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

8453. Проблемы переходного процесса национальной экономик России и стран Восточной Европы 25.36 KB
  Проблемы переходного процесса национальной экономик России и стран Восточной Европы РБ находится в процессе перехода к гражданскому демократическому обществу со смешенной соц ориентированной экономикой. Прошедшие годы преобразований (особенно начало...
8454. Anatomy and physiology of CVS 17.05 KB
  Anatomy and physiology of CVS The heart is the main organ of the cardiovascular system and is located in the left side of the mediastinum. There are three layers in the heart: the epicardium, the myocardium and the endocardium. The epicardium covers...
8455. Имитационное моделирование однопроцессорной МИКС, имеющей неограниченную очередь 59.5 KB
  Имитационное моделирование однопроцессорной МИКС, имеющей неограниченную очередь Задание: Построить структуру модели, используя блоки GPSS Составить программу на ASSEMBLERE с заданием параметров, имен элементов системы и обяз...
8456. Понятие экономической безопасности 32 KB
  Понятие экономической безопасности. Экономическая безопасность - это такое состояние нац экономики, которое позволяет обеспечить ее устойчивое функционирование в условиях воздействия внутренних и внешних факторов, достаточное удовлетворен...
8457. Моделирование выхода в Internet по телефонным линиям связи для просмотра электронной почты 103.29 KB
  Моделирование выхода в Internet по телефонным линиям связи для просмотра электронной почты. Цель моделирования - определить необходимый ресурс времени для успешного завершения заданного числа выходов в сеть.
8458. Имитационное моделирование вычислительных процессов и систем 486 KB
  Имитационное моделирование вычислительных процессов и систем Моделирование (дискретных систем). Имитационное моделирование. Концептуальная модель системы. Основы технологии имитационного моделирования. Метод с...
8459. Разработать модель одноканальной вычислительной системы с тремя процессорами и тремя режимами обслуживания заявок 300 KB
  Разработать модель одноканальной вычислительной системы с тремя процессорами и тремя режимами обслуживания заявок Задание: Постоянное время обслуживания со средним значением 3 с. (300 тактов). Экспоненциальное представление времени обс...
8460. Моделирование работы склада комплектующих элементов 142.5 KB
  Моделирование работы склада комплектующих элементов Задание: Исходное количество комплектующих 1000 ед. Ежедневно спрос на КИ равновероятно колеблется от 40 до 63 ед. Целевой уровень запаса после заказа израсходованных комплектующих изделий должен б...
8461. Моделирование эффективности процесса технического обслуживания сложного устройства 314.5 KB
  Моделирование эффективности процесса технического обслуживания сложного устройства Задание: В качестве примера рассмотрим модель малого предприятия, сдающего в аренду ПК и обеспечивающего их техническое сопровождение. В качестве « системы техническо...