213

7.2. SPALANIE

Podczas analizy procesu spalania wykorzystuje się trzy podstawowe zasady fizyczne:

a)    zasadę zachowania masy, która sprowadza się do bilansowania liczby kilo-moli pierwiastków występujących w substratach (paliwo i utleniacz) z liczbą kilomoli tych samych pierwiastków występujących w spalinach;

b)    I zasadę termodynamiki wykorzystuje się do obliczenia temperatury spalania;

c)    II zasada termodynamiki pozwala znaleźć równowagowy skład spalin, w których występują reakcje chemiczne.

Zasadę zachowania masy ilustruje przykład teoretycznego (stechiometrycz-nego) spalania pewnego, uogólnionego węglowodoru C^H^. Teoretycznego, co znaczy całkowitego i zupełnego. Uzgadnianie liczby kilomoli pierwiastków przebiega w dwóch etapach:

—    od strony substratów do spalin

^cĄ ^{+ 0}2 => “Co₂ + |ąo

—    od strony spalin do substratów

^Cav(« ⁺ f)o₂ = *C0_{2 +} |h₂0    (7-2.1)

Dalsze rozważania będą ilustrowane reakcją przedstawioną w (7.2.1), przy założeniu, że udział masowy węglowodoru w paliwie jest równy g_w. Teoretyczne zapotrzebowanie tlenu jest równe

kmol O,

S_v

kg pal.

12 a+P

a.l

(7.2.2)

Teoretyczne zapotrzebowanie utleniacza

(7.2.3)

(7.2.4)

(7.2.5)

kmol utl. kg pal.

gdzie r₍ — udział molowy tlenu w utleniaczu. Gdy utleniaczem jest powietrze, wtedy

-

^Htp    0,21

Rzeczywiste zapotrzebowanie utleniacza wynosi

n = A

ru    tu

gdzie A — współczynnik nadmiaru utleniacza.

213