Исследование и разработка термохимических методов повышения эффективности использования органического топлива

• Автор: Носач, Вильям Григорьевич
• Шифр специальности: 05.14.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 329 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

Основные обозначения

Введение
Глава I. Термодинамический анализ термохимических превращений органического топлива в теплоэнергетических и промышленных агрегатах.
1.1. Использование термохимических превращений органического топлива в тепловых аграгатах
1.2. Влияние химических процессов на эффективность преобразования энергии топлива в теплоэнергетической установке.

1.3. Термохимическая защита высокотемпературных узлов тепловых агрегатов.

Глава П. Теплосиловые установки с термохимической

регенерацией.

2.1. Идеальный теплосиловой цикл с термохимической регенерацией

2.2. Газотурбинные установки с ТХР.

2.3. Поршневые двигатели внутреннего сгорания с
2.4. Термоэлектрические установки с ТХР
Глава Ш. Исследование энергетических и промышленных установок с термохимической регенерацией теплоты
3.1. Термохимическая регенерация теплоты в МГД установках
3.2. Глубокая утилизация теплоты и термохимическая
защита в ГТУ.
3.3. Транспортные энергетические установки с термохимической регенерацией теплоты.
3.4. Термохимическая регенерация теплоты уходящих газов промышленных печей
3.5. Энерготехнологическая переработка органического топлива
3.6. Постановка задачи экспериментальных исследований.
Глава У. Экспериментальные исследования конверсии органического топлива в продуктах сгорания применительно к регенеративным схемам энергетических и промышленных установок.
4.1. Скоростная газификация твердого топлива
4.2. Конверсия углеводородного топлива в продуктах сгорания в системах теплоиспользования
Глава У. Термохимическая защита ограждающих конструкций тепловых устройств
5.1. Экспериментальные исследования физикомеханических свойств и гидродинамики течения в пористой огнеупорной стенке.
5.2. Теплообмен в пористой огнеупорной стенке и эмиссионные свойства поверхности пористой огнеупорной керамики
5.3. Тепловое состояние пористой стенки.
5.4. Аэродинамика течения газа в каналах с пористыми охлаждаемыми стенками и внешний теплообмен при термохимической защите
4
Глава У1. Практическое использование результатов
исследований.
6.1. Термохимическая регенерация теплоты в системе отопления промышленной печи.
6.2. Скоростная газификация твердого топлива
6.3. Газогорелочное устройство с термохимической защитой огневой насадки для печей прямого
нагрева
6.4. Газогорелочное устройство для опаливания
тканей
6.5. Промышленные газогорелочные устройства с термохимической защитой камер сгорания и сопел.
Заключение и выводы.
Список использованной литературы


Изобразим процессы, происходящие
в окислительновосстановительной системе, результирующей реакцией которой является горение углерода в кислороде, в Т3 диаграмме рисЛ. За. Тогда эта кривая представляет собой линию химического равновесия, проход по которой из одного термодинамического равновесия в другое система может осуществить только за счет подвода или отвода теплоты. В этом случае изменение состояния системы описывается уравнением Н ТсС . СССг дН 1. С0 Од 2С0а аНктОкт. Предполагается, что в этом процессе соблюдаются те же условия термодинамического равновесия, какие были приняты для реакции конверсии. Тогда фигура, показанная на рисЛ. За,представляет собой не что иное как графическое изображение закона Гесса для обратимых реакций. Т, и , а Еторая согласно тепловому закону Нерста в начале координат, то тогда площадь между этими кривыми должна быть численно равна разности подведенной и отведенной теплоты, т. СО 2С, 4Нт2кт . Ж Жнг н нг. Этот результат естественно совпадает с результатом, который можно получить, суммируя тепловые эффекты реакций 1. НДН ДН. Рассмотрим процессы, происходящие в окислительновосстановительной системе термохимических превращений в температурном интервале от Т0 до Тч . Используя аналогичные рассуждения, получим баланс тепловых эффектов реакций 1. Т.Эгн1НК Т,5,,. НСо2 Нс Ног СТ ХП1 НсоГ Нс И т Э2 д Нгт Т0 й еИТ. Результат по 1. МТГАИТ Ит Пр. ЛТЛ0Т дбк При этом следует иметь в виду, что в эксергетическом баланса процессов окислительновосстановительной системы учитывались эксергии теплот, израсходованных на нагрев продуктов конверсии и кислорода от точки 3 до точки 4. Из баланса эксергий следует, что эксергия теплоты, выделившейся при сгорании конвертированного топлива, равна сумме эксергии теплоты, поглощенной при конверсии, и эксергии исходного топлива. Следовательно, в обратимой открытой окислительновосстановительной системе термохимических превращений эксергия исходного топлива переходит в эксергию теплоты без потерь. Из термодинамики теплосиловых циклов известно, что это возможно только тогда, когда окислительновосстановительная система термохимических превращений, процессы в которой проходят так, как это показано на рис,1. Если изобарные процессы окислительновосстановительной
системы рис. С Д объема исходных компонентов С С н0 и разложение С0г О то рабочее тело реагирующая система С С будет совершать круговой процесс цикл. Ц6 1л6. Ь РсСу Ни Но работа расширения в результате реакции 1. Подставляя значения этих работ в выражение 1. ДдНит НгНа 1 ДИТ, 1. Следовательно, поглощающая работу обратимая окислительновосстановительная система, в которой совершаются циклические процессы, представляет собой не что иное, как обратимую тепловую машину обратного действия тепловой насос. В дальнейшем открытую окислительновосстановительную систему термохимиче
ских превращений будем называть системой ТХР, а замкнутую термохимическим циклом. При термохимической регенерации рис. ТХР обменивается с тепловоспринимающим устройством 2 только теплотами. Если создать обратимое тепловоспринимающее устройство 2, теплосиловой цикл рис. Р до рабочего тела тепловой машины ес1с воспринималась бы теплота, выделившаяся в результате процесса горения конвертированного топлива термохимического цикла 6, а теплота из процесса сжатия от до тепловой машины С0 воспринималась бы в процессе конверсии термохимического цикла 4, то тепловоспринимающее устройство тепловая машина 2 смогло бы произвести работу, равную эксер
ит , поскольку площади, заключенные между кривыми процессов, представленных на рис Л. За и на рис. При этом следует иметь в виду, что для передачи произведенной работы в другую систему необходимо разомкнуть термохимический цикл и выбросить из системы ТХР в окружающую среду отработавшие продукты СО при Т, и, следовательно, передать в окружающую среду теплоту, равную Т0 а5ит , а в цикле тепловой машины й6С на участке расширения О,В из окружающей среды воспринять такое же количество теплоты 5ИТ . Для наглядности и удобства дальнейшего анализа тепловых агрегатов с термохимической регенерацией представим циклы, изображенные на рис. Карно рис.