Расчётные формулы для расчета количества воздуха, необходимого для горения

Для практических расчётов принимают, что воздух состоит из 21% кислорода и 79% азота. Таким образом, объёмное соотношение азота и кислорода в воздухе составит:

(1.1)
где ₂, ₂ - это объёмное (% об.) содержание азота и кислорода в окислительной среде.

Следовательно, на 1м³ (кмоль) кислорода в воздухе приходится 3,76м³(кмоль) азота.

Весовое соотношение азота и кислорода в воздухе можно определить, исходя из соотношения:

=

где МN₂, ₂ -молекулярные массы соответственно кислорода и азота.

Для удобства расчётов горючие вещества разделяют на три типа (таб.1.1).Индивидуальные химические соединения (метан, уксусная кислота и т.п., вещества сложного состава (древесина, торф, сланцы, нефть и т. п.),смесь газов (генераторный газ и т.д.)

Таблица 1.1

ТИП ГОРЮЧИХ ВЕВЕЩЕСТВ	РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ	№ ФОРМУЛЫ	РАЗМЕРНОСТЬ
Индивидуальное Вещество	V0B =	(1.3а)	М3;
V0B =	(1.3б)
Вещества сложного состава	V0B =0,269∙()	(1.4)
Смесь газов	V0B =	(1.5)

Здесь: V⁰_B- теоретическое количество воздуха;

n_{r, 2 2} количество горючего, кислорода. и азота получаемые из уравнения химической реакции горения кмоль;

М- молекулярная масса горючего;

V_0- объем 1 моля газа при нормальных условиях (22,4 м³)

C, H, S, O- весовое содержание соответствующих элементов в составе горючего, %;

r_i- коцентрация i-того горючего компонента, %;

О ₂ концентрация кислорода в составе горючего газа, %об.;

₂ i- количество кислорода необходимое для окисления одного i-того кмоля горючего компонента, ккмоль.

Для определенного объема воздуха при горении в условиях, отличных от нормальных, пользуются следствием из уравнения состояния идеальных газов:

= (1.6)

где, нормальное давление, Па.

температура, К.

объем воздуха при нормальных условиях;

_{1 1} Т₁ заданные условия горения.

Практическое количество воздуха V_{0 –}объем воздуха, фактически поступивший в зону горения.

Отношение практического объема воздуха к теоретическому называется коэффициентом избытка воздуха :

= (1.7)

Разность между практическим и теоретическим объемами воздуха называется избытком воздуха ∆ :

∆ (1.8)

Из (1.7)и (1.8) следует, что

∆ -1) (1.9)

Если известно содержание кислорода в продуктах горения, то коэффициент избытка воздуха определяется по формуле:

=1+ (1.10) где концентрация кислорода в составе горючего газа, % об.;

теоретический объем продуктов горения.

Для вещества, у которых объем продуктов горения равен объему израсходованного воздуха(например, горение серы и углерода),формула (1.10) упрощается:

= (1.11)

Если содержание кислорода в окислительной среде отличается от содержания его в воздухе, то формулу(1.10) можно записать в виде:

=1+ (1.12)

и соответственно формулу (1.11)

= (1.13),

где ₂- содержание кислорода в окислительной среде, % об.