A levegő térfogatának, térfogatának és összetételének kiszámítása
Számos gyakorlati kérdés megoldásakor ismerni kell az éghető anyag tömegének vagy térfogatának égetésénél felhasznált levegő mennyiségét, a képződött égéstermékek mennyiségét és azok százalékos összetételét. Tekintsük a számítási módszereket az égési folyamatok anyagmérlegének egyes összetevőinek meghatározására.
Az égési levegő térfogatának kiszámításának módja az éghető anyag összetételétől, az aggregált állapotától és az égési körülményektől függ. Természetük szerint az éghető anyagok lehetnek egyedi kémiai vegyületek és összetett kémiai vegyületek keverékei. Az egyes kémiai vegyületek olyan anyagok, amelyeknek állandó kémiai szerkezete és állandó kémiai képlete van, például benzol (C6H6), propanol
(C3 H7 OH), ecetsavat (CH3COOH), stb keverékei komplex kémiai vegyületek -. Egy anyag nem rendelkező speciális kémiai szerkezettel és összetételét kémiai képlettel nem lehet kifejezni. Ez az anyagcsoport szénből, olajból, fából, zsírokból stb. Tartalmaz. Ezeknek az anyagoknak az összetételét az egyes elemek vagy gázok (C, S, H, stb., Vagy CO, CH4, H2 S stb.) Százalékában fejeztük ki.
Megkülönbözteti az égéshez elvileg szükséges elméleti levegőmennyiséget (V elméletileg), és a levegő mennyisége valójában (szinte) elfogyasztásra kerül (Vv művelet). Ebben az esetben:
Az a tényezőt a túlzott légtényezőnek nevezik. A túláramlási együttható azt mutatja meg, hogy hányszor az égéshez szállított levegő mennyisége nagyobb, mint a sztöchiometrikus keverékben lévő anyagmennyiség egységnyi teljes égetéséhez szükséges levegő elméleti térfogata.
A tényleges és elméletileg szükséges mennyiségű levegő közötti különbséget túlzott levegőnek nevezik ( # 916; VB).
A tüzelőanyag-egység (1 kg, 1 m 3 1 kmol) elégetésével előállított tüzelőanyagok mennyisége a levegő elméleti mennyiségében megegyezik a széndioxid, a víz és a nitrogén mennyiségének összegével:
Az égéstermékek összes tényleges térfogata a felesleges levegőn alapul:
A számítások kényelméért az éghető anyagokat 4 csoportba osztják (1. táblázat): egyes vegyi vegyületek (gáz-halmazállapotú és kondenzált állapotban); összetett összetételű anyagok (fa, tőzeg, olaj stb.); gázok keveréke (generátor gáz, társult gáz stb.).
1. táblázat Az anyag égetéséhez szükséges levegő elméleti mennyiségének meghatározására szolgáló számítási képletek
Éghető anyagok csoportja
ng, nO2. nN2 - az égetési reakcióegyenletből nyert üzemanyag, oxigén és nitrogén mennyisége, kmol / kmol;
Mg az éghető anyag molekulasúlya;
Vt a gáz moláris térfogata adott körülmények között, m 3 / kmol;
A gáz-halmazállapotú éghető kiszámításához levegő és égéstermékek hajtják térfogat m 3 / m 3. Mivel 1 kmol bármely gáz ugyanolyan körülmények ugyanakkora térfogatot foglal el (STP 22 4 m 3), a kiszámított összeg m 3 / m 3. numerikusan ugyanaz lesz, mint a kmol / kmol.
Ha az éghető anyag kondenzált állapotban van (folyékony vagy szilárd), akkor rendszerint a levegő és égéstermékek térfogatainak számítását m 3 / kg-ban végezzük.
A levegő térfogatának meghatározása a tüzelés során a normálértékektől eltérő körülmények között, használja az ideális gázok egyenletét:
Ha P0 a normális nyomás, Pa;
T0 a normál hőmérséklet, K;
V0 a levegő mennyisége normál körülmények között (m 3 vagy m 3 / kmol);
P1. T1. V1 - ill. A nyomás, a térfogat és a levegő hőmérséklete, amely az adott égési körülményeket jellemzi.
Néha a gyakorlatban meg kell oldani az inverz problémát - az égéstermékekben az oxigén ismert százalékos arányának megtalálásához a túlzott levegő együtthatót:
Azokban az anyagokban, ahol az égéstermékek mennyisége megegyezik a felhasznált levegő mennyiségével (például a szén, a kén égetésével), ez a képlet egyszerűsödik:
Az égéstermékek térfogatának kiszámításánál használjuk a táblázatban megadott képleteket. 2.
Számítási képletek az égési termékek elméleti térfogatának meghatározásához
Ha az égés túlzott levegővel történik, akkor az égéstermékek móljainak számításánál túl sok mólnyi oxigént és nitrogén-
Tekintsünk példákat a levegő térfogatának kiszámítására, az égéstermékek mennyiségére és összetételére vonatkozó problémák megoldására.
PÉLDA: 4 m 3 propán égés (C3H8). Számítsa ki az égéstermékek levegőjének, térfogatának és összetételének (térfogati% -ban) elméleti mennyiségét. A körülmények normálisak.
Az egyedi éghető anyag, amely gázhalmazállapotban van égve.
1. Leírjuk a propán égési reakció egyenletét a levegőben:
2. Számítsuk ki a (6) és (13) képlet szerinti levegő és égéstermékek elméleti mennyiségét 1 m 3 éghető anyag tekintetében:
3. Tekintettel arra, hogy nem 1 m 3 gázégés, hanem 4 m 3 található a levegő és égéstermékek tényleges térfogata:
4. Számítsa ki az égéstermékek összetételét:
A: Combustion 4 m 3-propán kell 95,2 m 3 levegő, amely egy 103,2 m 3 égéstermékek, amelyből a CO2 - 11,6%, H2O - 15,5%, N2 - 72,9% .
Az egyes kémiai vegyületek sűrített állapotban égnek.
1. Megfogalmazzuk az aceton égési reakciójának egyenletét levegőben:
2. Az 1 kg aceton elégetéséhez szükséges levegőmennyiséget a (7) képlet alapján kell kiszámítani, figyelembe véve, hogy az egy kilométernyi aceton tömege 58 kg / kmol:
3. Az 1 kg aceton égetéséig beáramló levegő tényleges térfogatát a feleslevegő tényező figyelembevételével számítják ki:
4. A levegő feleslegessége:
5. Az égési termékek elméleti térfogatát a (14) képlet adja meg:
6. Az égéstermékek tényleges térfogata:
7. A 100 kg aceton elégetéséhez szükséges elméleti levegő mennyisége 740 m3 (7.4 # 61655; 100), 1,550 m 3 égéstermékkel.
Megjegyzés. Ha az égési folyamat adott feltételei eltérnek a normális (T egyenlőtlenül 273 K, P egyenlőtlenül 101,3 kPa), a mennyisége égéstermékek és a levegő számítása során figyelembe kell venni a térfogatát, amely elfoglalja egy kmol gáz ezen a hőmérsékleten:
Ahol = 101,3 kPa, = 273K, T és P a beállított hőmérséklet és nyomás.