ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Коэффициент избытка воздуха
Объём воздуха, участвующего в процессе горения 1 м3 аммиака, определим из формулы (1.1.7) м3/м3. Пример 7. Определить объём окислительной среды, состоящей из 60% О2 и 40% N2, необходимый для горения 1 кг изоприлового спирта, если её температура равна 295 К, давление 62,0 кПа. Решение. Так как окислительная среда отличается по составу от воздуха, определим по формуле (1.1.1) объёмное соотношение кислорода и азота 40:60=0,67. Уравнение реакции горения изоприлового спирта Теоретический объём окислительной среды при нормальных условиях рассчитаем по формуле (1.1.3,б). Молекулярная масса горючего равна 60, м3/кг. Объём окислительной среды при заданных условиях горения определим из формулы (1.1.6) м3/кг. Пример 8. Определить массу динитротолуола, сгоревшего в герметичном объёме 100м3, если содержание кислорода в продуктах горения составило 12%. Решение. Так как в продуктах горения содержится кислород, то горение протекало в избытке воздуха, коэффициент избытка определим по формуле(1.1.10). . Молекулярная масса горючего равна 183. Теоретический объём воздуха м3/кг. Теоретический объём продуктов горения (формула 1.1.15) м3/кг, . Практический объём воздуха, пошедший на горение м3/кг. Тогда массу сгоревшего динитротолуола Мг определим из соотношения м3- полный объём помещения кг.
Задание на самостоятельную работу Задача 1: Рассчитать теоретически необходимое количество воздуха для сгорания m кг вещества при Т=... и Р=.... (жидкость)
Задача 2: Рассчитать теоретически необходимое количество воздуха для сгорания V м3 горючего газа
1.2. Расчёт объёма и состава продуктов горения
С целью упрощения расчёта все горючие вещества разделены на три типа: индивидуальные, сложные, смеси горючих газов (табл. 1.2.1).
Таблица 1.2.1
Здесь -теоретический объём продуктов горения; -количество i-го продукта горения в уравнении реакции, кмоль; -количество горючего, кмоль; -объём 1 кмоля газа; -молекулярная масса горючего; -объём i-го продукта реакции; C, H, S, O, N –содержание соответствующих элементов (углерода, водорода, серы, кислорода и азота) в горючем веществе, % вес; -содержание i-го горючего компонента в газовой смеси, %об.; - содержание i-го негорючего компонента в составе газовой смеси, % об. Практический (полный) объём продуктов горения состоит из теоретического объёма продуктов горения и избытка воздуха (1.2.9) или (1.2.10) Состав продуктов горения, т.е. содержание i-го компонента определяется по формуле (1.2.11)
где - содержание I - го компонента в продуктах сгорания, % об.; - объём I - го компонента, м3, кмоль; - полный объём продуктов горения, м3, кмоль. При горении в избытке воздуха в продуктах горения содержится кислород и азот (1.2.12) (1.2.13) где -теоретический объём азота в продуктах горения, м3, кмоль. (1.2.14)
Примеры Пример 1. Какое количество продуктов горения выделится при сгорании 1м3 ацетилена в воздухе, если температура горения составила 1450 К. Решение. Горючее-индивидуальное химическое соединение (формула 1.2.1). Запишем уравнение химической реакции горения C2H2+ O2+ N2=2CO2+H2O+ N2 Объём продуктов горения при нормальных условиях м3/м3 Объём продуктов горения при 1450 К м3/м3 Пример 2. Определить объём продуктов горения при сгорании 1 кг фенола, если температура горения 1200 К, давление 95000 Па, коэффициент избытка воздуха 1,5. Решение. Горючее-индивидуальное химическое соединение(формула 1.2.2). Запишем уравнение химической реакции горения C6H5OH+ O2+ N2=6CO2+3H2O+ N2 Молекулярная масса горючего 98. Теоретический объём продуктов горения при нормальных условиях м3/кг Практический объём воздуха при нормальных условиях м3/кг Объём продуктов горения при заданных условиях м3/м3
Пример 3. Определить объём продуктов горения при сгорании 1 кг органической массы состава: С-55%, О-13%, Н-5%, S-7%, N-3%, W 17%, если температура горения 1170 К, коэффициент избытка воздуха – 1.3. Решение. Горючее вещество сложного состава (формулы 1.2.3 - 1.2.6). Теоретический состав продуктов горения при нормальных условиях м3/кг м3/кг м3/кг м3/кг Полный теоретический объём продуктов горения при нормальных условиях =1+0,8+0,05+4,7=6,55 м3/кг Практический объём продуктов горения при нормальных условиях =6,55+0,269 (1,3-1)=6,55+1,8=8,35 м3/кг Практический объём продуктов горения при температуре горения = м3/кг. Пример 4. Рассчитать объём продуктов горения при сгорании 1м3 газовой смеси, состоящей из С3Н6-70%, С3Н8-10%, СО2-5%, О2-15%, если температура горения 1300 К, коэффициент избытка воздуха – 2,8. Температура окружающей среды 293 К. Решение. Горючее - смесь газов (формула 1.2.7). Объём продуктов горения определяется по формуле (1.2.8) м3/м3 м3/м3 Так как газовая смесь содержит в составе кислород, он будет окислять часть горючих компонентов, следовательно, понизится расход воздуха (формула 1.1.5). В этом случае теоретический объём азота удобнее определять по формуле (1.2.14) м3/м3 Теоретический объём продуктов горения м3/м3 Практический объём продуктов горения Объём продуктов горения при температуре 1300 К м3/м3. Пример 5. Определить состав продуктов горения метилэтилкетона. Решение. При такой постановки задачи рационально определить непосредственно из уравнения горения объём продуктов в кмолях, выделившихся при сгорании 1 кмоля горючего , кмоля; кмоля; кмоля; кмоля. По формуле (1.2.11) находим состав продуктов горения
Пример 6. Определить объём и состав продуктов горения 1 кг минерального масла состава: С-85%, Н-15%, если температура горения 1450 К, коэффициент избытка воздуха – 1,9. Решение. По формулам (1.2.3 - 1.2.6) определим объём продуктов горения м3/кг м3/кг м3/кг Теоретический объём продуктов горения при нормальных условиях м3/кг Практический объём продуктов горения при нормальных условиях формула (1.2.10) м3/кг Объём продуктов горения при температуре 1450 К м3/кг Очевидно, что состав продуктов горения не зависит от температуры горения, поэтому целесообразно определить его при нормальных условиях. По формулам (1.2.11;1.2.13) ; ;
Пример 7. Определить количество сгоревшего ацетона, кг, если объём выделившийся двуокиси углерода, приведённый к нормальным условиям, составил 50 м3. Решение. Запишем уравнение реакции горения ацетона в воздухе Из уравнения следует, что при горении из 58 кг (молекулярная масса ацетона) выделяется м3 двуокиси углерода. Тогда для образования 50 м3 двуокиси углерода должно вступить в реакцию Мг горючего кг Пример 8. Определить количество сгоревшей органической массы состава C-58%, O-22%, H-8%, N-2%, W-10% в помещении объёмом 350 м3, если содержание двуокиси углерода составило 5%. Решение. Определим объём выделившейся двуокиси углерода м3. По формуле (1.2.6) для вещества сложного состава определим объём СО2, выделившейся при горении 1 кг горючего, м3/кг. Определим количество сгоревшего вещества кг. Пример 9. Определить время, когда содержание двуокиси углерода в помещении объёмом 480 м3 в результате горения древесины (C-45%, H-50%, O-42%, W-8%) составило 8%, если удельная массовая скорость выгорания древесины 0,008 кг/(м2с), а поверхность горения 38 м2. При решении газообмен с окружающей средой не учитывать, разбавлением в результате выделения продуктов горения пренебречь. Решение. Поскольку не учитывается разбавление продуктов горения, определяем объём выделившейся в результате горения двуокиси углерода, соответствующей 8% её содержания в атмосфере м3 Из выражения (1.2.3) определим, сколько должно сгореть горючего материала, чтобы выделился данный объём двуокиси углерода кг. Время горения определим, исходя из соотношения , где - время горения; Мг - масса выгоревшей древесины, кг; - массовая скорость выгорания древесины, кг/(м2с); F - поверхность горения, м2; мин.
Задание на самостоятельную работу Задача 3: Определить объем продуктов горения при сгорании 1 кг заданного вещества, если тепература горения... К, давление... мм рт.ст., a=....
Задача 4: Определить объем и состав (% об.) продуктов горения, выделившихся при сгорании 1 м3 горючего газа, если температура горения составила... К, давление... мм рт.ст.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|