ソリューション

OmegaEduPack 物質収支・熱収支シミュレータ

効率の良い教育環境をご提供します。
物質収支・熱収支シミュレータのねらい

ブタンの燃焼反応と燃焼ガスの熱回収を通して、化学工学の原理および基礎である物質収支、熱収支について学習することを目的としています。 本シミュレータを使用して、

  1. ブタンの燃焼反応による物質収支の概念
  2. 空燃比変更実験により運転データの解析方法
  3. スチーム発生器回りのデータから熱収支の基礎
  4. 熱収支に使われる物性データの単位換算

について習得することができます。

対象プロセス

ブタンを燃料として空気を混ぜてバーナーで燃焼させ、バーナーから出た燃焼ガスをスチーム発生器で熱回収に利用するプロセスです。
ブタンを一定量で供給し、空気量を空燃比設定器で変更することができます。 バーナーでの燃焼は導入されたブタン流量に見合った空気量のうちの酸素が消費されます。 空燃比設定器は自動と手動のモードがあり、自動の時は空燃比で空気量を設定でき、手動の時には空気量そのものを設定することができます。
スチーム発生器は、バーナーからの燃焼ガスを高温側に通し、低温側はレベルと流量のカスケード制御でボイラーフィード水を供給し、スチームを発生しています。

演習内容
  1. ブタンのある量を完全燃焼するのに必要な理論空気量、燃焼ガスの各成分ガス量を求めます。
  2. 空燃比制御を手動モードにして求めた空気量を設定した時、完全燃焼になることを確認します。
  3. 空気の設定量を少し増やした時、燃焼ガス中の酸素濃度が上昇することを確認します。
  4. 空燃比制御を自動モードにして、空燃比の設定をわずかに増やした時の燃焼ガス中の酸素濃度と燃焼ガスの温度を測定し、グラフに表します。空燃比を大きくすることでどのような現象となるかを考察します。
  5. スチーム発生器回りでの水の物質収支を確認します。
  6. 蒸気表からスチームの蒸発潜熱を読み取り、蒸発量からスチーム発生器での交換熱量を算出します。
  7. スチーム発生器を通過する燃焼ガスの流量、入口および出口温度をシミュレータで確認します。