҚАЛАСЫНЫҢ ШӘКӘРІМ АТЫНДАҒЫ

МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ

Инженерлік-технологиялық факультет

Техникалық физика және жылуэнергетика

Отынды жағудың арнайы сұрақтары

ОӨЖ

Қатты отынның жануы.

Орындаған:

Тэ-317 тобының студенті:

Досанов Б. С

Тексерген:

Шалаганова А. Н., аға оқытушы

Семей 2015 ж.
МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ . . . 3

1 Отынның жануының теориялық температурасын анықтау . . . 4

2 Қатты отынның құрамдары . . . 6

3Қатты отынның жануы . . . 5

4 Қорытынды . . . 9

5 ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ . . . 10

Кіріспе

Жангыш заттардың, техникалық құрылғыларда экономикалъқ мақсатқа сәйкес, жанудагы - көп мөлшерлі жылулықты, өндірісте қолдануын - энергетикалық отындар деп атайды. Отындар - табиғи және жасанды болуы мүмкін, сонымен бірге табиғи отындар, органикалық және органикалық емес (мысалы, ядро отындары) болып бөлінеді.

Отынның жануының теориялық температурасын анықтау

Қазандық агрегаттың оттығында, отынның жануының жүруі кезінде, , өнімнің жануының қатты қызған жылуына айналады. Жанған өнімнің және жанып жатқан отынның, бір жылулық бөлігі қыздыру бетіне сәулеленіп беріледі, ол жағушы камерада орналасқан. Оттықтағы жылу алмасуын есептеу кезінде, жанудың теориялық температурасы анықталуы тиіс, яғни отынның жануы, тұйықталған кеңістік жағдайында болуы кезіндегі қоршаған ортамен жылу алмаспауы тиіс (адиабатты жану) . Теориялық жанутемпературасыva жанған өнімэнтальпиясынаiт сәйкес болып, оттықтағы qT пайдалы жылу бөлінуінің мөлшеріне тең. Оттықтағы пайдалы жылу бөлінуге арналған, қысқартылған тұріндегі формуласы мына тұрде шешіледі:

мұндағы q'3 және q'4-, отынның толық жанбауынан жылудың жоғалуы, %; VгC'г- отын өнімінің жанудағы орташасуммалыменшікті және көлемдік жылу сиымдылығы, кДж/(кгК) немесе кдж/(м3К) ; ia - ауаның физикалық жылу немесе оның оттыққа кірер , кДж/м3; iо ж - отынныңфизикалықжылуы, кДж/кг немесе кДж/м3. (20. 1) теңдеуден, жанудың теориялық температурасын былай анықтайды:

Себебі, С'г газдың орташа жылу сыйымдылығы, Va байланысты, онда, (19. 4) теңдеуді, шамалап () - Va температурасын бере отырып және оның, газдарының орташа жылу сыйымдылығына сәйкес, анықталады. Алынған температура қабылданғанымен бірдей болуы тиіс. (19. 3) және (19. 4) теңдеулерді талдауда көрсеткендей, теориялық жану температурасы, негізінен отынның жану жылылығына qPH байланысты. qрн (qCH ) неғұрлым көп болса, солғұрлым va жоғары болады. Оттықтағыауашамасының артық болуынан және жылудың жоғалуы есебінен, теориялық жану температурасы жоғары болуы мүмкін. Va артуына, сонымен қатар, ауа жылытқышпен ауаны, оттыққа жылыта кіргізу - пайдалы болады. Қазандық агрегаттардың жұмысын сипаттап көрсететініне, , негізгі көрсеткіштеріне, оттықтан ұшып шығар . V’’Tгаздардыңыстық температурасы да әсерін тигізеді. V’’T шамасын анықтаушы негізгі факторы болып, пайдаланылатын отын түрлері және оны жағу тәсілдері жатады. Қатты отынды жағу кезінде, . V’’T анықталған шегінде болуы тиіс. Төменгі шегі, жану процессінің тұрақты сақталу жағдайымен анықталады. Жоғарғы шегі қазандыкагрегаттың, шлаксыз жұмыс атқару жағдайымен анықталады. Осы жағдайына бауланысты, қатты отынның, балқыған күл бөлшектерінің немесе газдың жұмсартуымен бірге оттықтан конвективті беттік қыздыруын, алып кетілуін болдырылмауы тиіс, себебі балқыған күл қыздыру, салыстырмалы суық бетіне қонып (түсіп), шлактыңқатты беттік қабатын құрайды да, қыздыру бетінің жылулық қабылдауын тез төмендетеді. Бұлфактор, қатты отынды камералы жағу кезінде, оттық газ жүргізгішінен күл ұшып шығуы, қабатты жағуға қарағанда, едәуір көп мөлшерде өтеді, сондықтан, бұған, едәуір үлкен мағына беріледі. Түтінді газдар температурасы, камералы оттың соңында, көмірді жағу кезінде - 1050 . . . 1150°С артпауы тиіс, қабаттап жағу VT" кезінде, 900 . . . 1000°С дейін тқмендеуі мүмкін, себебі, Бұл жағдайда, факелді жануға қарағанда, қатты отынның жану тұрақтылығы жоғары. Сұйықжәнегазтүріндегі отындарды жағу кезіндегі, VT" таңдау мәселесі оңай шешіледі. Осы түрдегі отындардың жану тұрақтылығы өте жоғары, ал шлактануы, мүмкінді болмайды. Қазандық агрегаттарды жобалау кезіндегі, VT" таңдауда - 900 . . . 1200°С шегінде болады. Сәулеленуін, оттықта орналасқан қыздыру бетінің, беруіндегі меншікті жылулық мөлшерін, мына теңдеумен анықтайды:мұндағы iT- меншікті немесе оттық соңындағы температура кезіндегі, түтінді газдардың көлемдік энтальпиясы, кДж/кг немесе кДж/м3. Оттықтағы, экранды беттік берілуінің жылу мөлшері, қатты ысыған газдан бетке түсуі, конвекцияныңжылу беруіне қарағанда, ең жоғарыда болады да және оны дәл есептеу тіптен қажет. Олар, жылу беруші және жылулық баланстары бойынша анықталады. Мұндағы жылулық беруші теңдеуСтефан-Больцманныңтеңдеуі деп аталады. Есептеу формуласын ВТИФ. Э. Дзержинскийатындағы, Г. М. ; осыларға формула:мұндағы σ0=5, 7*10−8 Вт/(м2К4) - абсолютты қара дененің сәулелену коэффициенті; аw - оттықтың қаралануынан келтірілген коэффициенті (арнаулы анықтамаларда беріледі) ; Нл - экранның қыздыру бетінің сәуле қабылдаушы ауданы, м2; Tф - жанатын ортаның орталандырылған температурасы (анықтама бойынша), К; Тс - қабырға бетінің температурасы, К; есептеліп алынған qл (20. 3) және (19. 6) бойынша маңызы бірдей. Жағу үшін жылулық балансының теңдеуі:

мұндағы φ=(100-q5) /100 - жылулықты сақтау коэффициенті; V - өнімнің жану көлемі, м3/кг температура аралығында (Tа-Т"T) , кДж/(м3К) ; Tа - отынның жануыныңадиабатты(теориялық) температурасы, К; Т"T- оттықтан шыққан газ температурасы, К; i"T- меншікті немесе оттықтан шыққан газдардың көлемдікэнтальпиясы, кДж/кг немесе кДж/м3, Вр - шынында жанып кеткен, отын мөлшері, кг/с, м3/с (немесе кг/сағ, м3/сағ) . Оттықтан кейін орналасқан, қыздырудың конвективті беті, сонымен қатар, екі теңдеу негізінде есептейді: жылулық балансы және жылулық беруші. Пайдалы жылу бөлінуден qT жылу үлесінің оттыққа, сәулеленіп qл берілуін - оттыққа тікелей беру коэффициенті деп атайды.

Жанудың тікелей беру коэффициенті, . Оның, шешуші мағынасы болып, жағылуға орналасқан сәуле қабылдаушы, қыздыру бетінің ауданы. Ылғалды отынды жағу кезінде, оның жануы төменгі температурада болады, әдетте отын қабатының үстінде күмбезі орналасады. Соңғысы % шамасын кемітеді, оның орнына, жылуды сәулелендіріп, отынның жану температурасын жеткілікті жоғары деңгейде ұстайды.

Отын қүрамын, оның жүмысшы массасы бойьшша әдетте, қазандық агрегаттардың өндірістік пештерді және басқаларының жылулық есептері кезінде пайдаланады. Отынды топтастыру үшін (классификация), оның жалпы қасиеттерін зерттейді, осыған байланысты - құргақ жангыш отын массасы ұғымьн қолданады. Осы, шартты отын массаларына сәйкес, индекс «С» жэне «Г» белгілейді. Отын массасында, толық ылғал болмаган кездегісін, құрғақ деп атайды да мына теңдеумен шешеді:CC + HC + SСjh+k + OC+NC+AC=100%. (6. 2)

Жанғыш құрамды, яғни, сусыз және күлсіз отын массасы, ондағы көміртегі, сутегі және жанғыш күкірттен басқа, олар шартты түрде қосылады да, мына теңдеумен шешіледі:СГ + НГ + SГіһ+к + ОГ + NГ = 100%. (6. 3)

Жанғыш массалар болып, отынның, өте тұрақты қүрамы ғанасаналады. Егер, отынның жанғыш массасы құрамынан, колчедандыкүкіртті (SГ K) алып тастаса, онда отынның органикалық массасынбылай анықтайды:С° + Н° + 00 + N0 ор+к =100% (6. 4)

Әрбір элемент, күрделі элементтердің қосылысы жэне отын қүрамына кіруіне байланысты, оның жылутехникалық қасиетін анықтайды. Отындардың жылутехникалық сипаттамалары. Отынның негізгі элементтерінің, жылутехникалық сипаттамаларын қарастыралық. Көміртегі - отынның жанушы бөлігінің бас құраушысы болады. Көміртегінің жануының меншікті жылулығы - 33, 65 МДж/кг. Отынның жанғыш массасы бойьнша көміртегінің құрамының құалуы: отын және шымтезекте 50. . 58%; қоңыр және тас көмірде 60 . . . 75%; нашар көмір және антрациттер 88 . . . 93%; тақта таста 60 . . . 75%; мазутта 86 . . . 88%. Сондықтан, қатты отынның геологиялық жасына байланысты, көміртектенуі көбейген сайын, ол оның, оның құрамындағы көміртегі ұлғаяды. Отындағы көміртегінің құрамы көп болуынан, оның тұтануы қиындау және жануы қысқа болады. Сутегі - отынның жануға қажетті құраушысы. Оның жанудағы меншікті жылулығы (-142 МДж/кг немесе 10, 8 МДж/м3) көміртегінің жануынан, меншікті жылулығы 4, 2 есе көп. Қатты отындардың жасына байланысты сутегінің құрамы азаяды. Отындағы сутегі мөлшерінің, едәуір барболуынан, смолалы қоспалардың жану кезінде, бөліну спектар болып, созылған түтінді жалын береді де, жанғыш массадағы сутегінің мөлшерін құрайды: мазутта -10, 0 . . . 10, 5%, отында жэне шымтезекте - 6 . . . 6, 2%; қоңыр және тас көмірде- 4 . . . 6%; антрацитте - 2, 0 . . . 2, 4%. Күкірттің қатты отын құрамындағысы - органикалық SОР, колчеданды S K және сульфатты SK болып бөлінеді, яғни SОр+SK+SK+SC. Органикалық күкірт және колчеданды жанғыш немесе ұшпалы күкіртті құрайды, яғни Sор + SК = SЛ. Күкіртті сульфат жануға қатыспайды да, күл құрамына кіреді. Күкірттің жануынан меншікті жылулығы SO2=9, 05 МДж/кг. Күлдегі күкірттің жалпы құрамы көп емес (2 . . . 3%), бірақ, қоңыр көмірде 7 . . . 8% дейін жетеді, ал тақта таста - 15% дейін. Сұйық отында (мазутта), ол еркін жағдайда кездеседі және органикалық қоспалар түрінде кездеседі; оның қүрамы 3% дейін жетеді. Табиғи газдарда, күкірт практика түрінде кездеспейді. Отындағы күкірт, зиянды қоспаға жатады, себебі оның жануындағы продуктылар SO2 жэне SО3 қазандық агрегаттар мен басқа аппаратуралардың, металды беттерінде тотықтануын туғызады; одан басқа, түтінді газдармен атмосфераға түсуінен қоршаған ауаны былғайды. Оттегі - отынның жанбайтын массасына жатады. Ол, отынның химиялық қоспаларының, кейбір жанғыш компоненттерінде (мысалы, сутегімен) болады, сондықтан, отынның жанғыш массасын азайтады, яғни, отын жарым-жартылай құнсызданады. Азот жануға қатыспайды да, ол және отынның инертті бөлігі болады. Азот, оттегімен бірге отынның ішкі балластын қүрайды. Оттың күлдері - қатты жанбайтын қалдығы, толық жанғаннан кейінгі алынатын отынның минералды қапдығы. Ол ылғал сияқты, отынның сыртқы балластына жатады. Күлдер, отынның минералды қалдықтарының тотықтануы және ажыратылу нәтижесінде пайда болады. Көп жағдайларда, қазбалы қатты отындардың күлінде, негізгі төрт компоненттен тұрады: SiO2, А12Оз, FеО, СаО және азғантай мөлшерде МgО, К2О- сілтілер мен хлоридтер болады. Күлдер құрамында немесе жанбайтын қатты қалдықтарда, қоңыр және тас көмірдің жанғаннан кейінгі (отынның жұмысшы массасынан пайызбен алғанда) - 5 . . . 25%, шым тезекте 5 . . . 7%, отында 0, 6%, мазутта 0, 3%, тақта таста 40 . . . 60% дейін құрайды. Қатты отындарды жағу кезінде, күлдердің қасиеті маңызды мәнінде болады, оның абразивтілігі және балқығыштығының температуралық көрсеткіші белгілі болады. Күлдің бастапқы деформациялық температурасы T1 бастапқы жұмсаруы T2, бастапқы сұйық балқу жағдайы T3 және күлдердің бастапқы сұйық ағу жағдайы T0 белгіленеді. Күлдің, бастапқы сүйықбалқу жағдайындағы температурасы: Tз<1350°С - жеңіл балқығышты, T3=1350 . . . 1450°С - орташа балқы-ғыштығы жэне T

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.