2. Opracowanie wyników 

a) określenie składu mieszanki paliwowo-powietrznej 

𝑟 =

𝑞

𝑔𝑎𝑧

𝑞

𝑔𝑎𝑧

+ 𝑞

𝑝𝑜𝑤

 

Gdzie: 

 𝑟 to szukany udział gazu w mieszaninie 

𝑞

𝑝𝑜𝑤

 strumień objętości powietrza wyrażony w 

𝑑𝑚

3

ℎ

 

𝑞

𝑔𝑎𝑧

 strumień objętości gazu palnego wyrażony w 

𝑑𝑚

3

ℎ

 

Aby podstawić powyższe wielkości do wzoru musimy przeliczyć strumień objętości gazu 
palnego, ponieważ pomiar był dokowany rotametrem wyskalowanym dla powietrza. 

W związku z powyższym prawidłowa wielkość wyrażony w 𝑞

𝑔𝑎𝑧

 wynosi: 

𝑞

𝑔𝑎𝑧

= 𝑞

𝑔𝑎𝑧

′

∙ √

𝜌

𝑝𝑜𝑤

𝜌

𝑔𝑎𝑧

 

Gdzie: 

𝑞

𝑔𝑎𝑧

 strumień objętości gazu palnego wyrażony w 

𝑑𝑚

3

ℎ

 

𝑞′

𝑔𝑎𝑧

 strumień objętości gazu palnego zmierzony rotametrem dla powietrza wyrażony w 

𝑑𝑚

3

ℎ

 

𝜌

𝑝𝑜𝑤

 gęstość powietrza wyrażona w 

𝑘𝑔

𝑚

3

 

𝜌

𝑔𝑎𝑧

 gęstość gazu palnego wyrażona w 

𝑘𝑔

𝑚

3

 

 

Aby obliczyć 𝜌

𝑔𝑎𝑧

 obliczam średnią ważoną z gęstości propanu i butanu w temp 20°C w 

proporcjach propan 40%, butan 60% 

𝝆

𝒈𝒂𝒛

=

40% ∙

𝜌

𝑝𝑟𝑜𝑝𝑎𝑛

+ 60%

∙

𝜌

𝑏𝑢𝑡𝑎𝑛

100%

 

𝜌

𝑝𝑜𝑤

,

𝑘𝑔

𝑚

3

 

𝜌

𝑝𝑟𝑜𝑝𝑎𝑛

,

𝑘𝑔

𝑚

3

 

𝜌

𝑏𝑢𝑡𝑎𝑛

,

𝑘𝑔

𝑚

3

 

𝝆

𝒈𝒂𝒛

,

𝑘𝑔

𝑚

3

 

1,293 

 

1,967* 

 

2,592* 

 

2,342 

 

 

*

wielkości obliczone wzorem 

𝜌 =

𝑀

𝑚𝑜𝑙

𝑉

𝑚𝑜𝑙

 

w warunkach normalnych 

 

Teraz możemy wyznaczyć strumień gazu 

𝒒

𝒈𝒂𝒛

= 𝑞

𝑔𝑎𝑧

′

∙ √

𝜌

𝑝𝑜𝑤

𝜌

𝑔𝑎𝑧

= 18 ∙   √

1,293

2,342

= 13,374 

𝑑𝑚

3

ℎ

 

𝑞

𝑔𝑎𝑧

′

,      

𝑑𝑚

3

ℎ

 

𝜌

𝑝𝑜𝑤

,

𝑘𝑔

𝑚

3

 

𝜌

𝑔𝑎𝑧

,          

𝑘𝑔

𝑚

3

 

𝒒

𝒈𝒂𝒛

,      

𝑑𝑚

3

ℎ

 

18 

1,293 

 

2,342 

 

13,374 

 

Kolejnym etapem będzie wyznaczenie udziału gazu palnego w mieszaninie: 

𝒓 =

𝑞

𝑔𝑎𝑧

𝑞

𝑔𝑎𝑧

+ 𝑞

𝑝𝑜𝑤

=

13,374

220 + 13,374

= 0,0573 

𝑞

𝑔𝑎𝑧

,  

𝑑𝑚

3

ℎ

 

𝑞

𝑝𝑜𝑤

,  

𝑑𝑚

3

ℎ

 

𝒓, % 

13,374 

220 

5,73% 

 

Granicę zapłonu dla mieszanki propan-butan wyznaczę z wzoru Le Chateliera 

𝐿

𝑑𝑜𝑙𝑛𝑎

=

100

𝑎

𝑝𝑟𝑜𝑝𝑎𝑛𝑢

𝐿

𝑝𝑟𝑜𝑝𝑎𝑛𝑢

𝑑𝑜𝑙𝑛𝑎

+

𝑎

𝑏𝑢𝑡𝑎𝑛𝑢

𝐿

𝑏𝑢𝑡𝑎𝑛𝑢

𝑑𝑜𝑙𝑛𝑎

                         𝐿

𝑔ó𝑟𝑛𝑎

=

100

𝑎

𝑝𝑟𝑜𝑝𝑎𝑛𝑢

𝐿

𝑝𝑟𝑜𝑝𝑎𝑛𝑢

𝑔ó𝑟𝑛𝑎

+

𝑎

𝑏𝑢𝑡𝑎𝑛𝑢

𝐿

𝑏𝑢𝑡𝑎𝑛𝑢

𝑔ó𝑟𝑛𝑎

 

Gdzie 

𝐿

𝑑𝑜𝑙𝑛𝑎

/𝐿

𝑔ó𝑟𝑛𝑎

 dolna/górna granica zapłonu mieszanki 

𝑎

𝑝𝑟𝑜𝑝𝑎𝑛𝑢

/𝑎

𝑏𝑢𝑡𝑎𝑛𝑢

 zawartość propanu/butanu w mieszance 

𝐿

𝑝𝑟𝑜𝑝𝑎𝑛𝑢

𝑑𝑜𝑙𝑛𝑎

/𝐿

𝑝𝑟𝑜𝑝𝑎𝑛𝑢

𝑔ó𝑟𝑛𝑎

 dolna/górna granica zapłonu dla danego gazu 

 

𝑎

𝑝𝑟𝑜𝑝𝑎𝑛𝑢

 

𝑎

𝑏𝑢𝑡𝑎𝑛𝑢

 

𝐿

𝑝𝑟𝑜𝑝𝑎𝑛𝑢

𝑑𝑜𝑙𝑛𝑎

 

𝐿

𝑏𝑢𝑡𝑎𝑛𝑢

𝑑𝑜𝑙𝑛𝑎

 

𝐿

𝑝𝑟𝑜𝑝𝑎𝑛𝑢

𝑔ó𝑟𝑛𝑎

 

𝐿

𝑝𝑟𝑜𝑝𝑎𝑛𝑢

𝑔ó𝑟𝑛𝑎

 

40% 

60% 

2,4% 

1,9% 

9,5% 

8,4% 

*

Dane zaczerpnięte z tabeli 3.1 zawartej w książce Spalanie i Paliwa pod redakcją Włodzimierza Kordylewskiego 

Przykładowe obliczenie dolnej granicy zapłonu mieszanki: 

𝐿

𝑑𝑜𝑙𝑛𝑎

=

100

𝑎

𝑝𝑟𝑜𝑝𝑎𝑛𝑢

𝐿

𝑝𝑟𝑜𝑝𝑎𝑛𝑢

𝑑𝑜𝑙𝑛𝑎

+

𝑎

𝑏𝑢𝑡𝑎𝑛𝑢

𝐿

𝑏𝑢𝑡𝑎𝑛𝑢

𝑑𝑜𝑙𝑛𝑎

  =  

100

40

2,4 +

60

1,9

= 2,07%                       

 

 Otrzymane przez nas 𝒓 = 𝟓, 𝟕𝟑% mieści się w granicach zapłonu. 

𝐿

𝑑𝑜𝑙𝑛𝑎

 

𝐿

𝑔ó𝑟𝑛𝑎

 

2,07% 

8,81% 

b) wyznaczenie stopnia wypalenia gazu 

𝑤 = (1 −

𝑐

𝑐

100%

) ∙ 100% 

Gdzie: 

𝑤 to stopień wypalenia gazu w danym punkcie 

𝑐 zawartość gazu palnego zmierzona chromatograficznie w danym punkcie płomienia 

𝑐

100%

 zawartość gazu palnego w świeżej mieszaninie paliwowo powietrznej, zmierzona 

chromatograficznie 

Przykładowe obliczenie dla odległości 1mm od środka palnika 

𝑤 = (1 −

𝑐

𝑐

100%

) ∙ 100% = (1 −

1,772 ∙ 10

−4

2,013 ∙ 10

−4

) ∙ 100% = 11,97% 

Odległość od środka palnika x, mm 

Stopień wypalenia gazu, % 

0 

9,19% 

1 

11,97% 

2 

23,60% 

3 

61,96% 

4 

93,01% 

5 

97,59% 

6 

98,33% 

7 

99,88% 

Dla x>8mm zaprzestano pomiarów wielkości c 

~~100,00% 

 

Dla odległości od palnika większych niż 8mm zaprzestano pomiarów chromatograficznego 
wielkości 𝑐, jednak jak łatwo się domyślić wielkość 𝑐 nieznacznie by się obniżała, co zwiększa 
stopień wypalenia gazu. Nie oznacza to jednak, że stopień wypalenia gazu osiągnie 100%. 

c) zestawienie zmierzonych i obliczonych wielkości 

Strumień objętości gazu palnego zmierzony 

rotametrem dla powietrza,

𝑑𝑚

3

ℎ

 

18 

Strumień objętości powietrza,

𝑑𝑚

3

ℎ

 

20 

Zawartość gazu palnego w świeżej mieszance 
paliwowo-powietrznej, zmierzona 
chromatograficznie 

2,013 ∙ 10

−4

 

Udział gazu palnego w mieszaninie, r 

5,73% 

Granice zapłonu mieszanki 

Od 2,07% do 8,81% 

Gęstość mieszanki w temp 20°C 

2,342 ,   

𝑘𝑔

𝑚

3

 

 

3. Wykresy 

Wykres 1. Stopień wypalenie gazu w funkcji odległości od środka palnika 

 

Wykres 2. Temperatura w danym punkcie płomienia w funkcji odległości od środka palnika 

 

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

90,00%

100,00%

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

sto

p

ie

ń

 wy

p

alenia

, %

odległość od środka palnika, mm

Stopień wypalenia gazu w zależności od odległości od środka 

palnika

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Te

m

p

era

tu

ra

, °

C

Odległość od środka palnika, mm

Temperatura w zależności od odległości od środka palnika