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

66343. Основные функции языка. Общая характеристика форм и видов речи (внешняя и внутренняя речь). Речь монологическая, речь диалогическая, письменная речь, устная речь монолог, диалог, полилог 70.5 KB
  Общая характеристика форм и видов речи внешняя и внутренняя речь. Речь монологическая речь диалогическая письменная речь устная речь монолог диалог полилог. Основные функции языка: Коммуникативная функция сообщения; Кумулятивная аккумулятивная накопительная...
66344. Мы экономим электрическую энергию 37.5 KB
  Человек много лет добывает из земли большое количество энергоресурсов. Слово Экспертам. Слово Корреспондентам Что же включает в себя экономия энергоресурсов Только ли это экономия электрической энергии Мы слышим от взрослых что дом дырявый что это значит...
66345. Моя щаслива планета 77.5 KB
  Мета: узагальнити знання дітей про шляхи і заходи щодо збереження енергії; мотивувати учнів відповідально ставитися до використання енергії у побуті; сприяти формуванню навичок ощадливого використання електроенергії у побуті.
66346. English Traditions and Customs 40 KB
  They also have their traditional Christmas dinner with stuffed turkey and Christmas pudding. The Queen’s speech is on television at three o’clock in the afternoon. There is a big Christmas tree in Trafalgar Square in London.
66347. Игра-викторина «Что ты знаешь о США?» 48.5 KB
  Цели: углубить и конкретизировать страноведческие знания учащихся по теме «США»; продолжить развитие творческих способностей учащихся; учить применять знания, полученные на уроках, в новой ситуации; дальнейшее расширение кругозора учащихся.
66348. Му Family 44 KB
  Мета: повторити раніше вивчені слова та структури, формувати уявлення про звукову систему англійської мови, ввести нові лексичні одиниці з теми "Му Family",вчити впізнавати їх та застосовувати у мовленні; формувати уміння в учнів самостійно працювати над завданнями...
66350. Іграшки. Урок англійської мови у 1 класі 36.5 KB
  Hello, everyone! I’m glad to see you! P: Hello! We are glad to see you too! T: How are you today? Come here and show us a picture with your mood. ( Учні виходять до дошки і обирають малюнок з смайликом, який показує настрій ).P1: I am fine, thank you. P2: I am so-so.
66351. З НОВИМ РОКОМ 38 KB
  Мета: повторити лексичний матеріал теми; ознайомити учнів з новими лексичними одиницями та тренувати їх вживання в усному мовленні; практикувати вживання в усному мовленні структури I see; повторити раніше вивчені літери; ознайомити учнів з літерами...