Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Задание для самостоятельной работы 3






Рассчитать параметры пожара компактного газового фонтана: дебит D, теплоту пожара q п, коэффициент излучения пламени в окружающую среду f. Определить расстояние L, на котором плотность теплового потока равна W.

Высота факела Н ф, м, высота скважины 1 м, внутренний диаметр трубы dвн мм.

Низшая теплота сгорания метана 802 кДж/моль, этана – 1576 кДж/моль, пропана – 2044 кДж/моль, бутана – 2657 кДж/моль.

 

Дано: Н ф=13, м; W= 4, кВт/м2; Метан=89%; Этан=11%;

Решение.

Рис. 1.3 Схема для расчета плотности теплового потока

Дебит фонтана D – расход газа, выраженный в млн. м3 газа в сутки:

D ≈ 0, 0025∙ H ф2,

где Н ф – высота газового (нефтяного) фонтана, м;

Тогда D ≈ 0, 0025 · 132 = 0.42 млн. м3/сут.

Теплота пожара q п, кВт, определяется по формуле:

q п = β ν мабс Qн,

Для газовых фонтанов коэффициент β ≈ 1, скорость сгорания равна секундному расходу газа ν г.

Следовательно

q п = ν г Q нсм

Значение Q н следует подставлять в кДж/м3.

Низшая теплота сгорания смеси газов определяется по формуле

Q н см = Σ Q н i ∙ аi,

где Q н i – низшая теплота сгорания i -го горючего компонента;

аi – доля i -го компонента в смеси.

Подставив значения Q н i каждого горючего компонента в формулу, получим

Q нсм = 0, 89· 802 + 0.11 · 1576 = 887.14 кДж/м3.

Секундный расход газа:

ν г = 4 · 106/ (24 · 60 · 60) = 46.2 м3/с.

 

Теплота пожара данного фонтана

q п = 46.2 · 887.14 = 409.8 МВт.

Коэффициент излучения пламени представляет собой долю теплоты сгорания, теряемую в виде лучистой энергии в окружающую среду. Для углеводородных горючих он находится по формуле:

,

где М – средняя молярная масса компонентов горючей смеси, равная

М = ∑ М i ∙ аi,

где М i – молярная масса i- го компонента горючей смеси;

аi доля i- го компонента горючей смеси.

Молярная масса метана - 16, этана - 30, пропана - 44, бутана = 58 г/моль. Сероводорода 34.08

Средняя молярная масса горючих компонентов смеси равна

M =0, 89·16 + 0, 11· 30 = 17.54 кг/кмоль.

Коэффициент излучения равен

f = 0, 05*17.54 = 0, 20.

При расчете расстояния L принимается, что источником излучения пламени фонтана является точка, расположенная в его геометрическом центре, т.е. на высоте Н ф/2 от устья скважины (рис. 1.3).

Тогда плотность потока излучения W равна

R – расстояние от центра фонтана, м;

qл интенсивность излучения, кВт.

Откуда расстояние R, на котором плотность лучистого теплового потока равна заданному значению q зад, определяется выражением

Расстояние R 1 для q зад1 = 4 кВт/м2:

м.

Расстояние R 2 для q зад2 = 14 кВт/м2:

м.

Очевидно, что соответствующее расстояние от скважины на уровне земли L (см. рис. 1.3) равно

Расстояние L 1 для q зад1 = 4 кВт/м2:

м.

Расстояние L 2 для q зад2 = 14 кВт/м2:

м.

 

 


Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.007 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал