Bilans cieplny (2)

Bilans cieplny.

  1. Przychód

  1. Wartość opałowa gazu koksowniczego:


$$Q_{\text{ig}} = \frac{\left( \left\lbrack \text{CO} \right\rbrack \bullet Q_{\text{CO}} + \left\lbrack H_{2} \right\rbrack \bullet Q_{H_{2}} + \text{CH}_{4} \bullet Q_{\text{CH}_{4}} + \lbrack C_{n}H_{m}\rbrack \bullet Q_{C_{n}H_{m}} \right)}{100}\ \left\lbrack \frac{\text{kJ}}{m^{3}} \right\rbrack$$
  1. Zawartość wilgoci w gazie koksowniczym:

Przyjęto:


φg = 0, 75


pH2O,tg=19, 013 kPa

  1. Entalpia fizyczna wilgotnego gazu koksowniczego:

  1. Zapotrzebowanie na powietrze do spalania gazu.

    Ilość potrzebnego tlenu:


$$V_{O} = \frac{\left( \left\lbrack \text{CO} \right\rbrack \bullet 0,5 + \left\lbrack H_{2} \right\rbrack \bullet 0,5 + \text{CH}_{4} \bullet 2 + \left\lbrack C_{n}H_{m} \right\rbrack \bullet 3 - \left\lbrack O_{2} \right\rbrack \right)}{100}\left\lbrack \frac{m^{3}}{m^{3}} \right\rbrack$$
Ilość potrzebnego powietrza:

Przyjęto:


λ  = 1, 35 (z danych)

  1. Zawartość wilgoci w powietrzu:

Przyjęto:


φp = 0, 91


pH2O,tp=4, 243 kPa

  1. Entalpia fizyczna powietrza wilgotnego:


$$Q_{3}^{'p} = V_{a} \bullet t_{p} \bullet \left( 0,79 \bullet c_{N_{2}}^{''} \bullet 0,21 \bullet c_{O_{2}}^{''} + W_{p} \bullet c_{H_{2}O}^{''} \right)\ \left\lbrack \frac{\text{kJ}}{m^{3}} \right\rbrack$$
  1. Entalpia fizyczna wsadu węglowego.

    Ciepło właściwe części organicznej:


$$\overset{\overline{}}{c_{c}} = 0,883 \bullet \left( 1 + 0,008V^{d} \right) \bullet \left\lbrack 1 + 0,15 \bullet \frac{t_{w}}{100} - 0,0008\left( \frac{t_{w}}{100} \right)^{3} \right\rbrack\left\lbrack \frac{\text{kJ}}{\text{kgK}} \right\rbrack$$
Ciepło właściwe części mineralnej:
Średnie ciepło właściwe wsadu suchego:

Gdzie:


Ad = 7, 58 %

Entalpia fizyczna wsadu węglowego:

$$Q_{4}^{p} = \left( M_{w}^{d} \bullet {\overset{\overline{}}{c}}_{w} + M_{\left( H_{2}O \right)w} \bullet c_{\left( H_{2}O \right)} \right) \bullet t_{w}\ \left\lbrack \frac{\text{kJ}}{\text{Mg}} \right\rbrack$$
  1. Rozchód

  1. Entalpia fizyczna koksu.

    Zawartość popiołu w suchym koksie:

Zawartość części organicznej w suchym koksie:
Średnie ciepło właściwe koksu:

$${\overset{\overline{}}{c}}_{k} = \frac{A_{k}^{d}}{100} \bullet {\overset{\overline{}}{c}}_{A} + \frac{O_{r}^{d}}{100} \bullet {\overset{\overline{}}{c}}_{B} + \frac{V_{k}^{d}}{100 \bullet \rho_{g}} \bullet {\overset{\overline{}}{c}}_{V}\ \left\lbrack \frac{\text{kJ}}{\text{kgK}} \right\rbrack$$
Średnia temperatura koksu:

t = 25 ,  bo tk = 1020
Entalpia fizyczna koksu:
  1. Entalpia fizyczna suchego gazu koksowniczego:


$$Q_{2}^{r} = \frac{2}{3} \bullet V_{g} \bullet c_{g}^{0 - t_{g1}} \bullet t_{g1} + \frac{1}{3} \bullet V_{g} \bullet c_{g}^{0 - t_{g2}} \bullet t_{g2}\ \left\lbrack \frac{\text{kJ}}{\text{Mg}} \right\rbrack$$

Obliczono:


$$\mathbf{c}_{\mathbf{g}}^{\mathbf{0 -}\mathbf{t}_{\mathbf{g}\mathbf{1}}} = 1,638\ \frac{\text{kJ}}{\text{kgK}}$$


$$\mathbf{c}_{\mathbf{g}}^{\mathbf{0 -}\mathbf{t}_{\mathbf{g}\mathbf{2}}} = 1,667\ \frac{\text{kJ}}{\text{kgK}}$$

  1. Entalpia fizyczna smoły, benzolu, amoniaku i siarkowodoru zawartych w surowym gazie koksowniczym. Q3r

  1. Entalpia fizyczna smoły.

    Średnia temperatura par smoły, benzolu, amoniaku i siarkowodoru:

Średnie ciepło właściwe smoły w temperaturze 0-tSm:

$$c_{\text{Sm}}^{0 - t_{\text{Sm}}} = 4,187 \bullet \left( 0,305 + 0,000392 \bullet t_{\text{Sm}} \right)\ \left\lbrack \frac{\text{kJ}}{\text{kgK}} \right\rbrack$$
Entalpia fizyczna smoły:

Przyjęto:


$$\mathbf{q}_{\mathbf{\text{Sm}}} = 410\ \frac{\text{kJ}}{\text{kg}}$$

  1. Entalpia fizyczna benzolu.

    Średnie ciepło właściwe benzolu:


$$c_{B}^{0 - t_{\text{Sm}}} = \frac{4,187 \bullet \left( 20,7 + 0,026 \bullet t_{\text{Sm}} \right)}{M_{B}}\ \left\lbrack \frac{\text{kJ}}{\text{kgK}} \right\rbrack$$
Entalpia fizyczna benzolu:

Przyjęto:


$$\mathbf{q}_{\mathbf{B}} = 440\ \frac{\text{kJ}}{\text{kg}}$$

  1. Entalpia fizyczna amoniaku:

Obliczono:


$$\mathbf{c}_{\mathbf{\text{NH}}_{\mathbf{3}}}^{\mathbf{0 -}\mathbf{t}_{\mathbf{\text{Sm}}}} = 2,669\ \frac{\text{kJ}}{\text{kgK}}$$

  1. Entalpia fizyczna siarkowodoru:

Obliczono:


$$\mathbf{c}_{\mathbf{H}_{\mathbf{2}}\mathbf{S}}^{\mathbf{0 -}\mathbf{t}_{\mathbf{\text{Sm}}}} = 1,418\ \frac{\text{kJ}}{\text{kgK}}$$

Entalpia sumaryczna:
  1. Entalpia pary wodnej zawartej w surowym gazie koksowniczym:


$$Q_{4}^{r} = \left( M_{\left( H_{2}O \right)w}^{r} + M_{O}^{r} \right) \bullet \left\lbrack 2491 + c_{\text{pw}}^{0 - t_{\text{Sm}}} \bullet \left( t_{\text{Sm}} - 100 \right) \right\rbrack\ \left\lbrack \frac{\text{kJ}}{\text{Mg}} \right\rbrack$$
  1. Straty ciepła do otoczenia.

    Całkowity wsad rzeczywisty do komory:

Powierzchnie baterii oddające ciepło do otoczenia.

Całkowita długość komory:

Podziałka pieca:
Wysokość całkowita komory:
Szerokość komory od strony maszynowej:
Szerokość komory od strony koksowej:
Powierzchnia całkowita otworów zasypowych:
Powierzchnia sklepienia komory:
Powierzchnia całkowita wzierników:
Powierzchnia sklepienia ściany grzewczej:
Powierzchnia ścian czołowych sklepienia:
Powierzchnia drzwi od strony maszynowej:
Powierzchnia drzwi od strony koksowej:
Powierzchnia czołowa ściany grzewczej od strony maszynowej:
Powierzchnia czołowa ściany grzewczej od strony koksowej:
Powierzchnia czołowa strefy regeneratorów i kanałów skośnych:
Współczynnik wymiany ciepła przez konwersję:
Współczynnik wymiany ciepła przez promieniowanie:

$$\alpha_{r_{i}} = \frac{C_{0} \bullet \varepsilon \bullet \left\lbrack \left( \frac{T_{F}}{100} \right)^{4} - \left( \frac{T_{\text{ot}}}{100} \right)^{4} \right\rbrack}{t_{F} - t_{\text{ot}}}\ \left\lbrack \frac{W}{m^{2}K} \right\rbrack$$
Wielkość strumienia cieplnego oddawanego przez poszczególne powierzchnie w ciągu 1 godziny:

$$q_{i} = \left( \alpha_{k} + \alpha_{r_{i}} \right) \bullet \left( t_{F} - t_{\text{ot}} \right) \bullet 3,6\ \left\lbrack \frac{\text{kJ}}{m^{2}h} \right\rbrack$$
Straty ciepła do otoczenia:

Przyjęto:


$$\mathbf{q}_{\mathbf{\text{rs}}} = 320\ \frac{W}{m^{2}}$$

  1. Entalpia fizyczna spalin.

    Objętość spalin węglowych:


$$V_{s} = \frac{\left( \left\lbrack \text{CO}_{2} \right\rbrack + \left\lbrack \text{CO} \right\rbrack + \left\lbrack H_{2} \right\rbrack + 3 \bullet \left\lbrack \text{CH}_{4} \right\rbrack + \left\lbrack N_{2} \right\rbrack + 4 \bullet \left\lbrack C_{n}H_{m} \right\rbrack \right)}{100} + V_{a} - V_{O} + W_{p}V_{a}{+ W}_{\text{g\ }}\left\lbrack \frac{m^{3}}{m^{3}} \right\rbrack$$
Objętość pary wodnej:

$$V_{H_{2}O} = \frac{\left( \left\lbrack H_{2} \right\rbrack + 2 \bullet \left\lbrack CH_{4} \right\rbrack + 2 \bullet \left\lbrack C_{n}H_{m} \right\rbrack \right)}{100} + W_{p} \bullet V_{a} + W_{g}\ \left\lbrack \frac{m^{3}}{m^{3}} \right\rbrack$$
Objętość dwutlenku węgla:

$$V_{CO_{2}} = \frac{\left( \left\lbrack \text{CO}_{2} \right\rbrack + \left\lbrack \text{CO} \right\rbrack + \left\lbrack \text{CH}_{4} \right\rbrack + 2 \bullet \left\lbrack C_{n}H_{m} \right\rbrack \right)}{100}\ \left\lbrack \frac{m^{3}}{m^{3}} \right\rbrack\ $$
Objętość azotu:
Objętość tlenu:
Udział pary wodnej w spalinach:
Udział dwutlenku węgla w spalinach:
Udział azotu w spalinach:
Udział azotu w spalinach:
Średnie ciepło właściwe spalin w zakresie temperatur 0-tsp
Straty ciepła na skutek niezupełnego spalania gazu opałowego pominięto zakładając spalanie zupełne i całkowite.
  1. Wyznaczanie ilości gazu do skoksowania 1 Mg mieszanki węglowej „Vx

Przychód:
Rozchód:
Przyjmując, że P=R obliczamy VX

$$V_{X} = \frac{Q_{1}^{r} + Q_{2}^{r} + Q_{3}^{r} + Q_{4}^{r} - Q_{4}^{P} + Q_{7}^{r}}{Q_{\text{ig}} + Q_{2}^{'p} + Q_{3}^{'p} - Q_{5}^{'r}}\ \left\lbrack \frac{m^{3}}{\text{Mg}} \right\rbrack$$
  1. Entalpie uwzględniające ilość potrzebnego gazu koksowniczego:

  1. Wskaźnik sprawności cieplnej baterii:

  1. Wskaźnik do przeliczania bilansów z odniesienia do 1 Mg mieszanki na odniesienie do baterii koksowniczej i 1 roku:

Tab. III.1. Bilans materiałowy procesu koksowania dla jednej baterii koksowniczej w okresie 1 roku.
Przychód
Składnik
  1. Suchy wsad węglowy

  1. Wilgoć wsadu

Suma:
Tab. III.2. Bilans cieplny procesu koksowania dla jednej baterii koksowniczej w okresie 1 roku.
Przychód
Składnik
  1. Ciepło ze spalania gazu opałowego

  1. Entalpia fizyczna gazu opałowego

  1. Entalpia fizyczna powietrza do spalania

  1. Entalpia fizyczna wsadu

Suma:

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Bilans cieplny
bilans cieplny, fizyka, teoria
dane do bilansu cieplnego
05 Bilans cieplny kotła, Fizyka Budowli - WSTiP
bilans cieplny
INSTRUKCJE, Ćw nr 12. Bilans cieplny, Instrukcja wykonawcza
Bilans cieplny suszarni teoretycznej
Bilans Cieplny Silnika, MOTORYZACJA, ▼ Silniki Spalinowe ▼
Madeja Strumińska,pożary kopalniane, Bilans cieplny w ognisku pożaru w kopalni węgla kamiennego
przydróżny,wentylacja i klimatyzacja,BILANS CIEPLNY POMIESZCZENIA
Bilans cieplny
Bilans cieplny
Bilans cieplny i ciepło właściwe
06 Sporządzanie bilansów cieplnych
Bilans cieplny, silniki semestr VII
Bilans cieplny układu chłodniczego zamrażarki
BILANS CIEPLNY UKŁADU HYDRAULICZNEGO
Madeja Strumińska,pożary kopalniane, Bilans cieplny w ognisku pożaru w kopalni węgla brunatnego
Bilans cieplny

więcej podobnych podstron