Методика расчёта объёма воздуха для горения простых веществ и индивидуальных химических соединений в твёрдом и жидком агрегатном состоянии (расчет по массе)

Расчёт объема воздуха, необходимого для полного сгорания заданного в килограммах количества вещества, находящегося в твёрдом или жидком агрегатном состоянии, проводят по формуле:

 

, м³

где:

b - стехиометрический коэффициент перед кислородом;

m - масса горючего вещества, кг;

a - коэффициент избытка воздуха;

M - молярная масса горючего вещества, кг/кмоль.

V_t - мольный объём газа при заданных условиях, м³/кмоль;

, м³/кмоль

где:

V₀ – объем газа при нормальных условиях (22, 4 м³/кмоль),

Т - заданная температура, К;

Р - заданное давление, Па;

Р_о - давление при нормальных условиях, Па;

Т_о - температура при нормальных условиях, К.

 

Методика расчёта объёма воздуха для горения простых веществ и индивидуальных химических соединений в газообразном состоянии (расчет по объему)

Расчёт объема воздуха, необходимого для полного сгорания заданного в кубических метрах объёма вещества, находящегося в газообразном агрегатном состоянии, проводят по формуле:

 

V_В = 4, 76 × b × a × V_ГГ, м³

где:

b - стехиометрический коэффициент перед кислородом;

a - коэффициент избытка воздуха;

V_ГГ - заданный объём горючего газа, м³.

Методика расчёта объёма воздуха, необходимого для горения сложных веществ переменного состава, находящихся в твёрдом и жидком агрегатных состояниях (расчет по массе)

Расчет объёма воздуха, необходимого для сгорания заданной массы вещества при нормальных условиях, ведут по формуле:

где:  

С, H, S, O - массовые доли углерода, водорода, серы и кислорода в горючем веществе, %;

m – масса горючего вещества, кг;

a - коэффициент избытка воздуха.

   

Полученное значение объёма воздуха пересчитывают на заданные условия:

 

где: Р_о- давление при нормальных условиях, Па;

Т_о- температура при нормальных условиях, К;

Р - заданное давление, Па;

Т - заданная температура, К.

Методика расчёта объёма воздуха, необходимого для горения

Сложных газовых смесей (расчет по объему)

Объём воздуха, необходимого для сгорания заданного объёма газовой смеси, определяют по формуле:

 

 

где:

- стехиометрический коэффициент перед кислородом i-ого горючего компонента смеси;

- концентрация i-ого горючего компонента смеси, %(об.);

- концентрация кислорода в газовой смеси, %(об.);

V_г.см- заданный объём газовой смеси, м³.

a - коэффициент избытка воздуха.

Расчет объема и состава компонентов продуктов горения

Знание количества и состава продуктов горения необходимо для расчета важнейших характеристик процесса горения — температуры горения, температуры взрыва, давления при взрыве. Поскольку продукты сгорания находятся, как правило, в газообразном состоянии, их состав выражается либо в объемных процентах, либо в м³ на 1 кг горючего вещества. В зависимости от состава горючего вещества выбирается порядок расчета.

Методика расчёта объёма и состава компонентов продуктов горения простых веществ и индивидуальных химических соединений в твёрдом и жидком агрегатном состоянии (расчет по массе)

Понятие состав в данном вопросе будем рассматривать в двух смыслах: во-первых, химический состав продуктов горения, который определяется исходя из уравнения реакции горения; во-вторых, процентный состав продуктов горения, который определяется из рассчитанных количеств компонентов продуктов горения.

Объём выделяющихся продуктов горения при сгорании заданного количества вещества определяется по формуле:

, м³

где:

m - масса горючего вещества, кг;

M - молярная масса горючего вещества, кг/кмоль.

V_t - мольный объём газа при заданных условиях, м³/кмоль;

å n_п.г - общее количество вещества продуктов горения, кмоль.

å n_ПГ = n(CO₂) + n(H₂O) +…+ n(N₂) + n_ИЗБ(N₂) + n_ИЗБ(O₂)

n_ИЗБ(O₂) = b× (a - 1), кмоль

n_ИЗБ(N₂) = 3, 76× b(a - 1), кмоль

 

Расчёт объёма компонентов продуктов горения проводится по формулам:

;

;

;

, м³

 

Вычисленный объём образующихся в ходе реакции продуктов горения обычно незначительно превышает объём воздуха, необходимого для полного сгорания вещества.

Процентный состав компонентов продуктов горения рассчитывается по их объёмным и мольным долям или процентам. Общий объём V_ПГ или общее количество вещества продуктов горения å n_ПГ принимается за 100 %.

В мольных процентах:

;

;  

;  

 

В объемных процентах:

 

j(СО₂) = 100 ∙ V_(CO2)/V_ПГ               

j(H₂O) = 100 ∙ V_(H2O) /V_ПГ

j(N₂) = 100 ∙ V_(N2)/V_ПГ                    

j(O₂) = 100 ∙ V_ИЗБ(О2) /V_ПГ

⇐ Предыдущая12

Поделиться: