При сгорании бензина образуется вода
15.1.Расчет горения твердого и жидкого топлива
Для расчета процессов горения твердого и жидкого топлива составляют материальный баланс процесса горения.
Материальный баланс процесса горения выражает количественные соотношения между исходными веществами (топливо, воздух) и конечными продуктами (дымовые газы, зола, шлак), а тепловой баланс — равенство между приходом и расходом теплоты. Для твердого и жидкого топлива материальный и тепловой балансы составляют на 1 кг топлива, для газообразной фазы — на 1 м3 сухого газа при нормальных условиях (0,1013 МПа, О °С). Объемы воздуха и газообразных продуктов также выражают в метрах кубических, приведенных к нормальным условиям.
При сжигании твердого и жидкого топлива горючие вещества могут окисляться с образованием оксидов различной степени окисления. Стехиометрические уравнения реакций горения углерода, водорода и серы можно записать так:
При расчете объемов воздуха и продуктов сгорания условно принимают, что все горючие вещества окисляются полностью с образованием только оксидов с наивысшей степенью окисления (реакции а, в, г).
Из уравнения (а) следует, что для полного окисления 1 кмоль углерода (12 кг) расходуется 1 кмоль, т. е. 22,4 м3, кислорода и образуется 1 кмоль (22,4 м3) оксида углерода. Соответственно для 1 кг углерода потребуется 22,4/12 = 1,866 м3 кислорода и образуется 1,866 м3 СО2. В 1 кг топлива содержится Сp/100 кг углерода. Для его горения необходимо 1,866·Сp/100 м3 кислорода и при сгорании образуется 1,866 Сp/100 м3 CO2.
Аналогично из уравнений (в) и (г) на окисление горючей серы (μs = 32), содержащейся в 1 кг топлива, потребуется (22,4/32) Spл/100 м3 кислорода и образуется такой же объем SO2. А на окисление водорода (), содержащегося в 1 кг топлива, потребуется 0,5·(22,4/2,02) Нp/100 м3 кислорода и образуется (22,4/2,02) Нp/100 м3 водяного пара.
Суммируя полученные выражения и учитывая кислород, находящийся в топливе (), после несложных преобразований получим формулу для определения количества кислорода, теоретически необходимого для полного сжигания 1 кг твердого или жидкого топлива, м3/кг:
В воздухе содержится кислорода примерно 21 % по объему, поэтому количество воздуха, теоретически необходимое для полного сжигания 1 кг топлива V0, м3/кг, составляет:
В процессе полного горения с теоретически необходимым количеством воздуха образуются газообразные продукты, которые состоят из CO2, SO2, N2 и H2O — оксиды углерода и серы являются сухими трехатомными газами. Их принято объединять и обозначать через RO2 = CO2 + SO2.
При горении твердых и жидких топлив теоретические объемы продуктов сгорания, м3/кг, вычисляют по уравнениям (15.1) с учетом содержания соответствующих компонентов в топливе и воздухе.
Объем трехатомных газов в соответствии с уравнениями (15.1, а и б)
Теоретический объем азота равен объему азота, поступившему с воздухом , и объему азота, выделяемого из топлива , т. е.
Теоретический объем водяного пара , м3/кг, складывается из объема, полученного при горении водорода, равного (22,4/2,02)·(Hp/100), объема, полученного при испарении влаги топлива, равного , и объема, вносимого с воздухом: , — удельный объем водяного пара, м3/кг; ρв = 1,293 кг/м3 — плотность воздуха, dв = 0,01 — содержание влаги в воздухе кг/кг. После преобразований получим:
При паровом распылении мазута теоретический объем водяного пара увеличивают на объем водяного пара, подаваемого в форсунку: , где — удельный расход пара на распыление мазута, кг/кг.
Суммарный теоретический объем продуктов сгорания, м3/кг:
Действительный объем воздуха V может быть больше или меньше теоретически необходимого, подсчитанного по уравнениям горения. Отношение действительного объема воздуха V к теоретически необходимому V0 называется коэффициентом расхода воздуха α = V/V0. При α > 1 коэффициент расхода воздуха обычно называется коэффициентом избытка воздуха.
Для каждого вида топлива оптимальное значение коэффициента избытка воздуха в топке зависит от технических его характеристик, способа сжигания, конструкции топки, способа образования горючей смеси и др.
Действительный объем продуктов сгорания будет больше теоретического за счет азота, кислорода и водяного пара, который содержится в избыточном воздухе. Так как воздух не содержит трехатомных газов, то их объем не зависит от коэффициента избытка воздуха и остается постоянным, равным теоретическому, т. е. .
Объем двухатомных газов и водяного пара (м3/кг или м3/м3), определяют по формулам:
Суммарный объем продуктов сгорания при α > 1 (м3/кг или м3/м3) будет:
При сжигании твердых топлив концентрация золы в дымовых газах (г/м3) определяется по формуле
где — доля золы топлива, уносимая газами (ее значение зависит от вида твердого топлива и способа его сжигания и принимается из технических характеристик топок).
Объемные доли сухих трёхатомных газов и водяного пара, равные их парциальным давлениям при общем давлении 0,1 МПа, подсчитывают по формулам
Все формулы для подсчета объемов применимы тогда, когда происходит полное сгорание топлива. Эти же формулы с достаточной для расчета точностью применимы и для неполного сгорания топлива, если не превышаются нормативные значения, приведенные в технических характеристиках топок.
Источник
При сгорании бензина образуется вода
15.1.Расчет горения твердого и жидкого топлива
Для расчета процессов горения твердого и жидкого топлива составляют материальный баланс процесса горения.
Материальный баланс процесса горения выражает количественные соотношения между исходными веществами (топливо, воздух) и конечными продуктами (дымовые газы, зола, шлак), а тепловой баланс — равенство между приходом и расходом теплоты. Для твердого и жидкого топлива материальный и тепловой балансы составляют на 1 кг топлива, для газообразной фазы — на 1 м3 сухого газа при нормальных условиях (0,1013 МПа, О °С). Объемы воздуха и газообразных продуктов также выражают в метрах кубических, приведенных к нормальным условиям.
При сжигании твердого и жидкого топлива горючие вещества могут окисляться с образованием оксидов различной степени окисления. Стехиометрические уравнения реакций горения углерода, водорода и серы можно записать так:
При расчете объемов воздуха и продуктов сгорания условно принимают, что все горючие вещества окисляются полностью с образованием только оксидов с наивысшей степенью окисления (реакции а, в, г).
Из уравнения (а) следует, что для полного окисления 1 кмоль углерода (12 кг) расходуется 1 кмоль, т. е. 22,4 м3, кислорода и образуется 1 кмоль (22,4 м3) оксида углерода. Соответственно для 1 кг углерода потребуется 22,4/12 = 1,866 м3 кислорода и образуется 1,866 м3 СО2. В 1 кг топлива содержится Сp/100 кг углерода. Для его горения необходимо 1,866·Сp/100 м3 кислорода и при сгорании образуется 1,866 Сp/100 м3 CO2.
Аналогично из уравнений (в) и (г) на окисление горючей серы (μs = 32), содержащейся в 1 кг топлива, потребуется (22,4/32) Spл/100 м3 кислорода и образуется такой же объем SO2. А на окисление водорода (), содержащегося в 1 кг топлива, потребуется 0,5·(22,4/2,02) Нp/100 м3 кислорода и образуется (22,4/2,02) Нp/100 м3 водяного пара.
Суммируя полученные выражения и учитывая кислород, находящийся в топливе (), после несложных преобразований получим формулу для определения количества кислорода, теоретически необходимого для полного сжигания 1 кг твердого или жидкого топлива, м3/кг:
В воздухе содержится кислорода примерно 21 % по объему, поэтому количество воздуха, теоретически необходимое для полного сжигания 1 кг топлива V0, м3/кг, составляет:
В процессе полного горения с теоретически необходимым количеством воздуха образуются газообразные продукты, которые состоят из CO2, SO2, N2 и H2O — оксиды углерода и серы являются сухими трехатомными газами. Их принято объединять и обозначать через RO2 = CO2 + SO2.
При горении твердых и жидких топлив теоретические объемы продуктов сгорания, м3/кг, вычисляют по уравнениям (15.1) с учетом содержания соответствующих компонентов в топливе и воздухе.
Объем трехатомных газов в соответствии с уравнениями (15.1, а и б)
Теоретический объем азота равен объему азота, поступившему с воздухом , и объему азота, выделяемого из топлива , т. е.
Теоретический объем водяного пара , м3/кг, складывается из объема, полученного при горении водорода, равного (22,4/2,02)·(Hp/100), объема, полученного при испарении влаги топлива, равного , и объема, вносимого с воздухом: , — удельный объем водяного пара, м3/кг; ρв = 1,293 кг/м3 — плотность воздуха, dв = 0,01 — содержание влаги в воздухе кг/кг. После преобразований получим:
При паровом распылении мазута теоретический объем водяного пара увеличивают на объем водяного пара, подаваемого в форсунку: , где — удельный расход пара на распыление мазута, кг/кг.
Суммарный теоретический объем продуктов сгорания, м3/кг:
Действительный объем воздуха V может быть больше или меньше теоретически необходимого, подсчитанного по уравнениям горения. Отношение действительного объема воздуха V к теоретически необходимому V0 называется коэффициентом расхода воздуха α = V/V0. При α > 1 коэффициент расхода воздуха обычно называется коэффициентом избытка воздуха.
Для каждого вида топлива оптимальное значение коэффициента избытка воздуха в топке зависит от технических его характеристик, способа сжигания, конструкции топки, способа образования горючей смеси и др.
Действительный объем продуктов сгорания будет больше теоретического за счет азота, кислорода и водяного пара, который содержится в избыточном воздухе. Так как воздух не содержит трехатомных газов, то их объем не зависит от коэффициента избытка воздуха и остается постоянным, равным теоретическому, т. е. .
Объем двухатомных газов и водяного пара (м3/кг или м3/м3), определяют по формулам:
Суммарный объем продуктов сгорания при α > 1 (м3/кг или м3/м3) будет:
При сжигании твердых топлив концентрация золы в дымовых газах (г/м3) определяется по формуле
где — доля золы топлива, уносимая газами (ее значение зависит от вида твердого топлива и способа его сжигания и принимается из технических характеристик топок).
Объемные доли сухих трёхатомных газов и водяного пара, равные их парциальным давлениям при общем давлении 0,1 МПа, подсчитывают по формулам
Все формулы для подсчета объемов применимы тогда, когда происходит полное сгорание топлива. Эти же формулы с достаточной для расчета точностью применимы и для неполного сгорания топлива, если не превышаются нормативные значения, приведенные в технических характеристиках топок.
Источник
При сгорании бензина образуется вода
15.1.Расчет горения твердого и жидкого топлива
Для расчета процессов горения твердого и жидкого топлива составляют материальный баланс процесса горения.
Материальный баланс процесса горения выражает количественные соотношения между исходными веществами (топливо, воздух) и конечными продуктами (дымовые газы, зола, шлак), а тепловой баланс — равенство между приходом и расходом теплоты. Для твердого и жидкого топлива материальный и тепловой балансы составляют на 1 кг топлива, для газообразной фазы — на 1 м3 сухого газа при нормальных условиях (0,1013 МПа, О °С). Объемы воздуха и газообразных продуктов также выражают в метрах кубических, приведенных к нормальным условиям.
При сжигании твердого и жидкого топлива горючие вещества могут окисляться с образованием оксидов различной степени окисления. Стехиометрические уравнения реакций горения углерода, водорода и серы можно записать так:
При расчете объемов воздуха и продуктов сгорания условно принимают, что все горючие вещества окисляются полностью с образованием только оксидов с наивысшей степенью окисления (реакции а, в, г).
Из уравнения (а) следует, что для полного окисления 1 кмоль углерода (12 кг) расходуется 1 кмоль, т. е. 22,4 м3, кислорода и образуется 1 кмоль (22,4 м3) оксида углерода. Соответственно для 1 кг углерода потребуется 22,4/12 = 1,866 м3 кислорода и образуется 1,866 м3 СО2. В 1 кг топлива содержится Сp/100 кг углерода. Для его горения необходимо 1,866·Сp/100 м3 кислорода и при сгорании образуется 1,866 Сp/100 м3 CO2.
Аналогично из уравнений (в) и (г) на окисление горючей серы (μs = 32), содержащейся в 1 кг топлива, потребуется (22,4/32) Spл/100 м3 кислорода и образуется такой же объем SO2. А на окисление водорода (), содержащегося в 1 кг топлива, потребуется 0,5·(22,4/2,02) Нp/100 м3 кислорода и образуется (22,4/2,02) Нp/100 м3 водяного пара.
Суммируя полученные выражения и учитывая кислород, находящийся в топливе (), после несложных преобразований получим формулу для определения количества кислорода, теоретически необходимого для полного сжигания 1 кг твердого или жидкого топлива, м3/кг:
В воздухе содержится кислорода примерно 21 % по объему, поэтому количество воздуха, теоретически необходимое для полного сжигания 1 кг топлива V0, м3/кг, составляет:
В процессе полного горения с теоретически необходимым количеством воздуха образуются газообразные продукты, которые состоят из CO2, SO2, N2 и H2O — оксиды углерода и серы являются сухими трехатомными газами. Их принято объединять и обозначать через RO2 = CO2 + SO2.
При горении твердых и жидких топлив теоретические объемы продуктов сгорания, м3/кг, вычисляют по уравнениям (15.1) с учетом содержания соответствующих компонентов в топливе и воздухе.
Объем трехатомных газов в соответствии с уравнениями (15.1, а и б)
Теоретический объем азота равен объему азота, поступившему с воздухом , и объему азота, выделяемого из топлива , т. е.
Теоретический объем водяного пара , м3/кг, складывается из объема, полученного при горении водорода, равного (22,4/2,02)·(Hp/100), объема, полученного при испарении влаги топлива, равного , и объема, вносимого с воздухом: , — удельный объем водяного пара, м3/кг; ρв = 1,293 кг/м3 — плотность воздуха, dв = 0,01 — содержание влаги в воздухе кг/кг. После преобразований получим:
При паровом распылении мазута теоретический объем водяного пара увеличивают на объем водяного пара, подаваемого в форсунку: , где — удельный расход пара на распыление мазута, кг/кг.
Суммарный теоретический объем продуктов сгорания, м3/кг:
Действительный объем воздуха V может быть больше или меньше теоретически необходимого, подсчитанного по уравнениям горения. Отношение действительного объема воздуха V к теоретически необходимому V0 называется коэффициентом расхода воздуха α = V/V0. При α > 1 коэффициент расхода воздуха обычно называется коэффициентом избытка воздуха.
Для каждого вида топлива оптимальное значение коэффициента избытка воздуха в топке зависит от технических его характеристик, способа сжигания, конструкции топки, способа образования горючей смеси и др.
Действительный объем продуктов сгорания будет больше теоретического за счет азота, кислорода и водяного пара, который содержится в избыточном воздухе. Так как воздух не содержит трехатомных газов, то их объем не зависит от коэффициента избытка воздуха и остается постоянным, равным теоретическому, т. е. .
Объем двухатомных газов и водяного пара (м3/кг или м3/м3), определяют по формулам:
Суммарный объем продуктов сгорания при α > 1 (м3/кг или м3/м3) будет:
При сжигании твердых топлив концентрация золы в дымовых газах (г/м3) определяется по формуле
где — доля золы топлива, уносимая газами (ее значение зависит от вида твердого топлива и способа его сжигания и принимается из технических характеристик топок).
Объемные доли сухих трёхатомных газов и водяного пара, равные их парциальным давлениям при общем давлении 0,1 МПа, подсчитывают по формулам
Все формулы для подсчета объемов применимы тогда, когда происходит полное сгорание топлива. Эти же формулы с достаточной для расчета точностью применимы и для неполного сгорания топлива, если не превышаются нормативные значения, приведенные в технических характеристиках топок.
Источник
