Расчёт горения газового топлива. Определение состава и количества продуктов горения (стр. 1 из 2)
Самарский Государственный Технический Университет
Кафедра: «металловедение и порошковая металлургия»
Лабораторная работа № 1
Расчёт горения газового топлива. Определение состава и количества продуктов горения.
Выполнил: студент III – ФТ - 1
Соловьева Ю.Б.
Проверил:
Якубович Е.А.
Самара 2009 г.
Цель работы – изучить методы и освоить практические навыки расчётов горения топлива на примере сжигания смеси газов.
Основные понятия и определения:
1) Теплота сгорания топлива
2) Количество необходимого для горения окислителя
3) Теоретическая и калориметрическая температура горения
4) Энтальпия
1) Теплота сгорания топлива:
- для метана (полная реакция горения) 
- (не полная реакция горения)При горении топлива, выделяется большое количество тепла. Как видно из реакции в продуктах сгорания присутствуют пары воды. В зависимости от того, в каком виде водяной пар находится в дымовых газах, различают высшую и низшую теплоту сгорания топлива.
Высшая теплота сгорания ( 
) соответствует условию, при котором продукты горения охлаждаются до
(293 К), а пары воды конденсируются и охлаждаются до . При этом выделяется две составляющие тепла: теплота нагрева с 293 К до 373 К (418 кДж/кг),а также скрытая теплота парообразования испарения 2256,8 кДж/кг. Итого выделяется 2675,5 кДж/кг.Низшая теплота сгорания ( 
) соответствует условию, при котором содержащаяся в продуктах сгорания влага в виде пара охлаждается до температуры
и не конденсируется. При этом выделяется: 
,
На практике в реальных условиях к сожалению, выделяется только низшая теплота сгорания.
2) Количество необходимого для горения окислителя (воздуха):
Количество окислителя определяется по уравнению реакции горения. Определённое количество является теоретическим. Для реального сжигания всегда подают несколько большее количество окислителя, т.к. есть потери . На 10 – 20 % больше.
Коэффициент избытка воздуха:
- реальный объём, 
- теоретический объём.3) Температура горения: теоретическая и калориметрическая:
Необходимость введения двух определений связано с двумя возможными подходами процесса горения. А именно, с учётом или игнорированием затрат тепла на диссоциацию продуктов сгорания. Соответственно различают: теоретическую и калориметрическую температуру горения топлива:
- теплота диссоциации. 
4) Энтальпия:
Это понятие является одним из фундаментальных в теплотехнике и термодинамике. По определению энтальпия представляет из себя произведение теплоёмкости на температуру:
Практическая часть
Рассмотрим горение газа состоящего из: 1) 93,48% метана (
); 2) 3,85% этана ( 
); 3) 0,67% пропана ( 
); 4) 0,3% бутана ( 
); 0,75% углекислого газа (СО2) и 0,95% азота ( 
). Найти объём сгорания количества кислорода, 
и 
.I. Определение необходимого количества воздуха:
1)
Из реакции видно, что для горения 1 моля
нужно 2 моля 
. 1 моль любого газа занимает 22,4 
, это значит, что для сжигания 1 метана, нужно 2 . 
Известно, что в сухом воздухе содержится 21%
, а остальное азот ( ), 79%. 
.2)
- для этана; 
.3)
- для пропана; 
.4)
- для бутана; 
.Поскольку, реальное топливо – это смесь горючих газов, то общий расход воздуха определяется суммированием для отдельно горючих компонентов.
.II. Определение состава и количества продуктов сгорания:
Состав продуктов сгорания:
В состав объёма азота войдёт также азот из окислителя (воздуха).
1) для метана:
; 
; 
. 
- суммарный объём продуктов сгорания. 
=9,48%, 
=18,81%, 
=71,72%;2) для этана:
; 
; 
. 
- суммарный объём продуктов сгорания. =44,4%, =10,57%, =45,03%;3)для пропана:
, 
, 
. 
- суммарный объём продуктов сгорания. =16,75%, =16,27%, =66,98%;