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

19820. Виключення загальні принципи виявлення та уникнення помилок та обробка виключних ситуацій 25 KB
  3.Виключення: загальні принципи виявлення та уникнення помилок та обробка виключних ситуацій. Виключення виникнення непередбачених помилкових умов наприклад розподіл на нуль неможливість виділення пам'яті при створенні нового об'єкта і т.д. Зазвичай ці умови завершу...
19821. Віртуальні методи. Абстрактні класи 17.72 KB
  Абстрактний клас в обєктноорієнтованому програмуванні базовий клас який не передбачає створення екземплярів. Абстрактні класи реалізують на практиці один з принципів ООП поліморфізм. Абстрактний клас може містити і не містити абстрактні методи і властивості...
19823. Ініціалізація та руйнування об’єкта (конструктори та деструктори) 25 KB
  Ініціалізація та руйнування об’єкта конструктори та деструктори. Як правило певну частину об'єкта перш ніж його можна буде використову вати необхідно ініціалізувати. Наприклад розглянемо клас myClass який було представлено вище у цьому підрозділі. Перш ніж об'єк
19824. Множинне успадкування (побудова класів, похідних від декількох багатьох базових) 18.97 KB
  Множинне спадкування концепція підтримувана частиною об'єктноорієнтованихмов програмування при якій класнащадок може мати більше одного суперкласубезпосереднього класубатька. Ця концепція є розширенням простого абоодиночного спадкування single inheritan...
19825. Обмеження доступу до компонентів об’єкта (використання специфікатора const) 27.5 KB
  Обмеження доступу до компонентів об’єкта використання специфікатора const Член класу може бути оголошений не тільки відкритим public або закритим private але і захищеним protected. Окрім цього базовий клас у цілому може ус падковуватися з використанням специфікатора до...
19826. Організація зовнішнього доступу до локальних компонентів класу (специфікатор friend) 23.5 KB
  Організація зовнішнього доступу до локальних компонентів класу специфікатор friend. Технологія об'єктноорієнтованого програмування дає змогу організувати до ступ до закритих членів класу функціями які не є його членами. Для цього дос татньо оголосити ці функції др...
19827. Параметризовані класи (templates) 25 KB
  1.Параметризовані класи templates. Параметризовані класи це класи що можуть оперувати узагальненими типами. Ці класи генеруються подібно узагальненим функціям в період компіляції. Призначення і особливість параметризованих класів схожа структура класу з різними тип...
19828. Повні імена компонентів класу. Вкладені класи. Статичні компоненти класу 22 KB
  Повні імена компонентів класу. Вкладені класи. Статичні компоненти класу. Об'єктноорієнтований під до розроблення програмних продуктів побудова ний на такому понятті як класи. Клас визначає новий тип даних який задає фор мат об'єкта. Клас містить як дані так і коди ...