Upload
jjzoran
View
220
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
8/17/2019 01-09 - Samostalni Zadaci
1/17
č
8/17/2019 01-09 - Samostalni Zadaci
2/17
č č ()
,
č č č
+
č
č
č
č
8/17/2019 01-09 - Samostalni Zadaci
3/17
1. ( ), . 0.5 ,
, , 10 .
1 .
1 . ,81 /.
. č 64,7
2.
č ć 1 , 0
1
3. 1 , ( ) 5
25. 2 ,
4. 17,8 ( ).
ć 2 (
1 ) 30. ć
10.
.
.
.
8/17/2019 01-09 - Samostalni Zadaci
4/17
8/17/2019 01-09 - Samostalni Zadaci
5/17
(
č
ć ∙ (
č
)
č (, , ),
)
,
)
č ,
)
( č
ć ∙ (č
)
č (, , ),
)
,
)
č ,
)
(
∙ č ∙
č)
č (, , ),
)
,
)
č ,
)
• č ( )
č
• č
• č
8/17/2019 01-09 - Samostalni Zadaci
6/17
. đ
.
, .
)
,
)
č , č č ,
)
č ,
)
č () č ,
)
č ,
)
č () ,
)
č č .
. ć č
č ( , ,) ∙ .
∙.
č, č .
)
,
)
č , č č ,
)
č ,)
č () č ,
)
č ,
)
č () ,
)
č č .
)
č č
đ .
• č ( )
č.
• č .
• č .
8/17/2019 01-09 - Samostalni Zadaci
7/17
( ) đ
ε
č č č
č
č č
č
č
č č
č č
đ
( ) đ
ε
ϕ
č č č
č
č č
č
č
č č
č č
đ
8/17/2019 01-09 - Samostalni Zadaci
8/17
.
.
.
.
č č.
č č č
č č
č č
.
đ .
+.
č č. ,.
č č č
č č
č đ
8/17/2019 01-09 - Samostalni Zadaci
9/17
1. 20 ϕ0,.
. č
č
č č
2. 2 ϕ0,.
1. č
č č đ
č č č
ć č
č
3. 33 ϕ0,.
ć. č
č
ć č
č
. 2
1 .
ć
č
č č
č
. 100 , č
0% . 30
ϕ0,3. 0
.
2. 1 /.
č č
č č
č
č
č
8/17/2019 01-09 - Samostalni Zadaci
10/17
8/17/2019 01-09 - Samostalni Zadaci
11/17
1. Analizom sastava 1 kg nekog čvrstog goriva utvre su sledeće vrednosti masenih udela
komponenata:
c=0,5 kg/kg;
h=0,05 kg/kg;
o=0,2 kg/kg;
n=0,05 kg/kg;
w=0,15 kg/kg;
a=0,05 kg/kg.
Gorivo sagoreva sa koeficijentom viška vazduha λ =1,2.
Izračunati:
a) Donju i gornju toplotnu moć goriva,
b) Stvarnu potrošnju vazduha,
c) Zapreminu produkata sagorevanja,
d)
Temperaturu sagorevanja.
2. Vazdušni gas, sa zapreminskim udeloma komponenata:
H2=0,06;
CO=0,23;
CH4=0,03;
C2H4=0,01;
CO2=0,05;
N2=0,62;
sagoreva sa koeficijentom viška vazduha λ =1,1.
Izračunati:
a)
Donju i gornju toplotnu moć goriva,
b)
Stvarnu potrošnju vazduha.
8/17/2019 01-09 - Samostalni Zadaci
12/17
SAGOREVANJE
•
Sagorevanje je burno reagovanje goriva koje se prilikom dodira sa atmosferskim kiseonikom nalazi nadovoljno visokoj temperaturi. U gorivu se energija nalazi u vezanom stanju kao hemijska energija.
• Za većinu klasičnih goriva zajedničko je to da im je sagorivi deo sastavljen isključivo od sledećihelemenata: ugljenika C, vodonika H, kiseonika O2 i azot N2. Sumpor S se pojavljuje sa udelom od
svega nekoliko procenata u nekim ugljima i uljima, a njegov zadržaj je važan zbog njegovog štetnogdejstva na konstrukciju kotla.
Toplotna moć goriva zavisi od hemijskog sastava goriva i uslova sagorevanja. Zavisno od pritiska i
temperature produkata sagorevanja goriva prisutna voda može biti u tečnom ili gasovitom stanju.
−
Kada se tečnost u proizvodima sagorevanja nalazi u tečnom stanju toplotni efekat hemijske
reakcije označava se kao gornja toplotna moć goriva g
H .
− Kada se tečnost u proizvodima sagorevanja nalazi u parnom stanju, osloboeni iznos toplote, pripotpunom sagorevanju goriva, označava se kao donja toplotna moć goriva
d H .
Pošto se na pretvaranje tečne u gasovitu fazu vode troši toplota to jegd
H H < za iznos energije
upotrebljene za faznu transformaciju vode. Prema tome donju i gornju toplotnu moć gorivapovezuje zavisnost:
( ) kgkJ wh H H gd
/ 92500 +⋅−=
Toplotna moć goriva se odreuje eksperimentalno (kalorimetrijski) ili poluempirijskim izrazima približno.
Iz stehiometrijskih jednačina (hemijske jednačine oksidacije - sagorevanja) proizilazi koliko je kiseonika
teorijski potrebno za potpuno sagorevanje goriva odreenog hemijskog sastava. Ova količina kiseonika senaziva minimalna količ ina kiseonika
minO .
Potpuno sagorevanje goriva, sa teorijski potrebnom masom (količinom, zapreminom...) kiseonika,
obezbeuje se dovoenjem minimalne količ ine vazduha min
L za takav proces. Za proračune se moče
usvojiti da je maseni udeo kiseonika u vazduhu 0.23, odnosno zapreminski udeo kiseonika u vazduhu
0.21.
Prilikom sagorevanja goriva u komori, usled neravnomernosti mešanja goriva i vazduha, mogu se pojaviti
mesta sa viškom ili manjkom kiseonika potrebnog za potpuno sagorevanje goriva. Stvarna potrošnja
vazduha L povezana je sa minimalnom količinom vazduhamin
L preko koeficijenta viška vazduha λ .
min L L ⋅= λ 1
8/17/2019 01-09 - Samostalni Zadaci
13/17
Energija aktivacije predstavlja najmanji iznos energije koji je potrebno dovesti jedinici količine goriva da
bi se povisio energijski nivo molekula do stanja u kojem se meumolekulske veze raskidaju i obezbeuje
hemijskareakcija sa kiseonikom.
Temperatura koja odgovara dimnim gasovima na kraju procesa sagorevanja naziva se temperatura
sagorevanja.
Karakteristike č vrstog goriva
−−+==
C kmol
Okmolsoh
cc
O 2min
8
31
12
σ - karakteristika goriva
= C kmol
N kmol
c
n
2
12
28γ - azotna karakteristika
Procentualni udeo komponenti produkata sagorevanja
( ) ( )121.021.021.0
2+⋅+⋅−
=′′γ σ λ
OC
( ) ( )121.021.021.079.0
2+⋅+⋅−
⋅+⋅⋅=′′
γ σ λ
γ σ λ N
( )( ) ( )121.021.0
121.02
+⋅+⋅−
⋅−⋅=′′
γ σ λ
σ λ O
8/17/2019 01-09 - Samostalni Zadaci
14/17
•
, 1kg
:1=++++++ wanoshc
: -
: c, h, s - /
: n -
a - () kg/kg w - ( ) kg/kg
• ( ) kgkJ wh H H
gd / 92500 +⋅−=
] / [46.108
3.1429.33 kg MJ so
hc H g
⋅+
−⋅+⋅=⇒
] / [51.246.10
8
4.1219.33 kg MJ wso
hc H d
⋅−⋅+
−⋅+⋅=⇒
•
−++=
gorivakg
OkmoloshcO
13232412
2min
−+⋅+⋅=
gorivakg
OkgoshcO
18667.2 2
min
( )
−⋅+⋅+⋅=
gorivakg
OmoshcO
17.06.5867.1 2
3
min
•
=
gorivakg
vazduhakgO L
23.0
minmin
=
gorivakg
vazduhamO L
3min
min 21.0
8/17/2019 01-09 - Samostalni Zadaci
15/17
•
min L L ⋅= λ - λ
•
( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )( )
⋅−⋅+⋅+⋅+⋅++⋅+⋅=
++++=⇒
gorivakg
m Ln Lswhc
V V V V V V O N SOO H COPV
3
min121.08.079.07.09244.1867.1
22222
λ
−=⇒
gorivakg
mV V V O H PV PS
3
2
•
( )
⋅⋅⋅+⋅⋅−⋅+⋅
++⋅⋅=
=⋅⋅⋅
+⋅+
ssss
Lg
t
pN
t
pO
t
O pH
t
o pCOs
L
t
pLg
t
gd
C LC LC wh
C c
t
t C L
t c H
0min
0min
0
0min
0
2222 4.22
79.01
4.22
21.0
18212
4.22
λ λ
λ
L
L
:
gt - C
Lt - C
st - C
gc - k /kgC
pLC - p=const.. k /molK
pk pN pOO pH pCO C C C C C ,,,, 2222 - p=const.. k /molK
•
−−+==
C kmol
Okmolsoh
cc
O 2min
8
31
12
σ - karakteristika goriva
=
C kmol
N kmol
c
n
2
12
28γ - azotna karakteristika
8/17/2019 01-09 - Samostalni Zadaci
16/17
•
Za gasovita goriva je karakterističan zapreminski način izražavanja hemijskog sastava. Tako, u jedinici zapremine goriva ima pojedinih komponenata sledećih zapreminskih udela:
122222=++++++
N OCOS H CO H C O H r r r r r r r
ba
• ( ) kgkJ wh H H
gd / 92500 +⋅−=
] / [7.2575.1263.129.573.625.1575.1285.121
1.922.996.692.39
3
22
224212510484
6383624
m MJ r r r r r r r r
r r r r H
S H H
CO H C H C H C H C H C
H C H C H C CH g
LL
LL
K
+⋅+⋅+
+⋅+⋅+⋅+⋅+⋅+⋅+
+⋅+⋅+⋅+⋅=⇒
] / [4.2378.10
63.129.553.585.1464.1185.113
4.1181.917.633.35
3
22
224212510484
6383624
m MJ r r
r r r r r r
r r r r H
S H H
CO H C H C H C H C H C
H C H C H C CH d
LL
LL
K
+⋅+⋅+
+⋅+⋅+⋅+⋅+⋅+⋅+
+⋅+⋅+⋅+⋅=⇒
•
( )
−⋅
++⋅++⋅=
gorivakmol
Okmolr r
bar r r O
O H C S H H COba
2min
222 4
5.15.0
( )
−⋅
++⋅++⋅=
gorivam
Omr r
bar r r O
O H C S H H COba 3
23
min222 4
5.15.0
•
=
gorivakg
vazduhakgO L
23.0
minmin
=
gorivakg
vazduhamO L
3min
min 21.0
•
min L L ⋅= λ - λ •
( ) ( ) ( ) ( ) ( )( )
⋅⋅−+⋅+++⋅++++++=
=++++=⇒
gorivam
produkatam L Lr r H bC r r r H aC r r
V V V V V V
N S H ba H wO H baCOCO
O N SOO H COVP
L 3
3
min21.0179.05.0 22222
22222
λ
8/17/2019 01-09 - Samostalni Zadaci
17/17
O H VPSP
V V V 2
−=⇒
•
s Lg t
pk k
s L
t
pL
t
pk k
gd C V
t t C L
C V
t H 00
min
0 4.224.224.22⋅
′′⋅=⋅⋅
⋅+⋅
′⋅+ ∑∑
λ
:
gt - C
Lt - C
st - C
gc - k /kgC
pLC - p=const.. k /molK
pk pN pOO pH pCO C C C C C ,,,, 2222 - p=const.. k /molK
∑ ′k V - ()
∑ ′′k V -