Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Материальный балансы процессов горения




Структурные признаки для построения сетки линий стекания по аэрофотоснимкам болот

 

Материальный балансы процессов горения

 

Теоретической базой для расчётов материального и теплового балансов являются фундаментальные законы сохранения веществ и энергии.

 

1.1. Расчёт количества воздуха, необходимого для горения веществ

 

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

(1.1.1)

 

где - соответственно объёмное (% об.) содержание азота и кислорода

в окислительной среде.

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

Весовое соотношение азота и кислорода в воздухе составляет 23,3% О2 и 76,7% N2. Его можно определить, исходя из:

(1.1.2)

где -молекулярные массы соотношение азота и кислорода.

Для удобства расчётов горючие вещества разделяют на три типа (табл.1.1.1): 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.п.).

Таблица 1.1.1

Тип горючего вещества Расчётные формулы Размерность
Индивидуальное вещество (1.1.3,а) (1.1.3,б)
Вещество сложного состава (1.1.4)
Смесь газов (1.1.5)

 


Здесь -теоретическое количество воздуха; , , -количество горючего, кислорода и азота, получаемого из уравнения химической реакции горения, кмоль; М – молекулярная масса горючего; V0 – объем 1 кмоля газа при нормальных условиях (22,4 м3); C, H, S, O - весовое содержание соответствующих элементов в составе горючего, % - концентрация I - го горючего компонента, % об.; -концентрация кислорода в составе горючего газа, % об.; - количество кислорода, необходимое для окисления одного кмоля i- го горючего компонента, кмоль.

Для определения объёма воздуха при горении в условиях, отличных от нормальных, пользуются уравнением состояния идеальных газов

, (1.1.6)

где - нормальное давление, Па;

Т0 - нормальная температура, К;

V0 - объём воздуха при нормальных условиях, м3;

- заданное давление, Па;

- заданная температура, К;

- заданный объём газа, м3.

Практический объём воздуха Vв, поступивший в зону горения. Отношение практического объёма воздуха к теоретическому называется коэффициентом избытка воздуха :

(1.1.7)

Разность между практическим и теоретическим объёмами воздуха называется избытком воздуха :

(1.1.8)

Из уравнений (1.1.7) и (1.1.8) следует, что

(1.1.9)

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

(1.1.10)

где - содержание кислорода в продуктах горения, % об.;

- теоретический объём продуктов горения.

Для веществ у которых объём продуктов горения равен объёму исходного воздуха (например, углерод), формула (1.1.10) упрощается:

. (1.1.11)


В случае образования продуктов неполного сгорания (CO, H2, CH4, и др.) формула (1.1.11) приобретает вид:

(1.1.12)

где - содержание соответствующих веществ в продуктах

горения, % об.

Если содержание кислорода в окислительной среде отличается от содержания его в воздухе, то формулу (1.1.12) можно записать в виде:

(1.1.13)

и соответственно формулу (1.1.13)

(1.1.14)

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

Часто в пожарно-технических расчётах требуется определить массу воздуха, пошедшего на горение,

(1.1.15)

где - плотность воздуха, кг/м3.

Очевидно, что

(1.1.16)

После подстановки постоянных значений в формулу (1.1.16) получим

(1.1.17)

где Р – атмосферное давление, Па;

Т – температура воздуха, К.

 







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 1638. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2020 год . (0.004 сек.) русская версия | украинская версия