ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА ПРОДУКТОВ ПОЛНОГО СГОРАНИЯ ТОПЛИВА

Теоретическое количество кислорода,необходимое для сгорания 1 м³ топлива, м³/ м³:

(1)

где – процентное содержание i–го углеводорода в 1м³ топлива;

– процентное содержание сероводорода в 1 м³ топлива;

– число атомов соответственно углерода и водорода в химической формуле i-гo углеводорода.

Так как в атмосфере воздуха содержится 21% кислорода, то количество воздуха, теоретически необходимого для полногосгорания 1 м³ топлива, будет в 1/0,21=4,76 раз больше, чем кислорода:

(2)

Количество двуокиси углерода(м³/м³), образующейся при сгорании 1 м³ газового топлива, определяется по следующей зависимости:

(3)

где – процентное содержание двуокиси углерода в балластетоплива.

Количество сернистого газа(м³/м³), образующегося при сгорании 1 м³ топлива:

(4)

Количество водяных паров,образующихся при сгорании 1 м³топлива:

(5)

где , – соответственно содержание (кг/м³) водяных паров, в балласте топлива и поступивших с воздухом(этими добавками, в силу их малости, часто пренебрегают);

– коэффициент избытка воздуха.

Количество кислорода,входящего в состав продуктов сгорания при :

(6)

Количество азота, образующегося при сгорании 1 м³ топлива:

(7)

где – процентное содержание азота в балласте топлива.

Полный объемпродуктов сгорания 1 м³ топлива, м³/м³:

(8)

В случае определения состава продуктов сгорания с помощью газоанализатораустанавливается состав толькосухих продуктов сгорания, так как водяные пары конденсируютсяв газозаборной трубке и в самом газоанализаторе.

(9)

Расчет состава продуктов сгорания 1 м³ природного газа следует проводить при и при заданном в исходных данных . Результаты целесообразно представлять в виде таблицы 1.

Таблица 1 – Результаты определения состава продуктов сгорания 1 м³ природного газа

	Выход продуктов сгорания, м³/ м³
С0₂	S0₂	N₂	0₂	H₂0	V_cyx	V_Г
(стехиометрическая смесь)
(смесь с заданными избыточным воздухом)

Для понимания химизмагорения и сути метода определения состава продуктов сгорания газового топлива, а также для проверки результатов предыдущих вычислений необходимо дополнительно выполнить расчет в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2 – Таблица расчета состава продуктов полного сгорания природных газов

Компоненты газовоздушной смеси и уравнения реакций горения	Расход воздуха, м³/ м³	Выход продуктов горения, м^3/ м³
О₂	N₂	СО ₂	Н₂О	N₂	О₂	SО₂
Г О Р Ю Ч И Е К О М П О Н Е Н Т Ы	СН₄ С₂Н₆ С₃Н₈ С₄Н₁₀ С₅Н₁₂ H₂S	СН₄+2О₂ = =СО₂+2Н₂О С₂Н₆+3,5О₂ = =2СО₂+ЗН₂О С₃Н₈+5О₂ = =3СО ₂+4Н₂О С₄Н₁₀+6,5О₂ = =4СО ₂+5Н₂О С₅Н₁₂+8О₂ = =5СО ₂+6Н₂О H₂S+1,5О₂= =SО₂+ Н₂О	2r_i 3,5r_i 5r_i 6,5r_i 8r_i 1,5r_i	3,76∙2r_i 3,76∙3,5r_i 3,76∙5r_i 3,76∙6,5r_i 3,76∙8r_i 3,76∙1,5r_i	r_i 2r_i 3r_i 4r_i 5r_i –	2r_i 3r_i 4r_i 5r_i 6r_i r_i	7,52r_i 13,16r_i 18,8r_i 24,44r_i 30,08r_i 5,64r_i	– – – – – –	– – – – – r_i
Итого для горючих компонентов топлива при						–

Б А Л Л А С Т	С0₂ N₂ Водяной пар(кг) в 1 м³ топлива (d_T, кг/м³)	– – –	r_i – –	– – 1,24∙ d_T	– r_i –	– – –	– – –

Таблица 2 – Таблица расчета состава продуктов полного сгорания природных газов (продолжение)

Компоненты газовоздушной смеси и уравнения реакций горения	Расход воздуха, м³/ м³	Выход продуктов горения, м^3/ м³
О₂	N₂	СО₂	Н₂О	N₂	О₂	SО₂
Избыточный воздух с содержанием водяного пара (d_B, кг/м³)	(α_B – l )V_o	–	1,24∙ ∙α_B∙ ∙V_o∙d_B	0,79∙ (α_B-1)∙V_o	0,21∙ (α_B-l) ∙V_o	–
Итого для газовоздушной смеси	α_B V_o
Примечание: Так как по закону Авогадро один мольлюбого идеального газа занимает при данных температуре и давлении всегда один и тот жеобъем, то уравнения реакциигорения характеризуют объемные соотношенияпри горении. Например, один объем с двумя объемами дают один объем и два объема . Здесь 3,76 соответствует отношению процентного содержания к содержанию в воздухе: 79/21=3,76; 1,24 (м³/кг) – удельный объем водяного пара, соответствующий его плотности 0,804 кг/м³ при 0°С и 0,101325МПа (1/0,804=1,24); – содержание компонентов топлива в долях единицы; , , , – количество (м³) соответствующих газов, образующихся от сгорания горючих компонентов топлива при .