- •Характеристика газов, входящих в состав газового топлива
- •Конструктивно-поверочный расчет
- •(Малин н.И. Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях. Практическое пособие по выполнению курсовой работы. — м.: Изд-во фгоу впо мгау, 2006. — 48 с.)
- •7. Рассчитаем влагосодержание d (г/кг) и энтальпию н (кДж/кг) агента сушки.
- •8. Рассчитаем количество влаги, подлежащей испарению в зерносушилке и ее отдельных узлах.
- •14. Произведем сравнение ориентировочно принятого (в п. 12) и фактического размера поверхности каскадного подогревателя, через которую происходят потери теплоты в окружающую среду.
- •19. Определим расход топлива на сушку и термический кпд зерносушилки.
Пример конструктивно-поверочного расчета шахтной
прямоточной зерносушилки с каскадным нагревателем,
созданной на базе шахтной прямоточной зерносушилки ДСП-32
Исходные для расчета данные:
Зерновая культура — пшеница мягкая на прочие нужды (продовольственного назначения) со слабой клейковиной; начальная влажность w0 = 20%, конечная влажность w3 = 14%.
Температура атмосферного воздуха — t0 = 5 С;
Топливо — газовое, с химическим составом (%):
Диоксид углерода СО2 |
0,25 |
Метан СН4 |
91,9 |
Этан С2Н6 |
4,15 |
Пропан C3H8 |
1,20 |
Бутан С4Н10 |
0,29 |
Пентан С5Н12 |
0,13 |
Азот N2 |
2,08 |
Плотность смеси см, кг/м3 |
0,729 |
Характеристика газов, входящих в состав газового топлива
Газ |
Плотность, кг/м3 |
Теплота сгорания, кДж/м3 |
|
высшая |
низшая |
||
Диоксид углерода СО2 |
1,977 |
— |
— |
Метан СН4 |
0,717 |
39 758 |
35 831 |
Этан С2Н6 |
1,357 |
69 668 |
63 765 |
Пропан C3H8 |
2,019 |
99 143 |
91 272 |
Бутан С4Н10 |
2,672 |
128 493 |
118 675 |
Пентан С5Н12 |
3,219 |
157 905 |
146 119 |
Азот N2 |
1,250 |
— |
— |
Конструктивно-поверочный расчет
(Малин н.И. Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях. Практическое пособие по выполнению курсовой работы. — м.: Изд-во фгоу впо мгау, 2006. — 48 с.)
1. Вычерчиваем функционально-параметрическую схему зерносушилки с нанесенными на нее условными обозначениями параметров зерна, агента сушки и воздуха (рис. 1).
2. Определяем исходные параметры атмосферного воздуха и температуру агента сушки.
Для этого по принятому значению температуры атмосферного воздуха t0 = 5 С и его относительной влажности (при наихудших условиях) 0 = 100% с помощью прилагаемой (приложение 9) H, d—таблицы (при В = 99,3103 Па) определяем его влагосодержание d0 = 5,51 г/кг и Н0 = 18,84 кДж/кг.
Позонные (по зонам сушки зерносушилки) значения температуры агента сушки устанавливаем по рекомендуемым Инструкцией по сушке режимам с учетом конструкции рассчитываемой зерносушилки, а также рода, назначения и исходной влажности зерновой культуры. Для рассчитываемой зерносушилки, температура агента сушки на входе в каскадный подогреватель t1 = 250 С, в 1-й и 2-й зонах сушки (согласно приложению 2) используется агент с температурой t2 = 130 С и t3 = 150 С.
3. По химическому составу газового топлива, по формулам (1.3) и (1.4) рассчитываем значения его высшей и низшей теплоты сгорания кДж/м3).
(Qв)р = Кv1(Qв1)р + Кv2(Qв2)р + … + Кvn(Qвn)р;
(Qн)р = Кv1(Qн1)р + Кv2(Qн2)р + … + Кvn(Qнn)р,
где Кvi,(Qвi)р, (Qнi)р — соответственно объемные доли (в долях единицы), а также высшая и низшая теплота сгорания горючих компонентов смеси, кДж/м3.
(Qв)р = 0,91939758 + 0,041569688 + 0,01299143 + 0,0029128493 + 0,0013157905 = 36537,6 + 2892,0 + 1189,7 + 372,6 + 205,3 = 41197,2 кДж/м3;
(Qн)р = 0,91935831 + 0,041563765 + 0,01291272 + 0,0029118675 + 0,0013146119 = 32928,7 + 2646,2 + 1095,3 + 344,2 + 190,0 = 37204,4 кДж/м3.
4. Рассчитываем теоретическое количество сухого воздуха L0, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива, кг/кг.
Для газообразного топлива
L0 = 1,380,0179(CO) + 0,248(H2) + 0,44(H2S) + [(m + 0,25n)/(12m + n)](CmHn) – (O2),
где (CO), (H2), (H2S), (CmHn), (O2) — массовые доли (Кmi) компонентов газа, %; их определяют с учетом плотности I (кг/м3) i - го компонента газа и средней плотности ср газа из отношения Kmi = Kvi(i/ср).
Для наших условий
L0 = 1,38[(m + 0,25n)/(12m + n)](CmHn) = 1,38[(1 + 0,254)/(12 + 4)](91,90,717/0,729) + [(2 + 0,256)/(122 + 6)](4,151,357/0,729) + [(3 + 0,258)/(123 + 8)](1,22,019/0,729) + [(4 + 0,2510)/(124 + 10)](0,292,672/0,729) + [(5 + 0,2512)/(125 + 12)](0,133,219/0,729) = 1,380,12590 + 0,1177,7 + 0,1143,3 + 0,1121,1 + 0,1110,6 = 1,38(11,25 + 0,9 + 0,376 + 0,119 + 0,06) = 1,3812,7 = 17,5 кг/кг.
5. Рассчитываем энтальпию водяного пара Нп (кДж/кг) при температуре агента сушки t1 (С) Нп = rt = 0 + cпt:
в каскадном подогревателе
Нп = rt = 0 + cпt1 = 2500 + 1,88250 = 2970 кДж/кг;
в 1-й зоне сушки
Нп = rt = 0 + cпt2 = 2500 + 1,88130 = 2744,4 кДж/кг;
во 2-й зоне сушки
Нп = rt = 0 + cпt3 = 2500 + 1,88150 = 2782 кДж/кг;
По аналогии, для атмосферного воздуха Нп = rt = 0 + cпt0 = 2500 + 1,885 = 2509,4 кДж/кг.
6. Рассчитываем значение коэффициента избытка воздуха 1.
1 = (Qв)рт – [0,09n(CmHn)/(12m + n) + 0,01Wp][2500(1 – т) + 0,88t1] – cа.сt1 + cтtт/L0(0,001d0Hп – Н0 + са.сt1),
где т — КПД топки: для летних условий (t0 0) т = 0,95; са.с, ст — удельная теплоемкость соответственно агента сушки (са.с = 1,004 кДж/кг) и топлива (ст = 2,2 кДж/кг); tт — температура топлива: tт = t0 = 5 С; d0, Hп, H0 — соответственно влагосодержание, энтальпия пара атмосферного воздуха и энтальпия атмосферного воздуха.
1 = 41197,20,95 – [0,09490/16 + 0,0967,7/30 + 0,0983,3/44 + 0,09101,1/58 + 0,09120,6/72][2500(1 – 0,95) + 0,88250] – 1,004250 + 2,25/17,5(0,0015,512509,4 – 18,84 + 1,004250) = 39137,34 – [2,025 + 0,1386 + 0,054 + 0,017 + 0,009][125 + 220] – 251 + 11/17,5(13,827 – 18,84 + 251) = 39137,34 – [2,2436][345] – 251 + 11/17,5(246) =39137,34 – [2,2436][345] – 251 + 11/17,5(246) = 38123,3/4305 = 8,85;
2 = 41197,20,95 – [0,09490/16 + 0,0967,7/30 + 0,0983,3/44 + 0,09101,1/58 + 0,09120,6/72][2500(1 – 0,95) + 0,88130] – 1,004130 + 2,25/17,5(0,0015,512509,4 – 18,84 + 1,004130) = 39137,34 – [2,025 + 0,1386 + 0,054 + 0,017 + 0,009][125 + 114,4] – 130,5 + 11/17,5(13,827 – 18,84 + 130,5) = 39137,34 – [2,2436][239,4] – 130,5 + 11/17,5(125,5) =39137,34 – [2,2436][239,4] – 130,5 + 11/17,5(125,5) = 38480,7/2196,2 = 17,5;
3 = 41197,20,95 – [0,09490/16 + 0,0967,7/30 + 0,0983,3/44 + 0,09101,1/58 + 0,09120,6/72][2500(1 – 0,95) + 0,88150] – 1,004150 + 2,25/17,5(0,0015,512509,4 – 18,84 + 1,004150) = 39137,34 – [2,025 + 0,1386 + 0,054 + 0,017 + 0,009][125 + 132] – 150,6 + 11/17,5(13,827 – 18,84 + 150,6) = 39137,34 – [2,2436][257] – 150,6 + 11/17,5(145,6) = 38410,1/2548 = 15,1.