1. Технологический расчет и термодинамический анализ процесса горения.

1.1. Материальный баланс процесса горения.

Топливо имеет состав Ставропольского месторождения. Статьи прихода и расхода представленны в таблице.

Без учета диссоциации.

Состав газа на входе и выходе будет следующий (объемные доли).

Вход:

Выход:

1.2. Энергетический баланс.

Определение температуры адиабатного горения.

Определим температуру адиабатного горения топлива:

,

Так как внешняя работа не совершается, потенциальная энергия не изменяется,

Так как процесс адиабатный, то .

Конечное выражение энергетического баланса:

,

где

тогда: или

Энтальпии веществ на входе:

Суммарная энтальпия на входе:

На выходе при температуре выше 1500^оС происходит диссоциация СО₂иH₂Oпоэтому проведем пересчет состава газа на выходе.

Найдем температуру адиабатического горения графическим методом приняв, что в широком диапазоне температур (300^оС) зависимость имеет линейный вид.

Для построения прямой нужны две точки. Найдем их.

При температуре 2173 К из зависимости степени диссоциации от парциального давления найдем долю образовавшегося СО и ОН

Выход с учетом диссоциации:

Суммарная энтальпия на выходе:

При температуре 2473 К.

Выход с учетом диссоциации:

Суммарная энтальпия на выходе:

Температура адиабатного горения находится из уравнения прямой проходящей через две данные (несовподающие) точки.

Суммарная энтальпия на выходе при температуре адиабатного горения:

При температуре адиабатного горения

Выход с учетом диссоциации:

Погрешность

1.3. Эксергетический баланс процесса горения.

Определение эксергетического КПД теоретического адиабатного горения.

;

Эксергии веществ на входе:

Эксергии веществ на выходе:

Эксергетический КПД

2. Технологический расчет и термодинамический анализ процесса пиролиза этановой фракции.

2.1. Материальный баланс процесса пиролиза.

В радиантную зону печи входит 5 компонентов этановая фракция.

Мольные потоки на входе:

Мольные потоки веществ на выходе:

Из поэлементного материального баланса найдем мольные потоки H₂Oи Н₂на выходе.

Проверим равенства массы газа на входе и выходе.

2.2. Баланс механической энергии процесса пиролиза.

Баланс кинетической энергии для змеевика выражается следующим уравнением:

, где:

;

- показатель политропы;

;- плотности потоков;

;;

;- молярные массы в сечениях ;ротоков ый анализ). Последоза-0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000;

;- мольные доли компонентов;

- массовый расход;

- сечение трубы змеевика;

- диссипация механической энергии;

- перепад давления на гидравлическое сопротивление змеевика,

где = 0.032 - коэффициент сопротивления;L= 75 м - длина змеевика;

Температура и давление на входе и выходе равны.

Мольные доли веществ на входе равны.

Мольные доли веществ на выходе равны.

Плотности потоков на входе и выходе равны.

Размер трубы змеевика

Проверим баланс кинетической энергии для змеевика.

Найдем полезную работу системы.