77804

Математическая модель двухступенчатого горения щелока

Курсовая

Экономическая теория и математическое моделирование

Химические реакции, протекающие в процессе регенерации щелока вносят изменения в состав горючей массы и продуктов ее сгорания. Это обстоятельство обуславливает некоторую специфику в определении теплоты сгорания щелока.

Русский

2015-02-05

34.5 KB

1 чел.

     Математическая модель двухступенчатого горения щелока

Химические реакции, протекающие в процессе регенерации щелока вносят изменения в состав горючей массы и продуктов ее сгорания. Это обстоятельство обуславливает некоторую специфику в определении теплоты сгорания щелока. Расход углерода на восстановление сульфата (ввиду малого содержания сульфита расход углерода на его восстановление не учитывается) натрия, составляет 0,17 кг/кг. При этом количество свободного углерода, сгорающего за счет кислорода воздуха,

Ссвсвс ,

где Сс – количество углерода в сухой массе щелока, кг/кг (Сс=0,4);

      Свс – расход углерода на восстановление сульфата,

Свс=0,17(ас.щ.с.д.),

где ас.щ., ас.д. – относительное количество сульфата, содержащегося в щелоке и добавляемого, кг/кг. Они равны соответственно 0,04 и 0,1.

Низший предел теплоты полного сгорания всех горючих элементов Qн.с, входящих в состав сухого щелока, за вычетом углерода, пошедшего на восстановительные реакции Ссв, рекомендуется определять по формуле:

Qн.с=10250Ссв+141500(Нсс/8)+11100Sс-22600Нс ,

где Нс, Sс, Ос – содержание водорода, серы, кислорода в органической массе сухого щелока, кг/кг.

Приведенная формула учитывает основную затрату тепла на восстановительные реакции, так как при этом теплота сгорания рассчитывается только по свободному углероду, сгорающему в кислороде воздуха. Однако суммарный эффект восстановительной реакции сульфата отрицательный, что необходимо учитывать при определении тепла, передаваемого продуктам сгорания. Кроме того, часть тепла в процессе регенерации щелока тратится на плавление минеральных солей. В связи с этим целесообразно ввести понятие эффективной теплоты сгорания сухого сульфатного щелока:

Qэф.с=Qн.с-Qвс-Qпл

где Qвс – эндотермический эффект восстановления сульфата, кДж/кг. Он рассчитывается по формуле:

Qвс=8900Ссв;

Qпл – теплота плавления минеральных солей, кДж/кг. Рассчитывается поформуле:

Qпл=(ам.сс)(см.сtпл+),

где ам.с., ас – содержание минеральных солей и добавляемого сульфата, кг/кг. Они равны, соответственно 0,37 и 0,1;

       см.с,tпл – среднее значение удельной теплоёмкости и температуры, соответственно 1,15кДж/(кг*оС) и 850 оС;

           - теплота плавления солей, равная 335кДж/кг.

Теоретический расход воздуха на 1 кг сухого щелока (полное сгорание при т=1), м3/кг:

Vв,о=8,89Ссв+3,33Sс+26,5Нс-3,33Ос.

В условиях двухступенчатого подвода тепла в нижней зоне топки имеет место полугазовый процесс. При этом водород и сера практически полностью окисляются, а углерод переходит в окись СО и частично в углекислый газ СО2.

Расход воздуха определяется при этом по уравнению, м3/кг:

Vв,г=4,45Ссв+3,33Sс+26,5Нс-3,33Ос

Коэффициент расхода воздуха рассчитывается по условию:

г=Vв.г/Vв.о

Объем продуктов сгорания полугазового процесса определяется по соотношениям:

сухих трехатомных газов (RO2=CO2+SO2),м3/кг

VRO=1.866(Cвс+0,375Sc)-0,22ащ

окиси углерода, м3/кг

Vсо=1,866Свс

азота, м3/кг

VN=0,79Vв.г

водяных паров, м3/кг

Vно=11,1Нс+0,178ащ+0,016Vв.г

Общий объем продуктов сгорания, м3/кг:

Vг=VRO+VCO+VN+VHO

Содержание окиси углерода в продуктах сгорания:

со=VCO/Vг

Располагаемое тепло сухого щелока при температуре tщ=100 оС и воздуха tв=140 оС:

Qэф.р=Qэф.сс.щtщвtвVв

Адиабатическая температура процесса горения определяется по формуле:

где  - определяется из соотношения

VROCRO+VCOCCO+VNCN+VHOCHO, кДж/(кг*оС)

где Сг – теплоемкости соответствующих газов. Они равны соответственно (2,3; 1,45; 1,43; 1,8).

Замоделируем процесс двухступенчатого горения щелока на MATLAB’е (приложение В).


Список использованных источников

1. Ибрагимов И.А. и др. Элементы и системы пневмоавтоматики. – М.: «Высшая школа», 1975, 360с.

2. Кудрявцев Л.Д. Математический Анализ. т.2. – М.: Высшая шкла, 1973, 600с.

3.Жучков П.А. тепловые процессы целлюлозно-бумажном производстве.-М.: Лесн. Про-сть, 1978.-408 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

64765. ФОРМУВАННЯ У РОЗУМОВО ВІДСТАЛИХ ШКОЛЯРІВ УМІНЬ КОРИСТУВАТИСЯ НАОЧНИМИ ЗАСОБАМИ В ПРАКТИЧНІЙ ДІЯЛЬНОСТІ (НА МАТЕРІАЛІ ТРУДОВОГО НАВЧАННЯ) 181 KB
  В цьому контексті актуальною вбачається проблема повязана з корекційнорозвивальним навчанням розумово відсталих дітей з розвитком їх саморегуляції в навчальній діяльності на основі формування уміння користуватися наочними засобами у практичній діяльності.
64766. ПІДВИЩЕННЯ ТОЧНОСТІ ТРИКООРДИНАТНИХ ВИМІРЮВАНЬ ПЕРЕМІЩЕНЬ У МАЛОЖОРСТКИХ КІЛЬЦЯХ 9.73 MB
  На сучасному етапі розвитку приладобудування робототехніки та інших галузей промисловості України актуальними є необхідність отримання високоточних результатів вимірювань лінійних деформацій що потребує розробки нових підходів до створення ефективних методів...
64767. РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЇ ВАКУУМНОЇ ІОННО-ПЛАЗМОВОЇ МЕТАЛІЗАЦІЇ ТКАНИН ДЛЯ ЗАХИСТУ ОДЯГУ ПРАЦІВНИКІВ ЛИВАРНОГО ВИРОБНИЦТВА 859.5 KB
  Для створення безпечних умов праці робітників металургійних підприємств та профілактики профзахворювань важливу роль відіграє спеціальний одяг, який є одним з найважливіших засобів індивідуального захисту...
64768. ТЕОРЕТИЧНІ ТА МЕТОДИЧНІ ОСНОВИ ПІДГОТОВКИ МАЙБУТНЬОГО ІНЖЕНЕРА ДО ПРОФЕСІЙНОГО САМОВДОСКОНАЛЕННЯ В УМОВАХ ТЕХНІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ 919.05 KB
  Актуальність і доцільність дослідження цілеспрямованого формування готовності до професійного самовдосконалення у студентів технічних ВНЗ обумовлена обєктивною потребою суспільства в підготовці конкурентоздатних фахівців інженерних спеціальностей...
64769. НАУКОВІ ОСНОВИ РОЗРОБКИ ВІБРАЦІЙНИХ МАШИН ДЛЯ УЩІЛЬНЕННЯ ЦЕМЕНТОБЕТОННИХ СУМІШЕЙ 3.17 MB
  Для реалізації поставленої мети було розвязано наступні задачі: оцінка і аналіз стану і еволюції розвитку вібраційної техніки для ущільнення бетонних будівельних сумішей; аналіз явищ що відбуваються в процесі вібраційного ущільнення цементобетонних сумішей...
64770. Параметрично-структурні методи підвищення якості систем регулювання промислових об’єктів 2.22 MB
  Незважаючи на здобутки теорії керування (оптимальна лінійна фільтрація Вінера-Калмана, системи з нечіткою логікою, нейромережеві технології, генетичні алгоритми оптимізації, тощо), з ряду причин техніко-економічного характеру...
64771. ВИБІР ОПТИМАЛЬНИХ КОМПОНОВОК ВЕРСТАТНИХ ПРИСТРОЇВ ДЛЯ ВЕРСТАТІВ З ЧПК 328 KB
  Для досягнення поставленої мети сформульовано такі задачі: теоретичне обґрунтування та розроблення математичної моделі вибору оптимальної компоновки ВП для універсальних та багатоцільових верстатів з ЧПК; розроблення системи конструкцій функціональних елементів...
64772. ТЕХНОЛОГІЧНІ ЗАХОДИ ВИРОЩУВАННЯ БАТЬКІВСЬКИХ ФОРМ ГІБРИДІВ КУКУРУДЗИ РІЗНИХ ГРУП СТИГЛОСТІ В ПІВНІЧНОМУ СТЕПУ 260.5 KB
  Щорічно в Державний Реєстр сортів рослин України вносяться нові високопродуктивні, різні за скоростиглістю гібриди кукурудзи. Для широкого їх впровадження необхідно налагодити виробництво насіння вихідних батьківських форм...
64773. ФОРМУВАННЯ ВРОЖАЙНОСТІ ТА ЯКОСТІ ЗЕРНА ПШЕНИЦІ ОЗИМОЇ ЗАЛЕЖНО ВІД ПОПЕРЕДНИКІВ, СТРОКІВ СІВБИ ТА НОРМ ВИСІВУ В УМОВАХ ПРИСИВАШШЯ 301 KB
  Мета досліджень полягає в розробці більш досконалих та економічно ефективних агротехнічних прийомів вирощування пшениці озимої при сівбі після соняшнику ячменю ярого у порівнянні з чорним паром за різних строків сівби та норм висіву насіння.