Определение количества и состава продуктов сгорания

Рассмотрим пример горения газа (98 % СН₄ и 2 % N₂) сначала при коэффициенте расхода воздуха, равным 1. Определим последовательно количества каждой составляющей продуктов сгорания. При сжигании 1 м³ СН₄ образуется 1 м³ СО₂ и 2 м³ Н₂О, а при сжигании 0, 98 м³ СН₄ образуется 0, 98 м³ СО₂ и 1, 96 м³ Н₂О.

Кроме того, вносится азота:

с воздухом..... 1, 96 ∙ 3, 76 = 7, 38

с газом................... 0, 02

––––––––––––––––––––––

Итого..... 7, 40

Полное количество продуктов сгорания составит 0, 98 + 1, 96 + 7, 40 = 10, 34 м³.

Состав продуктов сгорания будет следующий, %:

СО₂........ ∙ 100 = 9, 45

Н₂О........ ∙ 100 = 18, 9

N₂......... ∙ 100 = 71, 65

–––––––––––––––––––––––––––––––

Итого............. 100

При сжигании газа с коэффициентом расхода воздуха, большем единицы, количество и состав продуктов сгорания изменяются. Например, при n = 1, 2 в продуктах сгорания рассматриваемого состава будет 0, 98 м³ СО₂; 1, 96 м³ Н₂О; 1, 96 ∙ 1, 2 – 1, 96 = 0, 39 м³ О₂ и 1, 96 ∙ 1, 2 ∙ 3, 76 + 0, 02 = 8, 86 м³ N₂.

Полное количество продуктов сгорания составит 0, 98 + 1, 96 + 0, 39 + 8, 86 = 12, 19 м³.

Состав продуктов сгорания будет следующий, %:

СО₂........ ∙ 100 = 8, 05

Н₂О........ ∙ 100 = 16, 1

О₂.......... ∙ 100 = 3, 2

N₂......... ∙ 100 = 72, 65

–––––––––––––––––––––––––––––––

Итого............. 100

При расчетах горения необходимо составлять материальный баланс, определяя массы исходных веществ и образующихся продуктов сгорания. Для рассмотренного выше примера горения в воздухе газа (98 % СН₄ и 2 % N₂) при n = 1 материальный баланс будет выглядеть следующим образом:

Поступило, кг: Получено, кг:

СН₄.....0, 98 ∙ 16 / 22, 4 = 0, 7 СО₂...... 0, 98 ∙ 44 / 22, 4 = 1, 925

О₂.......1, 96 ∙ 32 / 22, 4 = 2, 8 Н₂О......1, 96 ∙ 18 / 22, 4 = 1, 575

N₂.. (7, 38 + 0, 02) ∙ 28 / 22, 4 = 9, 25 N₂........ 7, 4 ∙ 28 / 22, 4 = 9, 25

–––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––

Итого.......... 12, 75 Итого............ 12, 75

При составлении материального баланса погрешность не должна превышать 5 %.