Расчет расхода воздуха по элементному составу вещества

Состав таких веществ выражается в массовых долях (w, %) каждого элемента. При горении кислород воздуха расходуется на окисление углерода С, водорода Н, серы S и других горючих составляющих.

Рассчитаем, какой теоретический объем воздуха необходим для сгорания 1 кг каждого элемента при нормальных условиях.

1 кг х м³

С + (О₂ + 3,76N₂) = СО₂ + 3,76N₂

12 кг/кмоль 4,76×22,4 м³

V_в(С)^теор = х = = 8,885 м³ – объем воздуха для сгорания 1 кг углерода.

1 кг х м³

Н + 0,25(О₂ + 3,76N₂) = 0,5Н₂О + 0,25×3,76N₂

1 кг/кмоль 0,25×4,76×22,4 м³

V_в(Н)^теор = х = = 26,656 м³ – объем воздуха для сгорания 1 кг водорода.

1 кг х м³

S + (О₂ + 3,76N₂) = SО₂ + 3,76N₂

32 кг/кмоль 4,76×22,4 м³

V_в(S)^теор = х = = 3,332 м³ – объем воздуха для сгорания 1 кг серы.

Углерод, водород и сера являются основными составляющими большинства органических соединений. Значительное число органических веществ имеют в своем составе кислород, и, следовательно, воздуха на горение будет затрачено меньше.

Рассчитаем объем воздуха, в котором содержится 1 кг кислорода.

32 кг О₂ - 4,76×22,4 м³ воздуха

1 кг - х м³

V_в(О)^теор = х = = 3,332 м³ – объем воздуха, содержащий 1 кг кислорода.

Сопоставим полученные значения.

V_в(Н)^теор: V_в(С)^теор: V_в(S)^теор:V_в(О)^теор= 26,665:8,885:3,332:3,332=1:1/3:1/8:1/8

Теоретическое количество воздуха для сгорания 1 кг вещества сложного элементного состава в общем виде можно записать следующим образом:

V_в^теор = V_в(С)^теор × + V_в(Н)^теор × + V_в(S)^теор × - V_в(О)^теор × , м³

Где w (С), w (Н), w (S), w (О) – массовые доли элементов в веществе, %.

После подстановки в последнюю формулу полученных выше расчетных значений теоретический объем воздуха при нормальных условиях для сгорания заданной массы (m)вещества сложного элементного состава при нормальных условиях определяется по формуле:

V_в^теор =m × 0,267 , м³/кг. (7)