03 Streszczenie TMC

background image

Opracował: dr inż. Jerzy Kuś

Teoria maszyn cieplnych

03. Spalanie

- streszczenie

Materiały, z których przy spalaniu uwalnia się energia nazywane są paliwami, a reakcja che-
miczna, podczas której paliwo jest utleniane, a utlenianiu towarzyszy uwalnianie duża ilość
energii nazywana jest spalaniem. Utleniaczem najczęściej stosowanym w procesach spalania
jest powietrze. Przybliżony objętościowy (molowy) skład powietrza to 21% tlenu i 79% azo-
tu. Dlatego,

1kmol O

2

+ 3,76kmol N

2

= 4,76kmol powietrza

Podczas procesu spalania, składniki, które występują przed reakcją nazywamy substrata-

mi, a składniki, które występują po reakcji nazywamy produktami. Równania rekcji chemi-
cznych bilansowane są na podstawie zasady zachowania masy, która stanowi, że podczas re-
akcji chemicznej masa całkowita każdego pierwiastka jest zachowana. Stosunek masy powie-
trza do masy paliwa, podczas procesu spalania, nazywany jest współczynnikiem powietrze-
paliwo AF:

pal

pow

paliwa

powietrza

m

m

m

m

AF

=

=

gdzie m

pow

= (nM)

pow

i m

pal

=

S(n

i

M

i

)

pal

.

Proces spalania jest zupełny, gdy cały węgiel zawarty w paliwie spali się do CO

2

, cały

wodór spali się do H

2

O i cała siarka (o ile występuje w paliwie) spali się do SO

2

. Minimalna

ilość powietrza niezbędna do całkowitego spalenia paliwa nazywana jest stechiometrycznym
lub teoretycznym powietrzem. Idealny proces spalania, podczas którego paliwo spala się
zupełnie z teoretyczną ilością powietrza nazywamy stechiometrycznym lub teoretycznym
spalaniem tego paliwa. Nadmiar powietrza względem teoretycznego powietrza nazywamy
nadmiarowym powietrzem. Ilość nadmiarowego powietrza jest zazwyczaj określana wzglę-
dem stechiometrycznego (teoretycznego) powietrza jako procent nadmiaru powietrza lub
współczynnik nadmiaru powietrza

l zdefiniowany jako

.

pow

ego

teoretyczn

pow

m

m

=

l

gdzie m

pow

– masa powietrza doprowadzonego, m

teoretycznego pow.

– masa teoretycznego powie-

trza.

Podczas reakcji chemicznej niektóre wiązania są rozrywane a inne powstają. Dlatego w

procesie, w którym występują reakcje chemiczne występują również zmiany w energii
chemicznej. Z powodu zmiany składu chemicznego, konieczne jest określenie standardowego
stanu odniesienia
dla wszystkich substancji i jest nim stan przy 25

°C i 1atm.

Różnica pomiędzy entalpią produktów przy określonym stanie, a entalpią substratów przy

tym samym stanie, dla zupełnej reakcji chemicznej, nazywana jest entalpią reakcji i

R

. W

procesach spalania, entalpia reakcji jest zazwyczaj nazywana entalpią spalania i

S

i repre-

zentuje ilość ciepła uwalnianego podczas ustalonego procesu spalania wtedy, gdy 1kmol (lub
1kg) paliwa spalany jest zupełnie przy określonej temperaturze i ciśnieniu. Entalpia substancji
przy określonym stanie związana z jej składem chemicznym nazywana jest entalpią two-
rzenia

T

i

. Entalpii tworzenia wszystkich stabilnych pierwiastków przypisujemy wartość zero

przy standardowym stanie odniesienia (25

°C i 1atm). Wartość opałowa paliwa definiowana

jest jako ilość ciepła uwalnianego wtedy, gdy paliwo spala się zupełnie w procesie ustalonym,
a produkty po procesie spalania powracają do stanu substratów. Wartość opałowa paliwa jest
równa bezwzględnej wartości entalpii spalania paliwa,

background image

Opracował: dr inż. Jerzy Kuś

Teoria maszyn cieplnych

2/03

Wartość opałowa =

½i

S

½

(kJ/kg

paliwa

)

Wartość opałowa nazywana jest górna wartością opałową H

g

, gdy H

2

O zawarta w pro-

duktach jest w postaci cieczy, a dolną wartością opałową H

d

, gdy H

2

O zawarta w produktach

jest w postaci pary wodnej. Te dwie wartości opałowe związane są zależnością

O

H

cg

d

g

i

m

H

H

2

)

(

×

+

=

(kJ/kg

paliwa

)

gdzie m jest masą H

2

O zawartej w produktach, przypadającą na jednostkę masy paliwa, a i

cg

jest entalpią parowania wody przy 25

°C.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
03 Streszczenie TMC
05 Streszczenie TMC
07 Streszczenie TMC
07 Streszczenie TMC
04 Streszczenie TMC
01 Streszczenie TMC
05 Streszczenie TMC
01 Streszczenie TMC
06 Streszczenie TMC
03. Streszczenie, Naika, stomatologia, Biochemia, Praca z biochemii
03 Pytania TMC
02 Streszczenie TMC
02 Streszczenie TMC
05 Streszczenie TMC
07 Streszczenie TMC
03 Streszczenie Nawałnicy Mieczy
03 Sejsmika04 plytkieid 4624 ppt
03 Odświeżanie pamięci DRAMid 4244 ppt
podrecznik 2 18 03 05

więcej podobnych podstron