ЕЛЕКТРОННА ВЕРСІЯ ID ТА IDα-ДІАГРАМ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

Науковий вкник, 2006, вип. 16.3

УДК 674.047 Ст. викл. М.В. Дендюк; студ. П.П. Дзюрах -НЛТУ Украти ЕЛЕКТРОННА ВЕРС1Я ID ТА ГОа-Д1АГРАМ

Розроблено електронну вераю Id та Ida-дiаграм для визначення вологовмiсту i ентальпп як для повГтря, так i для сумГшГ продуктiв згорання топкового мазуту 40 i дашавського природного газу.

Senior teacher M.V. Dendyuk; stud. P.P. Dzyurah - NUFWT of Ukraine

Electronic version of the Id and Ida diagrams

The electronic version of the Id and Ida-diagrams is developed for determination of moisture content and enthalpy both for air, and for the mixture of products of combustion of heating fuel oil 40 and of Dashav's natural gas.

Актуальшсть i аналiз ввдомих дослвджень. Керування сучасними технолопчними процесами пдротермГчно! обробки деревини з використан-ням мшропроцесорно! техшки грунтуеться на впровадженш алгоритмГв ф1зи-ко-математичних моделей, адекватшсть яких залежить, в тому чист, вгд дос-товГрност фГзико-мехашчних властивостей деревини i параметрГв агента су-шшня. Однак реалГзащя достовГрно! моделГ вимагае детальних дослщжень у сферГ термодинамжи вологого повГтря та теплопередачГ при горшт рГзних топлив. Достатньо прост графоаналГтичш методи визначення параметрГв вологого повпря за Id-дГаграмою [1], запропоноваш Л.К. Рамзшим у 1918 рощ, та параметрГв топкових газГв за Ida-дiаграмою [2] i практично незмшт доте-пер, не можуть бути застосоваш у математичних моделях.

Апроксимацшш залежноcтi для ентальпп i питомо! ваги перегргто! во-дяно! пари залежно вiд об'емно! частки продyктiв згорання, закладенi в Ida-дiаграмах, отримано А.П. Катшниковим [3]. Цi доcлiдження cпрямованi на визначення вологовмюту i ентальпп як для повГтря, так i для cyмiшi продук-тiв згорання топкового мазуту 40 i природного дашавського газу.

Математична модель та реалiзацiя. Вологовмютом повiтря d нази-вають масу водяно! пари, яка припадае на 1 кг сухо! частини повпря, тобто

d = 1000 -рп / Рв, (1)

де: d - вологовмicт, г/кг; рп - густина пари, г/м3, рп = Рп /(RпТ); рв - густина

сухого повiтря, г/м3, рв = Рв / (R вТ); Рп - тиск водяно! пари, Рп = Рнф, Н/м2;

2 • 2 Рн - тиск насичено! водяно! пари, Н/м ; Рв - тиск сухого повпря, Н/м ; Rn -

газова постшна для водяно! пари, Rn = 461,58 Дж/(кг-оС); Rв - газова постшна

для сухого повггря, Rв = 287,14 Дж/(кг-оС); Т - абсолютна температура, Т =

273 оС + t; t - температура повпря, оС; ф - вiдноcна волопсть повпря, %.

Виходячи Гз закону Дальтона

Ра = Рв + Рп, (2)

де Ра - атмосферний тиск повпря, Ра = 100 000 Н/м , отримаемо

Рв = Ра - Рп. (3)

Тиск насичено! водяно! пари Рн залежно вщ температури, апрокси-муемо полшомом 3-го степеня

Нащональний лкотехшчний унîверситет Украши

2

Рн = а0 + ai t +a2t + a3t

4.3

(4)

за табличними даними, наведеними у [2]. Значения коефщенлв апроксимаци наведено в табл. 1.

Табл. 1. Коеф^енти апроксимаци залежностi тиску насичено'1 пари Рн

eid температури

а0 а1 а2 аэ

17040,31 841,7784 -46,48213 1,364311

Шдставляючи значення рп i рв у (1), отримаемо

d = 622Рп / (Ра - Рп ) . (5)

Ентальтя повпря визначаеться як повна кшьюсть тепла у сумiшi повпря i пари, вiднесенa до маси сухо1 частини повiтря, тобто, ентальтя I - це кшьюсть тепла, яка мютиться у (1 + 0,001d) кг вологого повпря:

I = cBt + 0,001d ( cnt + r0 ), (6)

де: I - ентальтя, кДж/кг; сВ - теплоемтсть сухого повпря, дорiвнюе 1,01 кДж/(кг 0С); t -температура повiтря, 0С; сп - теплоемнiсть пари, дорiв-нюе 1,842 кДж/(кг 0С); г0 - прихована теплота пароутворення, сп = = 2500 кДж/кг при t = 0 оС.

Алгоритм обчислення вологовмiсту та ентaльпiï топкових гaзiв залежить вiд типу палива. На першому кроцi знаходимо низьку теплотвiрну здaтнiсть для:

• сухого гaзоподiбного палива (кДж/кг):

Qh = K1 • (5,32 • CH4 + 5,05 • C2H6 + 4,94 • C3H8 + 4,87 • C4H10 + 4,83 • C2H2 + +5,07 • C2H4 + 4,91 • C3H6 + 4,84 • C4H8 +1,64 • H2S +12,75 • H2 + 1,08C0) ;

• твердого або рщкого палива

Qh = Qb - 25,1(9HP + Wo)кДж/кг Qh = Qb - 6(9HP + W0)^an / кг

та високу теплотвiрну здaтнiсть за формулами для:

• природного газу (кДж/кг):

(7)

(8)

0 09п

Qb = Qh + K2600xT°09^CmHn;

12m + n

твердого або рщкого палива

Qb = 4,19 [81CP + 300HP + 26 (SP - 0Р )] кДж / кг Qb = 81CP + 300HP + 26(SP - 0P)ккал /кг

(9)

(10)

де: СтНп - складовi гази (%) за масою; т - iндекс при С; п - iндекс при Н; Кь К2 - коефщенти розмiрностi (кДж/кг - К^94, К2=4,19, ккал/кг - К1=22,4, К2=1); НР, БР, 0Р, СР - елементарний хiмiчний склад палива, Wo - початкова волопсть палива, (для мазуту W0 = 3 %).

Теоретична кшьюсть абсолютно сухого повпря для згорання 1 кг палива у кг/кг визначаеться за формулою

Науковий вкчшк', 2006, вип. 16.3

твердого або рiдкого палива (кДж/кг):

g0 = 0.115 • Cp + 0.345 • Hp - 0.043 • Op + 0.043 • Sp; (11)

газоподiбного палива (кДж/кг):

g0 = 1.38

0,0179 • CO + 0,248• H + 0,44• H2S + £m +(n/4) • CmHn - 0,2

12 • m + n

(12)

Коефщент a надлишку повггря визначаемо Í3 умов забезпечення тем-ператури газ1в у камер1 згорання

t = QhHt + C0ag0t0 + cxti (13)

ct.rgt.r

де: nT - ККД камери згорання (0,85-0,95); с0 - теплоемшсть повггря, яке пос-тупае у камеру; сТ - теплоемшсть палива; cT.rgT.r - питома теплота вологих топкових газ1в; t0 - температура повггря (t0 = 20°С); tT - температура палива. Кшьюсть водяно1 пари, яка отримуеться при повному згоранш 1 кг

• твердого або рвдкого палива (кг/кг палива):

9HP + W0P

g п = 0 +ag0d0/1000; (14)

• газоподiбного палива (кг/кг палива):

0 09п

g п = -C mHn + ag0d0/1000, (15)

12m + n

де d0 - вологовмют повггря (5).

Вологовмют топкових газ1в визначаеться як

dc.r.= 1000g п / g с.г. , (16)

де: gcr. - кшьюсть топкових газ1в при спалюванш, (кг/кг палива); dcr. - во-

логовмют топкових газ1в, г/кг.

• твердого або рвдкого палива

. + AP + 9HP + W0p (17)

g сг.=1+ag0--100—; (17)

• газоподiбного палива

1 ^ 0,09n

g сг. = 1 + ag0 -C mHn, (18)

12m + n

де: АР, НР - елементарний х1м1чний склад палива, Wp- початкова волопсть палива, для мазуту АР = 0,2 %, W0P = 3 %. Ентальшя топкових газ1в (кДж/кг):

1с.г = ( Qbm + Cttt + ag0l0 )/gc.r. (19)

Програмна реалiзацiя. Електронна верЫя Id та Ida-дiаграм реал1зова-на у середовищi VBA з використанням технологи структурного програмуван-ня. Вхщними даними для визначення вологовмюту i ентальпiï як повггря, так i сумiшi топкових газiв, залежно вiд виду палива, е температура i вщносна волопсть (рис. 1).

Нащональний лкотехшчний унiверситет УкраТни

Структура програми побудована так, що головний модуль можна було використовувати для обчислення згаданих вище вологовмюту i ентальпи в ш-ших прикладних програмах.

Рис. 1. Дiалогове вЫно електронног верси М та Ма^аграм

Висновки. Розроблена програма дае змогу визначити за вщомими вщ-носною волопстю i температурою вiдображенi на Id-дiаграмi вологовмiст i ентальпiю. Крiм того, залежно вiд способу сушiння, зокрема, при спалюванш теплоносив для отримання необхщних параметрiв агента сушiння, розробле-ний i реалiзований алгоритм визначення вологовмюту та ентальпи, якi вщоб-раженi на Idа-дiаграмi.

Таке програмне забезпечення дае змогу здшснити розрахунок процесу сушшня деревини на ЕОМ та використовувати комп'ютерну технiку при ке-руваннi технологiчним процесом сушшня деревини.

Лгтература

1. Серговский П.С., Расев А.И. Гидротермическая обработка и консервирование дре-вевины: Учебник для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Лесн. пром-сть, 1987. - 360 с.

2. Стерлин Д.М. Сушка в производстве фанеры и древесностружеяных плит. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Лесн. пром-сть, 1977. - 384 с.

3. Капишников А.П. Электронная версия Ыа-диаграммы// Лесной журнал: Изв. ВУЗов России. - 2005, № 5. - С. 61-65.

УДК 634.9 Проф. З.Й. Дячун, канд. техн. наук;

доц. В. Ф. Прусак - НЛТУ Украти

СУЧАСНА МЕБЛЕВА ФУРН1ТУРА

Наведено класифшащю сучасно1 меблево1 фурштури, ii функщональнють у меб-левих виробах. Запропоновано нов1 вз1рщ кршильно'1 фурштури для кршлення задньо1 стшки-екрана i кутового з'еднання стшок корпусних вироб1в закругленим профшем.

Prof. Z.Yo. Dyachun; doc. V.F. Prusak-NUFWTof Ukraine Modern furniture accessories

The author gives the classification of modern furniture accessories, their functionality in furniture goods. He also suggests new samples of fastening accessories for angle joining of case goods sides with rounded profile and fastening of screen back side.