Какова облученность на расстоянии 15 м от факела пламени газового фонтана мощностью 1,8 млн. м²/сут? Потери тепла излучением составляют 27%....
Условие:
Какова облученность на расстоянии 15 м от факела пламени газового фонтана мощностью 1,8 млн. м²/сут? Потери тепла излучением составляют 27%. Состав фонтанирующего газа: СН4—78 0б. %, С3Н8—16 об. %, СS2-6 об.%. Коэффициент полноты сгорания газовой смеси 0,75. Массовую скорость выгорания факела принять равной его секундному расходу. Теплоты сгорания газов взять из справочной литературы
Решение:
Для определения облученности на расстоянии 15 м от факела пламени газового фонтана, мы можем использовать формулу для расчета интенсивности излучения.
Интенсивность излучения (I) определяется как отношение мощности излучения (P) к площади поверхности сферы (A), на которую излучение распространяется.
I = P / A
Площадь поверхности сферы (A) можно рассчитать по формуле:
A = 4 * π * r^2
где r - расстояние от источника излучения до точки, на которой мы хотим определить облученность.
В данном случае, расстояние (r) равно 15 м.
Теперь нам нужно рассчитать мощность излучения (P). Для этого мы умножим мощность факела пламени на коэффициент полноты сгорания (η).
P = P_факела * η
Мощность факела пламени (P_факела) равна 1,8 млн. м²/сут.
Коэффициент полноты сгорания (η) равен 0,75.
Теперь мы можем рассчитать мощность излучения (P):
P = 1,8 млн. м²/сут * 0,75
Теплоты сгорания газов (Q) можно найти в справочной литературе. Для газов СН4, С3Н8 и СS2 они составляют соответственно 55,5 МДж/кг, 50,3 МДж/кг и 30,2 МДж/кг.
Теплота сгорания факела (Q_факела) можно рассчитать, учитывая состав фонтанирующего газа и его массовую скорость выгорания.
Q_факела = (Q_СН4 * V_СН4 + Q_С3Н8 * V_С3Н8 + Q_СS2 * V_СS2) / (V_СН4 + V_С3Н8 + V_СS2)
где Q_СН4, Q_С3Н8 и Q_СS2 - теплоты сгорания газов СН4, С3Н8 и СS2 соответственно, V_СН4, V_С3Н8 и V_СS2 - объемные доли газов СН4, С3Н8 и СS2 в фонтанирующем газе.
Теперь мы можем рассчитать мощность излучения (P) и площадь поверхности сферы (A):
P = P_факела * η A = 4 * π * r^2
Интенсивность излучения (I) будет равна:
I = P / A
Подставляя значения, получим итоговый результат.