Расчет основных теплофизических характеристик реальных газовых смесей
Методика расчета теплофизических характеристик индивидуальных газов. Основные свойства газовых смесей. Расчет физических параметров газовой смеси. Определение теплофизических характеристик продуктов сгорания жидких и газообразных топлив в воздухе.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 03.10.2017 |
Размер файла | 449,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
Повышение требований к качеству продукции и эффективности ее производства привели к радикальному изменению требований к измерениям. Как указывается в Международном стандарте ИСО 9001:2000 организация (компания, фирма, предприятие или учреждение, которые выполняют самостоятельные функции и имеют администрацию) должна, в том числе, планировать и применять процессы измерения для того, чтобы:
а) демонстрировать соответствие продукции;
b) обеспечивать соответствие системы менеджмента качества;
c) постоянно повышать результативность системы менеджмента качества.
При этом организация должна осуществлять на соответствующих стадиях процесса жизненного цикла продукции мониторинг и измерять ее характеристики с целью проверки соблюдения требований к качеству продукции.
Для организаций, разрабатывающих, производящих или применяющих средства измерений, одним из аспектов обеспечения качества их продукции является наличие данных о метрологических характеристик средств измерений, установленных с необходимой для потребителей точностью. Использование средств измерений, метрологические характеристики которых определены с необоснованной погрешностью, в значительной степени обесценивают информацию о свойствах объектов и процессов, качестве продукции, о количестве сырья и энергоносителей, об эффективности технологических процессов и т. п., получаемую в результате измерений.
В соответствии с ГОСТ 8.009-84 одной из основных метрологических характеристик средств измерений, требующих обязательного определения, является функция преобразования измерительного преобразователя, т. е. зависимость информативного параметра выходного сигнала от информативного параметра входного сигнала, которую представляют в виде формулы, таблицы или графика [1]. Однако даже в случае установления достоверной функции преобразования может возникнуть погрешность измерения входного сигнала, если, например, в формуле будут использованы недостаточно точные значения входящих в нее величин.
В приборостроении существует большая группа средств измерений, функции преобразования которых содержат теплофизические характеристики газов или газовых смесей. К подобным средствам измерения относятся, в частности, газовые расходомеры, акустические датчики, приборы измерения скорости газовых потоков, газоанализаторы, контактные датчики температуры газов и т. п. Поэтому при использовании функций преобразования этих средств измерения возникает необходимость в проведении расчетов теплофизических характеристик соответствующих газов и газовых смесей в заданном диапазоне температур и давлений.
Расчет и использование в функциях преобразования теплофизических характеристик газов или газовых смесей в предположении, что газы являются идеальными, в ряде случаев может привести к появлению значительной методической погрешности в выходном сигнале соответствующего средства измерения. Эта погрешность будет тем значительнее, чем больше, в частности, температура и плотность рассматриваемого газа [2].
Поэтому расчет теплофизических характеристик газов желательно производить с учетом их реальности. Причем достоинством такого расчета является не только высокая точность получения значений теплофизических характеристик газов, но и то, что при невысокой температуре и небольшом давлении эти значения приближаются к теплофизическим характеристикам идеальных газов.
Рассмотрим, какие теплофизические характеристики требуется рассчитывать для некоторых из указанных средств измерений.
Среди большого числа разновидностей расходомеров газа расчеты теплофизических характеристик измеряемой среды производятся для расходомеров переменного перепада давления, расходомеров обтекания, тахометрических расходомеров и счетчиков, вихревых и акустических расходомеров [3]. В их функции преобразования входят плотность, вязкость среды, коэффициенты температуропроводности и теплопроводности, а также удельная теплоемкость газа.
В основе построения акустических датчиков, например, перемещения, лежит измерение величины затухания упругих ультразвуковых колебаний в газовой среде [4]. Для определения по соответствующей формуле расстояния, проходимого ультразвуком в газе, необходимо знать плотность, коэффициент динамической вязкости, модуль сжимаемости, показатель адиабаты и скорость звука в газе.
Для приборов измерения скорости газовых потоков, основанных на измерении динамического и статического давлений встречного потока газа, функция преобразования выводится с учетом сжимаемости газа. Для определения скорости по газодинамической формуле необходимо рассчитать показатель адиабаты и плотность газа при соответствующих значениях температуры и давления [5, с. 301].
При проектировании систем измерения нестационарных температур газов и газовых смесей, например, продуктов сгорания, требуется учитывать динамические характеристики датчиков с целью их последующей коррекции [6]. Как известно, динамическая характеристика средства измерения также является функцией преобразования, которая устанавливает зависимость во времени выходного сигнала от входного и от любых изменений во времени входного сигнала [1]. При использовании контактных датчиков температур (термопар, термометров сопротивления и т. п.) следует иметь в виду, что их динамические характеристики существенно зависят от условий теплообмена с измеряемой средой. При расчете средних или локальных коэффициентов теплоотдачи датчиков со средой необходимо определять вязкость, плотность, удельную теплоемкость, термические коэффициенты, число Прандтля и коэффициент теплопроводности газовой среды [7].
При эксплуатации электронных приборов и аппаратов расчеты тепловых режимов их работы столь же необходимы, как и функциональные расчеты. Так, например, для обеспечения теплового режима работы применяют различные устройства систем охлаждения, в том числе, радиаторы, нагнетатели, теплообменники и т. п. При этом надо знать методику расчета теплообмена для выбора того или иного устройства [8]. Так как передача тепла происходит в окружающую среду, то при тепловых расчетах необходимо также знание теплофизических характеристик воздуха или того газа, который используется в системе охлаждения, с учетом реальных условий их применения.
В современной технологии производства деталей приборов и машин большое место занимают процессы обработки в воздушных и специальных газовых средах, сопровождающиеся выделением или подводом тепла.
Примерами технологических процессов, связанных с выделением тепла, служат операции обработки на металлорежущих станках. При точении, фрезеровании, сверлении, шлифовании, полировании и т. п. в результате взаимодействия инструмента с деталью выделяется тепло. Часть тепла отводится в стружку, часть - в инструмент и деталь, а остальное рассеивается в окружающую газовую среду путем теплообмена. С целью увеличения стойкости инструментов, определения оптимальных режимов обработки и повышения качества обрабатываемых поверхностей при проектировании технологических процессов механической обработки часто возникает необходимость проведения тепловых расчетов.
Методики расчета режимов механической обработки с учетом тепловых процессов, происходящих в технологических системах, приведены, в частности, в [9].
Технологические процессы литья сопровождаются одновременным подводом и выделением тепла. При изготовлении отливки расплав заливают в форму, где он постепенно охлаждается, достигает температуры начала кристаллизации данного сплава и, наконец, затвердевает. Затвердевание обусловлено отводом тепла из расплава в форму, а затем тепло из формы рассеивается в окружающую среду путем теплообмена. Во время затвердевания расплава в форме формируются основные механические и технологические свойства отливки. За счет неравномерного градиента температур внутри формы возникают ликвации. Поэтому для получения отливки с заданным кристаллическим строением и минимальными дефектами необходимо определять и управлять временем кристаллизации и охлаждения отливки, в том числе с помощью регулирования теплообмена литейной формы с окружающей средой.
Теоретические основы формирования отливок в различных формах и кокилях с указанием способов управления процессом кристаллизации изложены в [10]. В других способах литья, например, литье под давлением, по выплавляемым моделям, в землю, центробежное литье, также имеются свои системы кристаллизации и охлаждения отливок, которые устраняют возникновение ликвации, дефектов строения и дефектов отливок.
Сварочные процессы объединяют широкую группу технологий соединения, резки, пайки и локальной обработки материалов с использованием местного нагрева изделий. Среди различных видов сварки выделяются технологические процессы при сварке в среде защитных газов. Путем подбора состава защитной атмосферы достигается получение качественных сварных соединений.
Скорость истечения защитных газов из сопла горелки обычно находится в пределах 0,6 - 1,5 при давлении, близком к атмосферному, а температура газов в зоне сварки может достигать 3000 . При расчете технологических параметров процессов сварки в среде защитных газов, например, мощности источника теплоты, скорости перемещения сварочного инструмента, времени затвердевания сварочного шва и т. п., необходимо также учитывать теплообмен, так как в итоге вся теплота, введенная при сварке, отдается в окружающую среду конвекцией и излучением.
Основные понятия и законы в расчетах тепловых процессов при сварке, в том числе в среде защитных газов, изложены в [11].
В современной технологии производства особое место занимает термическая обработка, задача которой - вызвать изменения свойств изделий путем нагрева и охлаждения при сохранении их геометрических параметров. Любой вид термической обработки может быть изображен в координатах температура - время и характеризоваться следующими технологическими параметрами: время нагрева, время выдержки, время охлаждения, максимальная температура нагрева, скорость нагрева и охлаждения, состав и параметры нагревательных и охлаждающих сред.
Основная доля нагревательных и охладительных сред приходится на газообразные среды, называемые в технической литературе контролируемыми атмосферами. При контактно-конвективном нагреве изделий в качестве контролируемых атмосфер широко используются продукты сгорания жидких и газообразных горючих, а также различные газы, предварительно нагретые в теплообменнике [12].
Температура контролируемых атмосфер при термической обработке редко превышает 1500 при давлении, близком к атмосферному. Так как скорости нагрева и охлаждения изделий в газовых средах при термической обработке зависят от условий теплообмена (вынужденного, конвективного или сложного), то тепловые расчеты с учетом теплофизических характеристик контролируемых атмосфер проводятся в обязательном порядке.
Горячая обработка металлов давлением является наиболее производительным и недорогим процессом серийного и массового производства, включающим большое число разновидностей этого метода [13, 14]. Среди них горячая штамповка, ковка, вальцовка, гибка, резка, прокатка и некоторые др. При этом явления теплообмена сопровождают весь процесс обработки, в том числе во время нагревания заготовки в печах, при перемещении заготовок из печей в деформирующее оборудование, во время процесса деформирования и при выполнении отделочных операций.
Для защиты поверхности металла от окисления в нагревательных печах применяются защитные атмосферы на основе различных газов. Температура защитных атмосфер достигает 1500 при давлении, близком к атмосферному. В качестве основных технологических параметров при проектировании операций нагрева выступают продолжительность и скорость нагрева, определяемые условиями теплообмена поверхности металла с защитной атмосферой.
Таким образом, при проектировании ряда технологических процессов в приборостроении, связанных с выделением или подводом тепла, возникает задача расчета теплоотдачи между поверхностью обрабатываемого изделия и соприкасающейся с ней газовой средой.
Расчет производится с использованием эмпирических зависимостей или уравнений подобия, которые сами по себе дают значительные погрешности. Основной же трудностью при расчетах конвективного теплообмена является определение теплофизических характеристик среды [15, с. 152] в широком диапазоне температур и давлений. Причем определение этих характеристик часто осложняется многокомпонентностью газовых сред и необходимостью учета реальности газов с целью получения достоверных результатов расчета.
Задачей настоящего учебного пособия является ознакомление с методикой расчета основных теплофизических характеристик реальных газовых смесей, необходимой студентам при выполнении курсового проекта по дисциплине “Методы и средства измерений, испытаний и контроля”.
В первом разделе пособия приведены основные термодинамические параметры состояния индивидуальных газов и расчетные формулы линейной интерполяции табличных значений. Во втором разделе пособия приведены расчетные формулы для определения теплофизических характеристик газовых смесей, в третьем разделе - методика расчета теплофизических характеристик продуктов сгорания некоторых жидких и газообразных горючих во влажном воздухе, а также отдельно воздуха с учетом его влажности.
В приложениях к пособию даны физические константы наиболее часто встречающихся индивидуальных газов, соотношения между некоторыми единицами физических величин, таблица давлений насыщенного водяного пара при различных температурах и примеры расчетов теплофизических характеристик газов и газовых смесей при выполнении некоторых вариантов задания курсового проекта по дисциплине «Методы и средства измерений, испытаний и контроля».
газовый смесь сгорание
1. Методика расчета теплофизических характеристик индивидуальных газов
1.1 Термодинамические параметры состояния газа
Индивидуальные газы, находящиеся в термодинамическом равновесии, характеризуются определенными физическими величинами - равновесными параметрами состояния.
В термодинамике существует подразделение равновесных параметров на термические (давление, температура, объем, термические коэффициенты) и калорические параметры (внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, удельная теплоемкость и т.д.).
Для выражения значений термодинамических величин различают: удельные величины, отнесенные к 1 вещества; объемные величины, отнесенные к 1 вещества; молярные величины, отнесенные к 1 вещества.
Из многочисленных термодинамических величин для решения большинства задач при тепловых расчетах достаточно ограничится следующими термодинамическими и калорическими параметрами:
- термодинамическая температура в ;
- абсолютное давление в ;
- удельный объем в ;
- плотность в ;
- фактор сжимаемости ;
- удельная изохорная теплоемкость в ;
- удельная изобарная теплоемкость в ;
- динамический коэффициент вязкости в ;
- кинематический коэффициент вязкости в ;
- коэффициент теплопроводности в ;
- коэффициент температуропроводности в ;
- число Прандтля;
- показатель адиабаты;
- скорость звука в газе в .
Термические параметры - температура и давление обычно принимаются в качестве задаваемых при проведении расчетов, а остальные параметры - в качестве определяемых теплофизических характеристик конкретного газа.
Для описания - свойств реальных газов предложено много модификаций уравнения состояния идеального газа. Наиболее важным из известных уравнений, имеющим строгое теоретическое обоснование связи с межмолекулярными силами, является вириальное уравнение состояния. Это уравнение выражает отклонения от уравнения состояния идеального газа в виде степенного ряда по плотности [16].
, (1)
где - второй, третий, четвертый и пятый приведенные
вириальные коэффициенты соответственно;
- объем, занимаемый газом, в ;
- масса газа в .
- газовая постоянная в .
Вириальные коэффициенты зависят от температуры и природы рассматриваемого газа, причем каждый вириальный коэффициент можно вполне интерпретировать на основании молекулярных свойств. Так второй вириальный коэффициент учитывает отклонения от уравнения состояния идеального газа, обусловленные взаимодействием двух молекул, третий - взаимодействием трех молекул и т. д.
В справочнике [17] приведены таблицы теплофизических свойств (термические и калорические параметры) наиболее важных одно-, двух- и многоатомных газов, рассчитанных по соответствующим уравнениям с использованием уравнения состояния (1).
Формулы взаимосвязи некоторых теплофизических характеристик:
;
;
;
;
1.2 Погрешность определения теплофизических характеристик индивидуальных газов и область пользования результатами расчета
Для оценки погрешности определения значений основных теплофизических характеристик используется средняя квадратическая погрешность аппроксимации приведенными уравнениями экспериментальных данных [16, 18, 19], обозначенная знаком .
Численные значения погрешностей для наиболее часто употребляемых в теплофизических расчетах газов указаны в таблице 1 по данным [17].
Таблица 1 - Погрешность определения теплофизических характеристик некоторых индивидуальных газов и область пользования результатами расчета
Погрешность и параметр состояния |
Наименование индивидуального газа |
||||
Азот |
Диоксид углерода |
Водяной пар |
Кислород |
||
0,092 |
0,180 |
0,078 |
0,244 |
||
1,074 |
1,650 |
1,525 |
3,747 |
||
3,318 |
1,850 |
6,102 |
1,597 |
||
0,3 - 0,8 |
0,3 - 0,8 |
0,3 - 0,8 |
0,3 - 0,8 |
||
0,3 - 0,8 |
0,3 - 0,8 |
0,3 - 0,8 |
0,3 - 0,8 |
||
0,3 - 1,0 |
0,3 - 1,0 |
0,3 - 1,0 |
0,3 - 1,0 |
||
0,2 - 1,0 |
0,2 - 1,0 |
0,2 - 1,0 |
0,2 - 1,0 |
||
500 ч 2500 |
600 ч 2500 |
800 ч 2000 |
500 ч 2500 |
||
300 |
300 |
120 |
300 |
Область пользования результатами расчета определяется диапазоном температур и давлений, в котором погрешность определения теплофизических характеристик не превышает значений, указанных в таблице 1.
Температурный диапазон ограничен нижним и верхним значениями температур для каждого индивидуального газа.
Нижнее значение диапазона давлений равно нормальному давлению, т. е. = 101325 , а верхнее ограничено давлением, при котором достигается предельное значение плотности данного газа.
Значения и температурного диапазона и также приведены в таблице 1 для каждого приведенного индивидуального газа.
1.3 Интерполяция табличных значений теплофизических характеристик
В справочнике [17] теплофизические характеристики индивидуальных газов приведены в виде таблиц. Однако иногда могут потребоваться значения теплофизических характеристик при значениях температуры и давления, отличных от табличных. В этом случае применяются дополнительные вычисления, например, линейная интерполяция.
Расчетная формула линейной двумерной (по температуре и давлению) интерполяции таблиц справочника [17] имеет вид:
(2)
где - значение искомой теплофизической характеристики газа при заданной
температуре и давлении ;
- ближайшее меньшее табличное значение давления;
- ближайшее большее табличное значение давления.
где - ближайшее меньшее табличное значение температуры;
- ближайшее большее табличное значение температуры;
- значение теплофизической характеристики при температуре и давлении ;
- значение теплофизической характеристики при температуре и давлении ;
- значение теплофизической характеристики при температуре и давлении ;
- значение теплофизической характеристики при температуре и давлении .
Для большего удобства вычислений можно расположить исходные данные следующим образом
Пример. Определить теплопроводность азота при температуре
= 635 и давлении = 2,7 .
Решение. Из справочника [17, с. 99] находим значения коэффициента теплопроводности азота при близлежащих значениях температуры и давления и присвоим им следующие обозначения:
= 600 ; = = 44,7 ;
= 700; = = 44,9 ;
= 2 ; = = 50,5 ;
= 3 ; = = 50,7 .
После подстановки в интерполяционную формулу (2) получаем
= 46,87 .
Другие расчетные формулы интерполяции приводятся в математических справочниках в разделах приближенных вычислений.
2. Методика расчета теплофизических характеристик газовых смесей
2.1 Основные свойства газовых смесей
В практике гораздо чаще приходится встречаться не с чистыми газами, а с их смесями. Как известно, газовыми смесями называются механические смеси индивидуальных газов при условии отсутствия в них химических реакций. Если температура и давление одинаковы во всем объеме газа, то считается, что газовая смесь находится в равновесном состоянии. Смесь, состоящая из газов без веществ в конденсированном (жидком или твердом) состоянии, называется гомогенной.
Необходимыми исходными данными для расчета теплофизических свойств гомогенной смеси являются равновесное состояние, сведения о теплофизических свойствах индивидуальных газов и об объемном, массовом или молярном составах смеси.
Поведение реальных газовых смесей строго не подчиняются уравнению состояния идеальных газов. Поэтому для расчета ряда теплофизических параметром реальных газовых смесей широко используются эмпирические формулы. Некоторые же теплофизические характеристики могут успешно определяться по уравнениям, составленным для идеальных газовых смесей, подчиняющихся уравнению Клапейрона, законам Авогадро, Дальтона, Амага.
Для проведения расчетов по газовым смесям необходимо установить следующие основные параметры, характеризующие их состояние:
- число индивидуальных газов в смеси;
- 1, 2, … , - номер индивидуального газа (компонента);
- термодинамическая температура смеси в ;
- абсолютное давление смеси в ;
- парциальное давление -го компонента в смеси в ;
- масса газовой смеси в ;
- масса -го компонента смеси в ;
- объем газовой смеси в ;
- приведенный объем -го компонента смеси в ;
- количество молей всех газов в смеси в ;
- количество молей -го компонента смеси в .
По закону Дальтона давление смеси идеальных газов равно сумме парциальных давлений индивидуальных газов:
т. е. каждый газ в смеси находится под своим парциальным давлением.
По закону Амага сумма приведенных объемов равна объему смеси:
Состав смеси может быть задан массовыми , объемными или молярными долями компонентов.
Массовая доля -го компонента газовой смеси представляет собой отношение массы -го компонента к массе всей смеси:
Сумма массовых долей компонентов смеси равна единице:
(3)
Объемная доля -го компонента газовой смеси определяется отношением приведенного объема -го компонента к объему , занимаемому всей смесью:
Сумма объемных долей компонентов смеси равна единице:
(4)
Молярная доля -го компонента газовой смеси определяется отношением количества молей -го газа к общему количеству молей всех газов смеси:
Сумма молярных долей компонентов смеси равна единице т.е.
Количество молей i -го компонента в газовой смеси определяется следующим соотношением
,
где - молярная масса -го компонента в .
Из закона Авогадро следует, что
(5)
т. е. молярные и объемные доли численно равны и состав смеси можно задавать также через парциальные давления компонентов.
Между массовыми и объемными (молярными) долями существуют следующие соотношения:
где - газовая постоянная смеси в ;
- газовая постоянная -го компонента в .
Часто на практике массовые, объемные (молярные) доли компонентов выражаются не в долях единицы, а в процентах.
2.2 Расчет физических параметров газовой смеси
Для смеси газов понятие молярной массы является условным, поэтому для характеристики смеси пользуются условной величиной - кажущейся (средней) молярной массой газовой смеси:
.
Если смесь газов подчиняется уравнению состояния Клапейрона, то газовая постоянная смеси газов
.
Парциальные давления компонентов газовой смеси могут быть определены по следующим соотношениям
.
2.3 Расчет плотности и удельного объема газовой смеси
Расчет плотности и удельного объема ведется по формулам, справедливым для реальной газовой смеси
,
8,314 - универсальная газовая постоянная.
.
2.4 Расчет фактора сжимаемости газовой смеси
Для газовой смеси расчет фактора сжимаемости может быть произведен по формуле
2.5 Расчет динамического и кинематического коэффициентов вязкости газовой смеси
Для расчета динамического коэффициента вязкости газовой смеси используется следующая приближенная формула [20, c. 60]:
, (6)
Для смеси газов, составленной из четырех индивидуальных газов, из формулы (6) при = 4 имеем
,
Кинематический коэффициент вязкости газовой смеси определяется по формуле
.
2.6 Расчет коэффициента теплопроводности газовой смеси
Для расчета коэффициента теплопроводности газовых смесей, содержащих, в том числе, в своем составе азот, диоксид углерода, водяной пар и кислород, используется приближенная формула [20, с. 65], полученная на основе разложения строгого выражения молекулярно-кинетической теории для смеси газов:
, (7)
Относительная погрешность формулы (7) по сравнению с выражениями для коэффициента теплопроводности газовой смеси, полученными на основании строгой молекулярно-кинетической теории, не превышает 5 %.
Для смеси газов, составленной из четырех индивидуальных газов, из формулы (7) при = 4 имеем:
,
2.7 Расчет удельных теплоемкостей газовой смеси
Расчетные формулы для удельных изобарной и изохорной теплоемкостей газовой смеси получены в предположении, что газовая смесь составлена из идеальных газов [21, с. 33]:
;
.
2.8 Расчет коэффициента температуропроводности газовой смеси
Расчетная формула имеет вид:
.
2.9 Расчет числа Прандтля газовой смеси
Расчетная формула:
2.10 Расчет показателя адиабаты газовой смеси
Расчетная формула:
2.11 Расчет скорости звука в газовой смеси
Используется формула:
.
Следует иметь в виду, что данная формула справедлива для вычисления скорости звука в неподвижной газовой смеси.
3. Методика расчета теплофизических характеристик продуктов сгорания жидких и газообразных топлив в воздухе
3.1 Исходные данные для расчета
Состав продуктов сгорания топливных композиций (горючих) определяется применяемыми видами топлива и окислителя.
Для большинства практических задач представляют интерес топливные композиции, использующие в качестве окислителя атмосферный воздух, а в качестве топлива - природный газ, керосин, этиловый спирт и жидкий водород.
Как известно, атмосферный воздух, выступающий окислителем при горении, состоит из сложной смеси индивидуальных газов. Его составные части подразделяются на две основные группы - постоянные и переменные. К первой группе относятся кислород, азот, инертные газы (аргон, неон, криптон, гелий) и некоторые другие вещества в небольших количествах.
Содержание первой группы газов в объемных и массовых долях в сухом воздухе у поверхности земли приведены в таблице 2 по данным [22].
Таблица 2 - Объемные и массовые доли газов в сухом атмосферном воздухе
Наименование газа |
Объемная доля % |
Массовая доля % |
Принятая при расчетах массовая доля % |
|
Азот |
78,084 |
75,521 |
76,81 |
|
Кислород |
20,946 |
23,139 |
23,15 |
|
Аргон |
0,934 |
1,288 |
0,00 |
|
Диоксид углерода |
0,033 |
0,050 |
0,04 |
|
Неон, криптон, гелий и другие газы |
0,033 |
0,002 |
0,00 |
Ко второй группе газов относятся диоксид углерода и водяной пар, содержание которых в атмосферном воздухе колеблется от 0,02 % до 0,4 % и от 0,02 % до (4±1) % по объему соответственно.
При выполнении расчетов достаточно учитывать наличие в атмосферном воздухе четырех основных компонентов - азота , кислорода , водяного пара и диоксида углерода . Инертные газы (аргон, неон, криптон, гелий и др.) можно отнести к азоту вследствие близости к нему их физических характеристик и малого содержания в атмосферном воздухе.
Таким образом, для проведения расчетов состав сухого воздуха (т. е. лишенного водяного пара) может быть принят в массовых долях следующий:
0,7681; 0,2315; 0,0004. (8)
Основной примесью к сухому воздуху является переменный компонент - водяной пар, находящийся в перегретом состоянии.
Смесь сухого воздуха с перегретым водяным паром называется влажным воздухом, характеризующимся, в частности, следующими взаимосвязанными показателями степени влажности воздуха - это абсолютная и относительная влажность и паросодержание.
Полагая, что перегретый водяной пар приближается по своим свойствам к газам, можно рассматривать влажный воздух как газовую смесь [23, с 113].
По закону Дальтона давление смеси идеальных газов равно сумме парциальных давлений:
,
где - давление влажного воздуха;
- парциальное давление сухого воздуха;
- парциальное давление водяного пара.
Равным образом можно записать
.
Основными характеристиками влажного воздуха являются абсолютная и относительная влажности.
Абсолютной влажностью , измеряемой в , называется масса перегретого водяного пара, содержащаяся в 1 влажного воздуха, т. е.
.
Отношение абсолютной влажности влажного воздуха к максимально возможной при данной температуре воздуха, называется относительной влажностью :
,
где - плотность насыщенного водяного пара при данной температуре влажного воздуха, .
Паросодержанием влажного воздуха называется отношение массы водяного пара , содержащегося во влажном воздухе, к массе сухого воздуха :
,
где - газовая постоянная сухого воздуха;
- газовая постоянная водяного пара.
Следовательно, величина характеризует, в частности, массу водяного пара, приходящуюся на 1 сухого или на влажного воздуха.
Тепловые процессы влажного воздуха имеют ряд особенностей и их можно разделить на:
- процессы, идущие без фазовых превращений, при этом относительная влажность и водяной пар в смеси находится в перегретом состоянии;
- процессы, идущие с фазовыми превращениями, насыщенный пар в этом случае конденсируется и .
Процессы, идущие при наличии фазового перехода, требуют специальной методики расчета и здесь не рассматриваются.
Относительная влажность и паросодержание влажного воздуха связаны следующим соотношением [21, с. 121]:
, (9)
где - абсолютное давление влажного воздуха, ;
- давление насыщенного водяного пара при температуре влажного воздуха, .
Если влажный воздух находится при атмосферном давлении, то для определения паросодержания по (9) необходимо знать относительную влажность атмосферного воздуха, атмосферное давление, температуру влажного воздуха и давление насыщенного пара, определяемого из таблиц свойств водяного пара (см. таблицу А.3) по величине температуры влажного воздуха.
Парциальное давление сухого воздуха можно определить из уравнения состояния
.
Парциальное давление водяного пара во влажном воздухе
.
Объемные доли сухого воздуха и водяного пара во влажном воздухе можно определить через их парциальные давления, т. е.
Массовые доли сухого воздуха и водяного пара во влажном воздухе можно определить через паросодержание:
Для каждой топливной композиции состав продуктов сгорания зависит от соотношения между окислителем и топливом, которое принято характеризовать коэффициентом избытка окислителя :
где - количество окислителя, необходимого теоретически для полного сгорания 1 кг топлива;
- количество окислителя, действительно подводимого к 1 кг топлива.
При топливная смесь называется стехиометрической и весь углерод, содержащийся в топливе, превращается при горении в диоксид углерода, а весь водород - в водяной пар.
Другим важным параметром для расчета теплофизических характеристик продуктов сгорания является коэффициент , характеризующий соотношение масс окислителя и топлива при :
где и - массы соответственно окислителя и топлива в стехиометрической топливной композиции, .
Параметр часто называют массовым (весовым) стехиометрическим коэффициентом соотношения компонентов горючего.
В таблице 3 приведены значения коэффициента соотношения различных топливных композиций, соответствующие составы в объемных и массовых долях продуктов сгорания топлив в сухом воздухе при по данным [22, с. 391 - 574].
Таблица 3 - Состав продуктов сгорания некоторых топлив в сухом воздухе при
Топливо |
Содержание индивидуального газа в продуктах сгорания |
|||||||
Азот |
Диоксид углерода |
Водяной пар |
||||||
Природный газ |
17,200 |
71,55 |
72,55 |
9,53 |
15,17 |
18,92 |
12,33 |
|
Керосин |
17,460 |
73,88 |
71,77 |
13,22 |
20,17 |
12,30 |
8,06 |
|
Этиловый спирт |
8,555 |
68,77 |
68,66 |
12,18 |
19,11 |
19,05 |
12,23 |
|
Водород |
34,300 |
65,33 |
74,54 |
0,03 |
0,05 |
34,64 |
25,41 |
3.2 Методика расчета теплофизических характеристик продуктов сгорания топлив во влажном воздухе при 1
Расчет термодинамических и теплофизических характеристик продуктов сгорания заданной топливной композиции удобнее производить по объемным (молярным) долям составляющих компонентов. В то же время, учет влияния на состав продуктов сгорания паросодержания и коэффициента избытка воздуха целесообразно вести по массовым долям составляющих компонентов. Поэтому одним из вариантов методики расчета может быть следующий.
По температуре влажного воздуха, подводимого к топливу, из таблиц свойств водяного пара (см. таблицу А.3) определяют давление насыщенного пара , .
По заданным относительной влажности и давлению воздуха, подводимого к топливу, и определенному давлению насыщенного пара вычисляют по (9) паросодержание , .
Из таблицы 3 определяют коэффициент для заданной топливной композиции и массовые доли , и компонентов продуктов сгорания заданного топлива в сухом воздухе при 1.
Вычисляют массовые доли , и компонентов продуктов сгорания во влажном воздухе при 1:
Вычисляют массовые доли , , и влажного воздуха по следующим соотношениям с учетом (5):
Вычисляют массовые доли , , и продуктов сгорания заданной топливной композиции во влажном воздухе при :
Определяют кажущуюся (среднюю) молярную массу продуктов сгорания (газовой смеси):
.
Вычисляют объемные (молярные) доли компонентов в продуктах сгорания:
Вычисляют парциальные давления компонентов продуктов сгорания:
По заданной абсолютной температуре и при найденных парциальных давлениях продуктов сгорания определяют теплофизические характеристики азота , диоксида углерода , водяного пара и кислорода в последовательности, указанной в разделе 1 пособия.
По методике, описанной в разделе 2 пособия, определяют необходимые теплофизические характеристики продуктов сгорания.
3.3 Методика расчета теплофизических характеристик влажного воздуха
Для решения ряда задач, например, расчета теплообмена в воздухе при атмосферном или повышенном давлении, необходимо определение теплофизических характеристик влажного воздуха по известной температуре, давлению и относительной влажности. При этом при проведении расчетов необходимо обязательно проверять правильность задания параметров влажного воздуха по диаграмме водяного пара или же по таблице для насыщенного водяного пара (см. таблицу А.3). А именно, проверяется условие нахождение водяного пара в перегретом состоянии при вычисленном значении парциального давления.
Рекомендуется следующая последовательность расчета.
Считается, что влажный воздух является газовой смесью из двух компонентов - сухого воздуха и водяного пара.
Определяют давление насыщенного пара из таблиц свойств водяного пара при заданной температуре в влажного воздуха (см. таблицу А.3).
Вычисляют паросодержание по (9).
Определяют массовые доли компонентов во влажном воздухе:
Определяют кажущуюся (среднюю) молярную массу влажного воздуха:
.
Вычисляют объемные (молярные) доли компонентов во влажном воздухе:
Вычисляют парциальные давления компонентов влажного воздуха:
По диаграмме водяного пара или же по таблице для насыщенного водяного пара (см. таблицу А.3) для заданной температуры проверяется условие . При невыполнении этого условия дальнейшие вычисления не проводятся.
По заданной температуре и найденным парциальным давлениям компонентов влажного воздуха из таблиц, например [17, 19, 24], определяют необходимые теплофизические характеристики сухого воздуха и водяного пара.
Вычисляют фактор сжимаемости влажного воздуха:
Вычисляют плотность влажного воздуха при :
Вычисляют динамическую вязкость влажного воздуха по формуле (3) при = 2:
,
Здесь
Вычисляют кинематическую вязкость влажного воздуха:
.
Вычисляют коэффициент теплопроводности влажного воздуха по формуле (7) при = 2:
,
Здесь
Вычисляют удельные теплоемкости влажного воздуха:
Вычисляют коэффициент температуропроводности влажного воздуха:
.
Вычисляют число Прандтля влажного воздуха:
Вычисляют показатель адиабаты влажного воздуха:
Вычисляют скорость звука во влажном воздухе:
.
Данная формула справедлива для вычисления скорости звука в неподвижном влажном воздухе.
В работе [25, с. 268] приводятся формулы для расчета некоторых ТФХ перегретого водяного пара, которые можно успешно применять при определении ТФХ влажного воздуха без обращения к таблицам термодинамических свойств водяного пара.
Так, к примеру, коэффициент динамической вязкости перегретого водяного пара вычисляется по формуле
где - приведенная температура перегретого водяного пара;
- температура перегретого водяного пара в ;
- приведенное давление перегретого водяного пара;
- абсолютное давление перегретого водяного пара в
Среднеквадратическая оценка относительной погрешности на диапазоне определения коэффициента динамической вязкости водяного пара по приведенной формуле не выходит за пределы 0,05 %, а максимальное значение относительной погрешности - за пределы 0,5 %.
Показатель адиабаты перегретого водяного пара вычисляется по формуле
Среднеквадратическая оценка относительной погрешности на диапазоне определения показателя адиабаты перегретого водяного пара не выходит за пределы 0,05 % , а максимальное значение относительной погрешности - за пределы 0,3 %.
Плотность перегретого водяного пара вычисляется по формуле
где - коэффициент сжимаемости перегретого водяного пара,
Среднеквадратическая оценка относительной погрешности на диапазоне определения плотности перегретого водяного пара не выходит за пределы 0,02 %, а максимальное значение относительной погрешности - за пределы 0,1 %.
3.4 Область пользования результатами расчета теплофизических характеристик газовых смесей, продуктов сгорания и влажного воздуха по данным
Область пользования результатами расчета определяется интервалом температур и предельными значениями давления газовой смеси .
При расчетах теплофизических характеристик газовой смеси необходимо соблюдать условие, чтобы задаваемая температура не выходила за пределы диапазона для каждого компонента газа, указанного в таблице 1.
Задаваемое давление должно удовлетворять следующему условию:
.
Предельные значения плотности компонентов газовой смеси также следует брать из таблицы 1.
В справочнике [17] ТФХ сухого воздуха приводятся начиная с давления 0,1 и температуры 500 . В таблице А.4 приведены ТФХ сухого воздуха при давлении 760 (101325 ) и температуре от 0 до 250 по данным [26]. Эти данные позволяют восполнить путем интерполяции и экстраполяции недостающие сведения о ТФХ сухого воздуха справочника [17].
Заключение
Изложенный в разделе 1 учебного пособия метод расчета, основанный на результатах работы [17], позволяет с высокой точностью вычислять основные теплофизические характеристики (ТФХ) в области высоких температур и давлений наиболее часто встречающихся в приборостроении индивидуальных газов - азота, диоксида углерода, водяного пара и кислорода. Имеются работы, использующие другие методы расчета ТФХ как индивидуальных газов, так и газовых смесей. Например, предложено несколько методов определения фактора сжимаемости газов. Наибольшее распространение получил метод AGA, разработанный американской газовой ассоциацией. Рекомендуемый современный вариант формулы для определения фактора сжимаемости содержится в проекте стандарта ISO/TC 193 SCI № 62. В нашей стране ВНИИЦ СМВ разработал свой метод для определения фактора сжимаемости. Любой из этих двух методов, а также метод GERG-91 или NX19 по ГОСТ 8.563-97 могут быть введены в программу базы данных вычислительных устройств расходомеров переменного перепада давления.
Приведенные в разделах 2 и 3 методики, построенные на основании уравнений для газовых смесей, также позволяют с высокой точностью вычислять ТФХ газовых смесей, образованных из названных индивидуальных газов, продуктов сгорания некоторых топлив во влажном воздухе и отдельно влажного воздуха. Высокая точность расчета особенно необходима при определении метрологических характеристик тех средств измерений, которые или измеряют параметры газовых сред, например, скорость и расход, или используют теплофизические свойства газов для реализации процесса измерения.
При решении некоторых задач теплообмена точность определения ТФХ газов и газовых смесей изложенным методом может оказаться излишне высокой. В этом случае допускается использовать справочные данные о ТФХ газов, приведенные, в частности, в [19], применяя, при необходимости, интерполяцию или экстраполяцию табличных значений по температуре и давлению.
Наибольшую трудность вызывают расчеты ТФХ влажного воздуха при атмосферном давлении и невысоких температурах. Это вызвано тем, что в литературе часто отсутствуют справочные данные о ТФХ водяного пара и сухого воздуха при давлениях ниже атмосферного и невысоких температурах. Некоторые свойства влажного воздуха при его различных состояниях рассмотрены в [27], которые можно также использовать при расчетах ТФХ.
Приведенные методики могут быть применены и для других индивидуальных газов и, соответственно, других газовых смесей на их основе при выполнении условий, указанных в соответствующих разделах пособия.
Список литературы
1.. ГОСТ 8.009-84. Государственная система обеспечения единства измерений. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений.
2. Вукалович М. П., Новиков И. И. Термодинамика. М.: Машиностроение, 1972.
3. Кремлевский П. П. Расходомеры и счетчики количества: Справочник. Л.: Машиностроение, 1989.
4. Горбатов А. А., Рудашевский Г. Е. Акустические методы и средства измерения расстояния в воздушной среде. М.: Энергия, 1973.
5. Браславский Д. А., Логунов С. С., Пельпор Д. О. Авиационные приборы. - 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1964.
6. Шукшунов В. Е. Корректирующие звенья в устройствах измерения нестационарных температур. М.: Энергия, 1970.
7. Ярышев Н. А. Теоретические основы измерения нестационарных температур. - 2-е изд., перераб. Л.: Энергоатомиздат, 1990.
8. Дульнев Г. Н., Семяшкин Э. М. Теплообмен в радиоэлектронных аппаратах. Л.: Энергия, Ленингр. отд-ние, 1968.
9. Тепловые явления и обрабатываемость резанием авиационных материалов / Под ред. П. И. Бобрика. М.: Машиностроение, 1966.
10. Вейник А. И. Тепловые основы теории литья. М.: Машгиз, 1953.
11. Высокотемпературные технологические процессы: Теплофизические основы / Н. Н. Рыкалин, А. А. Углов, Л. М. Анищенко. М.: Наука, 1986.
12. Шмыков А. А., Малышев Б. В. Контролируемые атмосферы при термической обработке. М.: Машгиз, 1953.
13. Мансуров А. М. Технология горячей штамповки. М.: Машиностроение, 1971.
14. Степанский Л. Г. Расчеты процессов обработки металлов давлением. М.: Машиностроение, 1979.
15. Кутателадзе С. С. Основы теории теплообмена. - 4-е изд., доп. Новосибирск: Наука, 1970.
16. Гиршфельдер Дж., Кертисс Ч., Берд Р. Молекулярная теория газов и жидкостей. М.: Изд-во иностр. лит., 1961.
17. Теплофизические свойства технически важных газов при высоких температурах и давлениях: Справочник / В. Н. Зубарев, А. Д. Козлов, В. М. Кузнецов и др. М.: Энергоатомиздат, 1989.
18. Голубев И. Ф., Гнездилов Н. Е. Вязкость газовых смесей. М.: Изд-во стандартов, 1971.
19. Варгафтик Н. Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Наука, 1972.
20. В. Е. Алемасов, А. Ф. Дрегалин, А. П. Тишин и др.; Подгот. под науч. Руководством В. П. Глушко. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания: Справочник, В 5-ти т. Т. 1. Методы расчета. М.: ВИНИТИ, 1971.
21. Мухачев Г. А., Щукин В. К. Термодинамика и теплопередача. - 3-е изд., перераб. М.: Высш. шк., 1991.
22. В. Е. Алемасов, А. Ф. Дрегалин, А. П. Тишин и др.; Подгот. под науч. руководством В. П. Глушко. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания: Справочник, В 5-ти т. Т. 3. Топлива на основе кислорода и воздуха. М.: ВИНИТИ, 1973.
23. Болгарский А.В., Мухачев Г.А., Щукин В.К. Термодинамика и теплопередача. - М.: Высш. Школа., 1964.
24. Ривкин С.А., Александров А.А. Теплофизические свойства воды и водяного пара. - М.: Энергия, 1980.
25. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества веществ: Справочник: Кн. 1. - 5-е изд. перераб. и доп. - СПб.: Политехника, 2002.
26. Теплопередача: Учебник для вузов / В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоиздат, 1981.
27. Воронец Д., Козич Д. Влажный воздух: термодинамические свойства и применение: Пер. с сербохорв. - М.: Энергоатомиздат, 1984.
Приложение А
Таблицы вспомогательных справочных данных
Таблица А.1 - Физические константы некоторых газов [17]
Обозначение физической константы |
Наименование газа |
|||||
Азот |
Диоксид углерода |
Водяной пар |
Кислород |
Сухой воздух |
||
, , |
28,0134 296,800 |
44,011 188,915 |
18,015 461,51 |
32,000 259,828 |
28,96 287,1 |
Таблица А.2 - Соотношения между некоторыми единицами физических величин
Наименование величины |
Соотношения между единицами |
|
Давление |
1= 1 = 1 0,102 1 ? 10 1=105 =105 = 750,25 1 =1 ? 9,8•104 ? 735,56 1 =760=1,01325•105=1,033 |
|
Динамическая вязкость |
1 = 0,1 = 0,1 |
|
Кинематическая вязкость |
1 = 10-4 |
|
Энергия |
1 = 1 = 1 = 1 |
|
Универсальная газовая постоянная |
8,314 |
|
Газовая постоянная |
Таблица А.3 - Давление насыщенного водяного пара в при различных температурах [23, с. 444 - 446]
0 |
0,6108 |
42 |
8,1983 |
82 |
51,328 |
180 |
1002,7 |
|
2 |
0,7054 |
44 |
9,0998 |
84 |
55,572 |
190 |
1255,2 |
|
4 |
0,8129 |
46 |
10,085 |
86 |
60,107 |
200 |
1555,1 |
|
6 |
0,9346 |
48 |
11,161 |
88 |
64,947 |
210 |
1907,9 |
|
8 |
1,0721 |
50 |
12,335 |
90 |
70,108 |
220 |
2320,1 |
|
10 |
1,2271 |
52 |
13,612 |
92 |
75,607 |
230 |
2797,9 |
|
12 |
1,4015 |
54 |
15,001 |
94 |
81,460 |
240 |
3347,0 |
|
14 |
1,5974 |
56 |
16,510 |
95 |
87,485 |
250 |
4694,0 |
|
16 |
1,8170 |
58 |
18,146 |
98 |
94,301 |
260 |
4694,0 |
|
20 |
2,3368 |
60 |
19,919 |
100 |
101,32 |
270 |
5505,1 |
|
22 |
2,6424 |
62 |
21,837 |
105 |
120,79 |
280 |
6419,1 |
|
24 |
2,9824 |
64 |
23,910 |
110 |
143,26 |
290 |
7444,8 |
|
26 |
3,3600 |
66 |
26,148 |
115 |
169,05 |
300 |
8591,7 |
|
28 |
3,7785 |
68 |
28,561 |
120 |
198,54 |
310 |
9869,7 |
|
30 |
4,2417 |
70 |
31,161 |
125 |
232,09 |
320 |
11290 |
|
32 |
4,7536 |
72 |
33,957 |
130 |
270,12 |
330 |
12865 |
|
34 |
5,3182 |
74 |
36,963 |
140 |
361,36 |
340 |
14608 |
|
36 |
5,9401 |
76 |
40,190 |
150 |
475,97 |
350 |
16537 |
|
38 |
6,6240 |
78 |
43,650 |
160 |
618,04 |
360 |
18674 |
|
40 |
7,3749 |
80 |
47,359 |
170 |
792,02 |
370 |
21053 |
Таблица А.4 - Теплофизические свойства сухого воздуха при = 760 [26, с. 402 - 403]
0 |
1,293 |
1005 |
0.0244 |
188 |
172 |
132,8 |
0,707 |
|
10 |
1,247 |
1005 |
0,0251 |
200 |
176 |
141,6 |
0,705 |
|
20 |
1,205 |
1005 |
0,0259 |
214 |
181 |
150,6 |
0,703 |
|
30 |
1,165 |
1005 |
0,0267 |
229 |
186 |
160,0 |
0,701 |
|
40 |
1,128 |
1005 |
0,0276 |
234 |
191 |
169,6 |
0,699 |
|
50 |
1,093 |
1005 |
0,0283 |
257 |
196 |
179,5 |
0,698 |
|
60 |
1,060 |
1005 |
0,0290 |
272 |
201 |
189,7 |
0,696 |
|
70 |
1,029 |
1009 |
0,0296 |
286 |
206 |
200,2 |
0,694 |
|
80 |
1,000 |
1009 |
0,0305 |
302 |
211 |
210,9 |
0,692 |
|
90 |
0,972 |
1009 |
0,0313 |
319 |
215 |
221,0 |
0,690 |
|
100 |
0,946 |
1009 |
0,0321 |
336 |
219 |
231,3 |
0,688 |
|
120 |
0,898 |
1009 |
0,0334 |
368 |
228 |
254,5 |
0,686 |
|
140 |
0,854 |
1013 |
0,0349 |
403 |
237 |
278,0 |
0,684 |
|
160 |
0,815 |
1017 |
0,0364 |
439 |
245 |
300,9 |
0,682 |
|
180 |
0,779 |
1022 |
0,0378 |
475 |
253 |
324,9 |
0,681 |
|
200 |
0,746 |
1026 |
0,0393 |
514 |
260 |
348,5 |
0,680 |
|
250 |
0,674 |
1038 |
0,0427 |
610 |
Подобные документы
Подготовка газов к переработке, очистка их от механических смесей. Разделение газовых смесей, низкотемпературная их ректификация и конденсация. Технологическая схема газофракционной установки. Специфика переработки газов газоконденсатных месторождений.
дипломная работа [628,4 K], добавлен 06.02.2014Определение теплофизических характеристик уходящих газов. Расчет оптимального значения степени повышения давления в компрессоре газотурбинной установки. Расчет котла-утилизатора, построение тепловых диаграмм котла. Процесс расширения пара в турбине.
курсовая работа [792,5 K], добавлен 08.06.2014Температурный расчет и определение теплофизических параметров теплоносителей при средних температурах. Расчет теплопередающей поверхности и изоляции. Определение гидравлических показателей. Расчет толщины обечайки, штуцеров, трубной решетки и опор.
курсовая работа [210,3 K], добавлен 02.03.2011Группы лесных товаров как строительных материалов. Сортность лесоматериалов и стойкость пород древесины к поражению и растрескиванию. Виды жидких и газообразных топлив, их характеристика и области применения. Физико-химические свойства природных газов.
контрольная работа [167,8 K], добавлен 17.09.2009Поглощение газов или паров из газовых или паро-газовых смесей жидкими поглотителями. Масса поглощаемого вещества и расход поглотителя. Движущая сила массопередачи. Скорость газа и диаметр абсорбера. Плотность орошения и активная поверхность насадки.
курсовая работа [691,2 K], добавлен 06.04.2015Сущность процесса ректификации с диффузионным процессом разделения жидких и газовых смесей. Расчет ректификационной установки, особенности процесса абсорбции. Подбор насоса и штуцеров для ввода сырья в колонну. Расчет материального баланса абсорбера.
курсовая работа [358,9 K], добавлен 17.11.2013Знакомство с конструктивными особенностями трубчатых печей, основное назначение. Рассмотрение теплофизических свойств нагреваемых продуктов. Общая характеристика конвективной камеры. Этапы расчета трубчатых печей установки замедленного коксования.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 08.09.2013Определение горючей массы и теплоты сгорания углеводородных топлив. Расчет теоретического и фактического количества воздуха, необходимого для горения. Состав, количество, масса продуктов сгорания. Определение энтальпии продуктов сгорания для нефти и газа.
практическая работа [251,9 K], добавлен 16.12.2013Теплообменные аппараты для газотурбинных установок, их применение в технике. Проект газоохладителя с продольной схемой движения теплоносителей. Конструкция трубного пучка, форма теплообменного аппарата; расчет основных теплофизических показателей.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 30.03.2011Влияние режима сварки и теплофизических свойств металла на температурное поле при сварке. Параметры термического цикла сварки, расчет максимальных температур. Мгновенный нормально круговой источник на поверхности полубесконечного тела или плоского слоя.
контрольная работа [92,1 K], добавлен 25.03.2016Расчет глубины спуска насоса установки УЭДН5, объемных расходных характеристик и физических свойств нефти, воды, газа и их смесей. Рекомендации по снижению влияния отрицательных факторов. Расчет кривой распределения температуры и давления в колонне труб.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 24.02.2015Назначение и конструкция тягодутьевых машин, проблемы их шума и теплоизоляции. Процесс изготовления и компоненты пенополиуретана, исследование его теплофизических и акустических характеристик. Технология нанесения пенополиуретана методом напыления.
дипломная работа [6,2 M], добавлен 01.07.2012Подбор нормализованного конденсатора для конденсации пара. Определение тепловой нагрузки, среднего температурного напора и скорости движения воды в трубах. Расчет теплофизических свойств вертикального и горизонтального кожухотрубчатых конденсаторов.
контрольная работа [183,1 K], добавлен 16.04.2016Расчет допустимого значения диагностического параметра. Определение периодичности профилактики. Расчет надежности (безотказности) заданного механизма, агрегата, системы. Расчет эмпирических характеристик распределения и его теоретических параметров.
курсовая работа [264,0 K], добавлен 11.11.2013Ректификация как способ разделения жидких смесей в промышленности. Определение размеров колонны. Гидравлический расчет тарелок и давления в кубе. Расчет насоса, подогревателя сырья, дефлегматора и кипятильника. Тепловой и материальный баланс колонны.
курсовая работа [240,8 K], добавлен 07.02.2015Строение электродвигателя постоянного тока. Расчет основных параметров, построение естественной и искусственной механических характеристик. Особенности поведения показателей при изменении некоторых данных: магнитного потока, добавочного сопротивления.
контрольная работа [3,8 M], добавлен 08.12.2010Получение путем расчета аэродинамических характеристик самолета Ту-214 в диапазоне изменения высот и чисел Маха полета. Вычисление геометрических характеристик самолета. Подбор аэродинамического профиля крыла и оперения. Полетная докритическая поляра.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 15.02.2014Периодическая ректификация бинарных смесей. Непрерывно действующие ректификационные установки для разделения бинарных смесей. Расчет холодильника кубового остатка, высоты газожидкостного слоя жидкости. Определение скорости пара и диаметра колонны.
курсовая работа [8,3 M], добавлен 20.08.2011Расчёт газотурбонагнетателя четырехтактного дизеля. Выбор параметров центробежного компрессора. Определение характеристик газовой турбины. Прочностные свойства и колебания рабочих лопаток. Оценка уровня критической частоты вращения и прогибов ротора.
курсовая работа [690,2 K], добавлен 24.06.2013Особенности адсорбционного метода разделения газовых смесей. Свойства адсорбентов. Оборудование и технологическая схема работы адсорбционной установки. Качества и основные свойства газоконденсата, необходимость его стабилизации, сфера его применения.
контрольная работа [396,4 K], добавлен 24.12.2013