Парогенератор должен производить 120 кг пара в час. Для этого в него подаётся очищенная вода при температуре 25 °С. Пар имеет давление 400 кПа, при котором температура кипения 143,6 °С, а удельная теплота парообразования при этом давлении равна 2133,3 кДж/кг. КПД парогенератора 92 %. Определи, какое количество природного газа с теплотой сгорания 44 МДж/кг расходуется за час в этом парогенераторе. Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг × К).

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала определим тепловой поток, необходимый для производства 120 кг пара в час:

Q = m * h
где Q - тепловой поток, кДж/час
m - масса пара, кг/час
h - удельная теплота парообразования, кДж/кг

Q = 120 кг/час * 2133,3 кДж/кг = 255996 кДж/час

Теперь найдем количество природного газа, необходимое для подогрева воды до температуры кипения:

Qв = m c ΔT
где Qв - тепловой поток подогрева воды, кДж/час
m - масса воды, кг
c - удельная теплоемкость воды, Дж/(кг*К)
ΔT - разность температур, К

Qв = 120 кг/час 4200 Дж/(кгК) * (143,6 °C - 25 °C) = 50625600 Дж/час

Теперь найдем полный тепловой поток, необходимый для работы парогенератора:

Qполный = Q + Qв = 255996 кДж/час + 50625600 Дж/час = 256021596 кДж/час

Теперь найдем количество природного газа, необходимое для обеспечения такого теплового потока:

mгаза = Qполный / hсгорания
mгаза = 256021596 кДж/час / 44 МДж/кг = 5823 кг/час

Итак, в парогенераторе расходуется 5823 кг природного газа в час.