ВУЗы по физике Готовые работы по физике Как писать работы по физике Примеры решения задач по физике Решить задачу по физике онлайн

составление материального баланса процесса окисления


(1.16)

При составлении материального баланса процесса окисления отдельных горючих компонентов следует иметь в виду различие физического состояния веществ, участвующих в горении: содержания углерода, водорода, серы, азота, кислорода и влаги для жидкого и твердого состояния топлива обычно характеризуются процентами по массе, а окислитель (кислород), находящийся в газообразном состоянии, — процентами по объему. Анализ реакций горения позволяет это различие учесть.

В соответствии с реакцией полного горения углерода для окисления одного моля углерода массой 12 кг следует затратить один моль кислорода, имеющий объем 22,4 м3. Таким образом, на окисление 1 кг углерода расход кислорода составит 22,4 : 12 = 1,867 м3 С. Для окисления углерода в количестве, которое соответствует содержанию этого компонента в жидком и твердом топливе, потребуется кислорода:

(1.17)

Поступая аналогичным образом, можно определить, что для окисления двух молей водорода массой 4 кг необходимо подвести для полного горения один моль кислорода, а для сжигания 1 кг водорода 22,4 : 4 = 5,6 м3 при этом для окисления водорода в соответствии с его содержанием в топливе Нр потребуется кислорода:

(1.18)

Для окисления серы аналогично 22,4 : 32= 0,7 м3 Здесь 32 масса одного моля серы в кг. В итоге:

(1.19)

Необходимо учесть, что кислород топлива Ор может либо участвовать в реакциях окисления, либо уже связан с горючими компонентами. При массе одного моля О2, равной 32 кг, объем 1 кг О2 составит 22,4 : 32 = 0,7 О или при содержании кислорода в топливе в количестве Ор:

(1.20)

Это количество кислорода должно быть вычтено из общего количества, необходимого для окисления углерода, водорода и серы.

Используя полученные сведения, можно составить уравнение материального баланса процесса горения и определить количество кислорода, необходимого для полного окисления горючих компонентов жидкого и твердого топлива –

Таким уравнением является:

(1.21)

С учетом выражений (1.17) – (1.21) получим:

(1.22)

Далее могут быть рассчитаны расходы сухого и влажного воздуха, обеспечивающих полное сжигание жидкого и твердого топлива в теоретических условиях, когда по выражениям (1.3) и (1.4), а также и в практических условиях, т. е. при α > 1,0, по выражениям (1.5) и (1.6).

В общем случае горения жидкого и твердого топлива в теоретических условиях, когда , выход продуктов горения – V0 представляет собой сумму объемов оксидов , водяного пара, источниками которого являются продукты горения водорода, влага топлива и влага воздуха (дутья). Кроме того, в случае сжигания жидкого топлива его предварительно распыляют с помощью форсунок, используя для этой цели либо сжатый воздух, то после распыления его кислород участвует в процессах окисления горючих составляющих топлива. Если же для распыления, он смешивается с продуктами горения, увеличивая в них содержание водяного пара. При распылении жидкого топлива паром его расход характеризуется величиной равной массе водяного пара – Мпар, отнесенной к 100 кг жидкого топлива и выраженной в процентах. Таким образом:

Азот в продукты полного горения жидкого и твердого топлива поступает и с топливом, и с кислородом воздуха.

Следовательно, суммарный объем продуктов полного горения будет равен:

(1.23)

Отдельные слагаемые уравнения (1.23) будут:

из реакции окисления углерода следует, что из одного моля углерода массой 12 кг образуется один моль объемом 22,4 м3, т. е. в результате окисления 1 кг углерода образуется 22,4 : 12 = 1,867 м3 диоксида углерода, а объем будет равен:

(1.24)

Объем диоксида серы – может быть рассчитан аналогичным образом. Тогда:

(1.25)

Объем водяных паров – , может быть найден из анализа реакции окисления водорода и поступления паров воды с воздушным дутьем, а также из топлива и с распылителем.

Так, при окислении одного моля водорода массой 2 кг образуется один моль водяных паров объемом 22,4 м3. Тогда в результате окисления 1 кг водорода образуется 22,4 : 2 = 11,2 м3 водяного пара:

(1.26)

При испарении влаги топлива и распылителя из одного моля воды массой 18 кг образуется один моль пара объемом 22,4 м3. Тогда объем 1 кг влаги составит 22,4/18 = 1,244 м3 влаги, а объем влаги от указанных источников будет равен:

Наташа

Автор

Наташа — контент-маркетолог и блогер, но все это не мешает ей оставаться адекватным человеком. Верит во все цвета радуги и не верит в теорию всемирного заговора. Увлекается «нефрохиромантией» и тайно мечтает воссоздать дома Александрийскую библиотеку.

Другие статьи


Распродажа дипломных

Скидка 30% по промокоду Diplom2020

А ты боишься COVID-19?

Пройди опрос и получи промокод