Определение расхода воздуха и изобарно-изотермического потенциала для системы "каменный уголь – карбонат магния" - Контрольная работа

Топливом называется вещество, которое при нагревании в присутствии кислорода активно окисляется (сгорает) с выделением значительного количества тепла. Наибольшее значение для промышленности имеет углеродистое топливо, хотя, кроме него, тепловая энергия может получаться также при окислении сульфидных минералов, элементарной серы, железа и др. По происхождению топливо подразделяется на естественное (природное) топливо и искусственное (вторичное). Металлургические печи предъявляют к качеству топлива повышенные требования, заключающиеся в основном в высокой его калорийности, высокой температуре горения и небольшом содержании золы. Поэтому топливо подвергают специальным процессам обработки, улучшающим его качество, а также позволяющим выделить из топлива ряд ценных продуктов.Кроме этих элементов, топливо содержит воду и минеральные включения, образующие золу А. Важнейшая составная часть топлива - углерод, при горении которого выделяется основное количество тепла. Углерод находится в топливе в виде органических соединений, состав и соотношение которых не всегда точно установлены. Водород, находящийся в топливе в не связанном с кислородом виде, в зависимости от его содержания при горении также выделяет заметное количество тепла. Органическая и сульфидная сера при горении выделяют тепло, но, несмотря на это, значительное содержание серы в топливе нежелательно вследствие загрязнения атмосферы и изделий сернистыми продуктами.Определить расход воздуха и изобарно-изотермический потенциал для системы каменный уголь-карбонат магния.Реакция горения углерода (каменный уголь): , На 1 кг углерода по этой реакции требуется кг кислорода или кг воздуха, так как массовое содержание кислорода в воздухе 23%. Учитывая что 1 м3 воздуха имеет массу при нормальных условиях 1,293 кг, получим объем воздуха, необходимый по реакции горения на 1 кг углерода, м3/кг: При содержании углерода в рабочем топливе , %,, получим теоретическое количество воздуха, необходимое для сжигания углерода в 1 кг топлива, м3/кг: Это выражение представляет первый член следующей формулы: Объем CO2, получающийся при горении углерода в топливе, находят вычислением числа кг-молей углерода, участвующих в реакции и объема 1 кг-моль СО2, равного 22,4 м3. Диссоциация карбоната магния происходит по реакции: Для определения изобарно-изотермического потенциала нам понадобится рассчитать энтальпию и энтропию реакции: Энтальпия рассчитывается по формуле: Энтропия равна: Изобарно-изотермический потенциал (энергия Гиббса), при температуре 298 К равен: Найдем изобарно-изотермический потенциал при температурах 350 0С, 500 0С, 650 0С и 800 0С. Рассчитаем энтальпию реакции при температуре 350 0C (623 К) исходя из формулы изобарной теплоемкости вещества и уравнения Кирхгофа: Абсолютная энтропия реакции при определенной температуре равна: Аналогично производятся расчеты для температур 500 0C (773 K), 650 0C (923 K) и 800 0С (1073 К). На ход реакции оказывает влияние совокупности двух факторов: фактор изменения энтальпии и фактор изменения энтропии .Топливо - это любой горючий материал, который, вступая в реакцию с кислородом, выделяет теплоту. На практике топливом считают только те вещества, которые воспламеняются при умеренной температуре, имеют высокую теплотворную способность и могут быть получены в достаточном количестве доступными средствами.

Содержание

Введение

1. Теоретическая часть

1.1 Основные свойства топлива

2. Расчетная часть

2.1 Постановка задания курсовой работы

2.2 Определение расхода воздуха и объема продуктов сгорания

2.3 Определение изобарно изотермического потенциала (энергии Гиббса)

2.4 Построение графика зависимости T=f (?G)

Заключение

Список используемой литературы