- •Прощекальников д.В Лабораторные занятия к дисциплине «Источники энергии теплотехнологии»
- •Лабораторная работа №1
- •Исходные данные и пример расчета
- •1) Материальный баланс.
- •Лабораторная работа 2
- •1. Элементный состав топлива
- •2. Теоретический расчет температур горения
- •3. Описание программы Программа требует введения исходных данных по элементному составу топлива, который можно взять из таблицы 1.
- •В программе предусмотрено использование температурной зависимости теплоемкостей продуктов сгорания и элементарных веществ согласно таблице 2.
- •Контрольные задания
- •1) Построить зависимость температуры горения от процентного содержания углерода, водорода, азота и коэффициента избытка воздуха
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 3
- •1. Механизмы химических реакций термического разложения.
- •2 Параметры, влияющие на процесс пиролиза.
- •2.1 Влияние давления
- •2.2 Влияние инертного газа
- •2.3 Влияние концентрации
- •2.4 Влияние температуры
- •3. Описание установки и порядок проведения опытов
- •3.1 Анализ состава пирогаза
- •3.2 Анализ на со2
- •3.3 Расчетная часть
- •4 Пример расчета пиролиза лигроина
- •4.1 Обработка экспериментальных данных
- •4.2 Газовый анализ
- •4.3 Динамика пиролиза
- •4.3 Составление материального баланса и характеристик пиролиза
- •Лабораторная работа №4 Отбор экстра пара в выпарной установке
- •Контрольные вопросы
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Прощекальников д.В Лабораторные занятия к дисциплине «Источники энергии теплотехнологии»
(Методические указания)
Казань-2008
УДК 662.61+621.181.7
Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Источники энергии теплотехнологии». Сост. Прощекальников Д. В.
Казань, Казанский Государственный Энергетический Университет,
2008-38 с.
В методических указаниях приведены четыре лабораторных работы и задания для выполнения студентами. В каждой работе приведены алгоритмы расчета и обработки экспериментальных данных.
Методические указания рекомендованы для студентов специальности 140 105.65 «Энергетика теплотехнологии».
СОДЕРЖАНИЕ
-
Введение….……………………………………………………………..4
2. Моделирование процесса конверсии в трубчатом реакторе………….5
3. Определение температуры горения топлив …………………………10
4. Изучение процесса термического разложения в печи пиролиза ……16
5. Отбор экстра пара в выпарной установке…………………………….31
Литература…………………………………………………………………24
Введение.
Лабораторные занятия по курсу «Источники энергии теплотехнологии» проводятся в соответствии с программой курса в объеме 16 аудиторных часовпо учебному плану о специальности 140 105.65 «Энергетика теплотехнологии».
С целью развития навыков и умения самостоятельно решать задачи выпускной квалификационной работы, рекомендуется использовать все приведенные варианты условий выполнения лабораторных работ по изучению теплотехнологических процессов и выбора конструкции оборудования.
Настоящие методические указания помогут студентам овладеть методикой и алгоритмами решения отдельных задач при выполнении лабораторных работ по курсу «Источники энергии теплотехнологии».
Лабораторная работа №1
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА КОНВЕРСИИ
В ТРУБЧАТОМ РЕАКТОРЕ
Цель: Составить материальный и тепловой баланс в трубчатом реакторе конверсии метана водяным паром. Проанализировать экономическую эффективность процесса посредством установления зависимости расходного коэффициента K=H2/ (H2O + CH4) от конверсии СО и СН4.
Схема установки
1- линии подачи исходного сырья, 2 – смеситель, 3 – трубчатый реактор , 4 – линия подачи воздуха, 5 – выход реакционной смеси
3
СН4(90%), СО2(10%).
4
Смеситель Тн=1050С
1
Воздух 2
Н2О
Реакционная смесь Тк=9000К
5
Описание установки
В смеситель 2 подают природный газ и воду. Паро-газо-водяная смесь поступает в смеситель подогретой до температуры T=1050C. Проходя смеситель, исходная смесь с направляется в трубчатый реактор 3, где протекают реакции I-III. Для подержания теплового баланса в реактор подают кислород по воздушной линии 4. Продукты реакции выходят и охлаждаются в холодильнике 5.
(I) CH4 + H2O = CO + 3H2 - Q1 (Q1 = 206200 кДж/к моль)
(II) CO + H2O = CO2 + H2 + Q2 (Q2 = 500000 кДж/к моль)
(III) CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + Q3 (Q3 = 890950 кДж/к моль)