Некоторые проблемы расчёта расхода и энергосбережения при оптимизации горения природного газа | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Султанов И. Р., Ахмедов Ш. Б., Мирзахунов А. Н., Шербоев М. Ф., Такабаев У. А., Бегижонов М. Ш., Салохиддинов Ф. Ф., Аманбаева Д. А. Некоторые проблемы расчёта расхода и энергосбережения при оптимизации горения природного газа // Молодой ученый. — 2018. — №6. — С. 54-57. — URL https://moluch.ru/archive/192/48285/ (дата обращения: 23.02.2019).



Природный газ в настоящее время является основным видом топлива. Он потребляется миллиардами кубометров. И крупнейшие производственные системы, потребляющая тысячи кубометров в час, и руководители частного производства, и хозяева частных домов сжигающий меньше кубометра за сутки должны за этот газ рассчитываться.

Поведение газа при меняющихся параметрах описывается объединением трех независимых частных газовых законов:

Гей-Люсака, Шарля, Бойля-Мариотта, уравнение, которое можно записать так:

P1V1 / T1 = P2V2 / T2 (1)

где P — абсолютное давление газа, атм.,

T — температура газа по абсолютной шкале,

V — объем газа, м3.

В ГОСТе 2939 сказано, что «объем газов должен приводиться к следующим условиям:

а) температура 20°С (293,15°К);

б) давление 760 мм рт. ст. (101325 Н/м²)

Если левую часть формулы (1) будем считать состоянием газа в стандартных условиях, а правую состоянием того же газа в рабочих условиях, то формула для вычисления объема в стандартных условиях будет выглядеть следующим образом:

Vст = ТстPрVр / TрРст (2)

Подставив известные для стандартных условий значения температуры 293,15°К и давления равного 1 атм. получим формулу для приведения объема газа к стандартным условиям (3)

Vст = 293,15•PрVр / Tр (3)

Для приведения к стандартным условиям измеренных расходов формула (2) примет вид Qст = 293,15•PрQр / TрРст, Где; (4)

Тст — абсолютная температура газа,

Рр — абсолютное давление при рабочих условиях (Рр=избыточное давление + 1 атм),

Qр — объемный расход при рабочих условиях,

Тр — абсолютная температура при рабочих условиях (Тр=273,15 + температуру в рабочих условиях),

Рст — атмосферное давление.

Для наглядности приведем пример расчета. Предположим, что показания объемного расходомера составляют 61,5 м3/ч. Температура газа +20°С и избыточное давление 2,66 атм. Определим чему равен измеренный объем газа в стандартных условиях. Для этого подставим значения в формулу (4) учитывая, что температура должна быть в °К, а к избыточному давлению нужно прибавить 1 атм.

Qст = 293,15•PрQр / TрРст = 293,15•3,66•61,5 / 293,15•1 = 65985,1335 / 293,15 = 225,09 ст.м3/ч (5)

Расход природного газа при отсутствии паспортных данных определяется по формуле:

(нм3/ч),

где: — максимальная мощность оборудования, Гкал/час;

— теплотворная способность условного топлива, равна 8000 ккал/нм3;

ŋ — КПД котла;

— средний калорийный эквивалент природного газа, равен 1.

А для полного сжигания 1 кг метана требуется 17,24 кг воздуха,1 м3 метана потребуется 9,512 м3 воздуха.

Перед тем как рассчитать потребление природного газа на отопление, надо узнать один важный параметр — тепловые потери объекта.

Как показывают исследования, большая часть тепла из помещений теряется через стены и потолки. Поэтому, в целях экономии, следует минимизировать тепловые потери путем изоляции помещения от внешней среды.

В нашем случае чтобы снизить энергетические затраты применяется материал, изготовленный из эковаты для утепления стен и потолков и др.

Эковата изготавливается из распушенных целлюлозных волокон, обработанных антисептиками и антипиренами, то есть, чтобы было более понятно — это древесина и минеральные вещества. И в отличие от остальных утеплительных материалов, эковата имеет не пористую, а капиллярную структуру.

Рис. 1. Эковата на в сухом виде

Эковата в сухом состоянии чтобы быть точнее, для производства этого утеплителя применяется несколько видов сырья: Типографский брак, оставшийся от печати журналов и книг. Отходы при изготовлении упаковочного гофрированного и обычного картона.

Сырьем для изготовления эковаты обычно являются отходы полиграфического или деревообрабатывающего производства и макулатура, мы предлагаем следующее:

В основном переработке хлопка-сырца отходами является побочная продукция, получаемая одновременно с производством прядомого волокна и отходы в швейном деле, относятся к стадии раскроя.

Картинки по запросу отходы переработки хлопкового сырца

Рис. 2. Отходы прядомого волокна и отходы в швейного производства

http://www.hlopok.info/uploads/files/images/catalog-1/ya190814-11.jpg

Рис. 3. Эковата на основе переработки хлопкового-сырца

Они делятся на основные группы:

– Очес, или очёски — ценная продукция, получаемая при чесании средневолокнистого или длинноволокнистого хлопка. Содержат 3–5 % примесей.

– Орешек — его на выходе дают разрыхлительно-трепальные агрегаты и чесальные машины. Состав: 30–40 % прядомого волокна, 60–70 % примесей.

– Подметь — это хлопковый мусор, который подметают с пола ткацкого цеха. Волокна подмети содержат около 30 % сорных примесей.

– Путанка — некондиционная пряжа, которая образуется на бобинах прядильных и крутильных машин.

– Обрезки тканей.

– отходы перемотки и вязания;

– швейно-закройные;

– общие угары.

Итак, эковата на основе переработки хлопкового-сырца на 80 % состоит из измельченного целлюлозного волокна, 12 % от общего объема занимает борная кислота, выполняющая роль антисептика. Это вещество противостоит возникновению грибка и плесени при повышенной влажности. Тетраборат натрия, антипирен, составляет 8 % эковаты на основе переработки хлопкового-сырца — он призван повысить огнестойкость и добавить массе инсектицидных качеств (https://floralworld.ru/insecticid.html), которые будут противостоять появлению гнезд различных насекомых. Волокна эковаты на основе переработки хлопкового-сырца становятся клейкими после их смачивания силикатами, за счет содержащегося в них лигнина — это натуральное вещество, содержащееся в клетках растений. Этот состав все чаще применяется для утепления не только жилых домов, но и производственных помещений.

Похожее изображение

Рис. 4. Отходы переработки хлопчатобумажной изделий

Похожее изображение

Рис. 5. Отходы переработки хлопка

Способы укладки утепления на основе эковаты на основе переработки хлопкового-сырца в нашем случае этот процесс идентичный с нанесением эковаты. http://srbu.ru/stroitelnye-materialy/8-ekovata-nedostatki.html

Целлюлоза, смешанная с водой и силикатами (клеем), имеет высокую сцепляемость практически с любыми строительными материалами. Плотность. Распушенная целлюлоза, смоченная клеем и водой, при нанесении ее на поверхность и высыхании создает слой, имеющий достаточную плотность для создания между волокон воздушной прослойки, которая является частью теплоизоляции.

Влажное нанесение

Рис. 6. Напыление эковаты

Рис. 7. Огнестойкость эковаты

Плотность эковаты на основе переработки хлопкового-сырца во многом зависит от способа его нанесения. Так, при укладке мокрого состава на вертикальные поверхности, плотность составляет примерно 55÷65 кг/м³. Влагостойкость. Эковату на основе переработки хлопкового-сырца нельзя назвать влагостойким материалом — она способна способен впитывать до 70 % влаги от общей массы. Но так как этот утеплитель является «дышащим», то влага, которую он впитывает, не задерживается внутри слоев. При просыхании эковата на основе переработки хлопкового-сырца не теряет своих первоначальных утеплительных качеств. Недостатки эковаты на основе переработки хлопкового-сырца есть у этого натурального утеплителя и свои недостатки, о которых тоже неплохо было бы знать: Эковата на основе переработки хлопкового-сырца со временем дает усадку, давая уменьшение порядка 10 % от первоначального объема. Поэтому при ее укладке рекомендовано наносить на стену слой чуть большей толщины, чем планировалось.

Слой эковаты на основе переработки хлопкового-сырца не должен закрываться паронепроницаемыми материалами, так как она должна иметь возможность проветриваться, иначе быстро потеряет свои теплоизоляционные качества из-за повышенной внутренней влажности. Чтобы такой утеплитель функционировал длительное время и с нужной эффективностью, необходимо провести качественный монтаж, с соблюдением всех технологических норм, что может сделать только квалифицированный мастер — а это приведет к дополнительным затратам.

Для оптимизации горения природного газа на рис.8 можно достичь при регулировании и автоматизации подачи нужного соотношения метана и воздуха.

Рис. 8. Миксер природного газа (метан) с воздухом

Литература:

  1. ГОСТ 30319.(0…3)-96. «Газ природный. Методы расчета физических свойств».
  2. Раяк М. Б., Бернер Г. Я., Кинкер М. Г. Совершенствование процесса сжигания топлива. Обзор зарубежных технологий // Новости теплоснабжения. 2011. № 12.
  3. А. Д. Кривошеин (руководитель разработки), ГОУ ВПО СибАДИ.
Основные термины (генерируются автоматически): основа переработки хлопкового-сырца, природный газ, волокно, избыточное давление, отход, рабочий, температура газа, формула.


Похожие статьи

Первичная обработка хлопка-сырца и влияние на качество...

Процесс джинирования хлопка на пильных джинах основан на принципе отрыва зубьями пил волокон от хлопковых семян, вращающихся внутри рабочей камеры.

Теоретические основы транспортирования хлопка-сырца на устройстве подачи и распределения.

Влияние условий хранения и сушки на надмолекулярную структуру...

Надмолекулярная структура волокон, хранение хлопка-сырца в бунтах,сушка волокон перед хранением и при переработке, топография

Известно, что на посевах хлопчатника с избыточной густотой стояния растений создается иной микроклимат, в условиях которого...

Повышение эффективности разделения компонентов природного...

Технология промысловой обработки природных газов газоконденсатных месторождений в

Рис. 1. Степень извлечения жирных фракций природного газа в зависимости от температуры охлаждения.

Переработка нефтяных и природных газов. — Москва: Химия, 1981.

Кинетика изменения прочности волокна при хранении...

Из формулы (6.5) имеем при. (6.6). т.е при переработке хлопка без хранения, естественно, ее исходная

Теоретические основы транспортирования хлопка-сырца на устройстве подачи и распределения. Модель прямого и косого удара хлопка-волокна о рабочие органы очистителя.

Теоретические основы транспортирования хлопка-сырца на...

Рис. 2. Зависимость давления хлопка-сырца от скорости.

Проведенные исследования с композиционными полимерными покрытиями рабочих органов

Кинетика изменения прочности волокна при хранении и переработке хлопка-сырца по технологическим переходам.

Физические особенности и технология выделения гидрокарбонов...

молярная масса, природный газ, пропорциональная зависимость, температура кипения, гидрокарбон, товарный газ, критическое давление, критическая температура, кольцевой пентан, температура.

Низкотемпературная сепарация углеводородов из природного...

Низкотемпературная сепарация является наиболее эффективным процессом для выделения и отделения из сырого газа всех высококипящих компонентов. Кроме того, сепарация газа при низкой температуре является отличным средством для дегидратации его...

Сжиженный природный газ: перспективы развития

Ключевые слова: сжиженный природный газ, экономическая целесообразность, запасы газа, транспортировка, технологии производства, жидкое

‒ нетоксичен, хранится под небольшим избыточным давлением при температуре около 112 К (-161 °C) в емкости с теплоизоляцией

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Первичная обработка хлопка-сырца и влияние на качество...

Процесс джинирования хлопка на пильных джинах основан на принципе отрыва зубьями пил волокон от хлопковых семян, вращающихся внутри рабочей камеры.

Теоретические основы транспортирования хлопка-сырца на устройстве подачи и распределения.

Влияние условий хранения и сушки на надмолекулярную структуру...

Надмолекулярная структура волокон, хранение хлопка-сырца в бунтах,сушка волокон перед хранением и при переработке, топография

Известно, что на посевах хлопчатника с избыточной густотой стояния растений создается иной микроклимат, в условиях которого...

Повышение эффективности разделения компонентов природного...

Технология промысловой обработки природных газов газоконденсатных месторождений в

Рис. 1. Степень извлечения жирных фракций природного газа в зависимости от температуры охлаждения.

Переработка нефтяных и природных газов. — Москва: Химия, 1981.

Кинетика изменения прочности волокна при хранении...

Из формулы (6.5) имеем при. (6.6). т.е при переработке хлопка без хранения, естественно, ее исходная

Теоретические основы транспортирования хлопка-сырца на устройстве подачи и распределения. Модель прямого и косого удара хлопка-волокна о рабочие органы очистителя.

Теоретические основы транспортирования хлопка-сырца на...

Рис. 2. Зависимость давления хлопка-сырца от скорости.

Проведенные исследования с композиционными полимерными покрытиями рабочих органов

Кинетика изменения прочности волокна при хранении и переработке хлопка-сырца по технологическим переходам.

Физические особенности и технология выделения гидрокарбонов...

молярная масса, природный газ, пропорциональная зависимость, температура кипения, гидрокарбон, товарный газ, критическое давление, критическая температура, кольцевой пентан, температура.

Низкотемпературная сепарация углеводородов из природного...

Низкотемпературная сепарация является наиболее эффективным процессом для выделения и отделения из сырого газа всех высококипящих компонентов. Кроме того, сепарация газа при низкой температуре является отличным средством для дегидратации его...

Сжиженный природный газ: перспективы развития

Ключевые слова: сжиженный природный газ, экономическая целесообразность, запасы газа, транспортировка, технологии производства, жидкое

‒ нетоксичен, хранится под небольшим избыточным давлением при температуре около 112 К (-161 °C) в емкости с теплоизоляцией

Задать вопрос