课程设计---热风炉设计计算

设计题目:热风炉设计计算
一、热风炉的燃烧计算
燃烧计算采用《热能工程设计手册》(汤蕙芬,范季贤主编,机械工业出版社,1999.3)P.60上所提供的计算方法来计算。
手动调速永磁耦合器
选用燃煤的应用及成分为:C y:52.69 H y:0.80 O y:2.36 N y:0.32 S y:0.47
A y:35.36 M y:8.00
1.煤燃烧的理论空气量计算:
标态下1Kg固体燃料完全燃烧所必须的理论空气量V0(Nm3/Kg):
V0=0.0889(C y+0.375S y)+0.265(H y-0.126O y)      (1-1)
将C y=52.69,S y =0.47 H y=0.8和 O y=2.36代入上式(不需带%),可得:
V0=0.0889(52.69+0.375×0.47)+0.265(0.8-0.126×2.36)
=4.83Nm3空气/Kg煤
当空气量用质量表示时,理论空气量m0(Kg空气/Kg煤)为:
m0=1.293V0                  (1-2)
将V0=4.83 Nm3/Kg代入,可得:
电缆保护管HDPEm0=1.293×4.83=6.25Kg空气/Kg煤
2. 煤燃烧的实际空气量和过剩空气量计算:
煤燃烧的实际空气量计算:
V k=αV0=1.3×4.83=6.28Nm3空气/Kg煤        (1-3)
m k=1.293×6.28=8.12 Kg空气/Kg煤
煤燃烧的过剩空气量计算:
ΔV k=6.28-4.83=1.45 Nm3空气/Kg          (1-4)
Δm k=8.12-6.25=1.87 Kg空气/Kg煤
摇摆车
3. 标准状态下完全燃烧,无过剩空气时煤燃烧的烟气量计算:(1).二氧化物V RO2(Nm3/Kg):
二氧化物包括CO2和SO2:
V RO2=1.866C y/100+0.7S y/100        (1-5)
将C y=52.69和 S y=0.47代入上式,可得:
减温减压装置技术要求
V RO2=1.866×52.69/100+0.7×0.47/100=0.99Nm3/Kg煤
CO2的分子量为44,空气的平均分子量为29,根据理想气体状态方程,CO2气体在标准状态下的密度为:
44×1.293/29=1.962Kg/Nm3
SO2的分子量为64,则SO2气体在标准状态下的密度为:
64×1.293/29=2.854Kg/Nm3
在本工况条件下,二氧化物是以CO2为主,二氧化物气体在标准状态下的密度可以CO2气体密度来计算,即γRO2=1.962Kg/Nm3。
当二氧化物气体用质量表示时,二氧化物气体量m RO2(Kg/Kg)为:    m RO2=1.962 V RO2(1-6)
m RO2=1.962 ×0.99=1.94KgCO2气体/Kg煤
(2).水蒸气V H2O0(Nm3/Kg):
V H2O0=0.111H y+0.0124W y+0.0161V0        (1-7)
将H y=0.80,M y=8.00和V0=4.83代入上式,可得:    V H2O0=0.111×0.80+0.0124×8.00+0.0161×4.83=0.27Nm3/Kg
飞行模拟舱H2O的分子量为18,则H2O蒸汽在标准状态下的密度为:    18×1.293/29=0.80Kg/Nm3
当水蒸汽用质量表示时,水蒸汽量m H2O(Kg/Kg)为:
m H2O0=0.80 V H2O0(1-8)
m H2O0=0.80 ×0.27=0.22Kg水蒸汽/Kg煤
(3).氮气V N20(Nm3/Kg):
V N20=0.79 V0+0.008N y      (1-9)
将N y=0.32和V0=4.83代入上式,可得:
V N20=0.79 ×4.83+0.008×0.32=3.82 Nm3/Kg煤
N2的分子量为28,则N2气体在标准状态下的密度为:    28×1.293/29=1.248Kg/Nm3
当N2气体用质量表示时,N2气体m N2(Kg/Kg)为:
m N20=1.248 V N20(1-10)
m N20=1.248 ×3.82=4.77KgN2气体/Kg煤
(4). 煤燃烧的理论烟气量计算:
V y0= V RO2+V H2O0+V N20            (1-11)
将V RO2=0.99,V H2O0=0.27和V N20=3.82代入,可得:    V y0=0.99+0.27+3.82=5.08 Nm3/Kg煤
如用气体质量表示时,理论烟气量为:
m y0= m RO2+m H2O0+m N20          (1-12)
将m RO2=1.94,m H2O0=0.22和m N20=4.77代入,可得:
m y0=1.94+0.22+4.77=6.93 Kg烟气/Kg煤
(5).理论烟气中的水蒸汽质量百分比和含湿量:
理论烟气中的水蒸汽质量百分比可用下式计算:
Φy,水0= m H2O0/ m y0            (1-13)
将m y0=6.93和m H2O0=0.22代入,可得:
Φy,水0=0.22/6.93=3.2%
理论烟气中的含湿量可用下式计算:
d y0= m H2O0/( m y0- m H2O0)        (1-14)
将m y0=6.93和m H2O0=0.22代入,可得:
d y0=0.22/(6.93-0.22)=0.033Kg水/Kg干烟气
(6).理论烟气中的含氧量为零。
(7). 理论烟气在标准状态下的密度:
理论烟气在标准状态下的密度可用下式计算:
γy0= m y0/ V y0            (1-15)
将m y0=6.93和V y0=5.08代入,可得:
γy0=6.93/5.08=1.364Kg烟气/Nm3
石材雕刻刀
4.标准状态下完全燃烧,有过剩空气时煤的燃烧产物:
二氧化物不随过剩系数α变化,其他均有变化。
(1).水蒸汽V H2O(Nm3/Kg):
V H2O=V H2O0+0.0161(α-1)V0(1-16)将V H2O0=0.27,α=1.3和V0=4.83代入,可得:
V H2O=0.27+0.0161×(1.3-1)×4.83
=0.293 Nm3/Kg煤
当水蒸汽用质量表示时,水蒸汽量m H2O(Kg/Kg)为:
m H2O=0.80 ×0.293=0.23Kg水蒸汽/Kg煤
(2).实际烟气量:
完全燃烧,有过剩空气时的烟气量称为实际烟气量V y0(Nm3/Kg煤),其计算式如下:
V y= V y0+1.0161(α-1)V0(1-17)
将V y0=5.08,α=1.3和V0=4.83代入,可得:
V y=5.08+1.0161×(1.3-1)×4.83=6.38 Nm3/Kg煤
当烟气用质量表示时,烟气量m y(Kg/Kg)为:
m y=m y0+1.0161(α-1)m0                (1-18)
m y0=6.93,α=1.3和m0=6.25代入,可得:
m y=6.93+1.0161×(1.3-1)×6.25=8.84Kg烟气/Kg煤
(3).实际烟气在标准状态下的密度:
理论烟气在标准状态下的密度可用下式计算:
γy= m y/ V y                  (1-19)
将m y=8.84和V y=6.38代入,可得:
γy=8.84/6.38=1.386Kg烟气/Nm3
(4). 实际烟气中的水蒸汽质量百分比和含湿量:
实际烟气中的水蒸汽质量百分比可用下式计算:
Φy,水= m H2O/ m y                  (1-20)
将m y=8.84和m H2O=0.23代入,可得:
Φy,水=0.23/8.84=2.6%

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