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

5074. Проектирование приспособления для контроля межцентрового расстояния 90.5 KB
  Проектирование приспособления для контроля межцентрового расстояния Для контроля межцентровых расстояний проектируется специальное контрольное приспособление, оснащенное индикатором часового типа. В базовом техпроцессе измерение межцентрового...
5075. Анализ монополий 157 KB
  Любой рынок, независимо от его конкретного вида, базируется на трех основных элементах: цене, спросе и предложении, конкуренции. Известно, что наиболее эффективно рыночный механизм действует в условиях свободной, или совершенной конкуренции...
5076. Вологодская область 430.5 KB
  Внешняя торговля Истоки внешней торговли вологжан затеряны в глубине веков. Однако подлинными воротами в Поморье Вологда стала после появления в ней англичан из экспедиции Ричарда Ченслера. Следовавшие в Москву с Белого моря британцы вполне оценил...
5077. Расчет барабанной сушильной установки 155.5 KB
  Удаление влаги из твердых и пастообразных материалов удешевляет их транспортировку и придает им определенные свойства, а также уменьшению коррозии аппаратуры. Влагу можно удалять механическим способом: отжим, центрифугирование, отстаивание....
5078. Особенности построения спутниковой системы подвижной связи 254.5 KB
  Определить мощность ТВ радиопередатчика Р, обеспечивающего требуемое значение напряженности электромагнитного поля в пределах заданной площади, имеющей форму круга, находящегося в пределах зоны прямой видимости при условии, что ТВ вещание...
5079. Бортовые радио-электронные системы. Конспект лекций 307 KB
  Классификация радиоэлектронного оборудования. Определение места и скорость ВС, предупреждение столкновений с другими ВС и наземными припятствиями, обнаружение опасных гидро-метеообразований, обеспечение внутренней связи на ВС и обеспечение решения з...
5080. Музей-заповедник Книжи 413 KB
  Архитектура - (лат. architectura, от греч. architekthon строитель) (зодчество), искусство проектировать и строить здания и др. сооружения (также их комплексы), создающие материально организованную среду, необходимую людям для их жизни и дея...
5081. Образ былинного богатыря отечественного искусства 19 в 257.5 KB
  История мировой живописи знает немного картин, созданию которых художник посвящал бы значительную часть своей творческой жизни. В числе таких картин Богатыри Виктора Михайловича Васнецова. Много лет работал замечательный художник над этим знаменит...
5082. Влияние распределения прибыли на общее финансовое состояние предприятия на примере ДОАО ННН - нефть 1.58 MB
  Постепенный переход России от централизованно-плановой системы хозяйствования к рыночной по-новому ставит вопрос о методах ведения экономики предприятия. Традиционные структуры и уклады меняются. В этих условиях руководство предприятий, изу...