Question

Определить объем и состав продуктов горения x м^3 газовой смеси известного состава. Горение протекает с избытком воздуха Генераторный газ оксид углерода (II) СО – 30 %, водород Н2– 15 %, метан СН4 – 5 %, углекислый газ СО2 – 10 %, азот N2 – 40 % Объем газовой смеси,м3-16 Коэффициент избытка воздуха,a=1.4

Answer 1

Расчет количества воздуха, необходимого для горения веществ1. Определить массу и объем (теоретический) воздуха, необходимого для горения 1 кг метилового, этилового, пропилового и амилового спиртов. Построить график зависимости объема воздуха от молекулярной массы спирта. 
2. Определить теоретический объем воздуха, необходимого для горения 1 м3 метана, этана, пропана, бутана и пентана. Построить график зависимости объема воздуха от положения вещества в гомологическом ряду (содержания углерода в молекуле вещества). 
3. Определить теоретическую массу воздуха, пошедшего на горение 1 кг метана, метилового спирта, муравьиного альдегида, муравьиной кислоты. Объяснить причину влияния состава вещества на объем воздуха, требуемого для их горения. 
4. Определить объем и массу воздуха, пошедшего на горение 1 кг древесины состава: С – 47 %, Н – 8 %, O – 40 %, W – 5 %, если коэффициент избытка воздуха равен 2,8; давление 900 ГПа, температура 285 К. 
5. Сколько воздуха, кг, поступило на горение 1 кг углерода, если в продуктах горения содержание кислорода составило 17 %? 
6. Сколько воздуха, кг, требуется подать на сжигание 200 м3 генераторного газа состава: СО – 29 %, Н2 – 14 %, СН4 – 3 %, СО2 - 6,5 %, N2 - 45 %, О2 - 2,5 %, если коэффициент избытка воздуха равен 2,5? 
7. Определить количество сгоревшего толуола, кг, в помещении объемом 400 м3 если после пожара при отсутствии газообмена установлено, что содержание кислорода снизилось до 17 %. 
8. Сколько хлора, м3, поступило на горение 300 м3 водорода, если в продуктах горения избыток окислителя составил 80 м3 ? 
9. Определить избыток воздуха в продуктах горения газовой смеси состава: СО – 15 %, С4H10 – 45 % О2 – 30 %, N2 –10 %, если коэффициент избытка воздуха равен 1,9. 
10. Сколько окислительной среды, м3, состоящей из 50 % кислорода и 50 % азота, необходимо для горения 8 кг этилацетата, если коэффициент избытка равен 1,2; температура 265 К, давление 850 ГПа. 
11. Определить коэффициент избытка окислительной среды, состоящей из 70 % кислорода и 30 % азота, если при горении серы содержание кислорода снизилось до 55 %. Определить количество сгоревшей серы (кг), если объем помещения равен 180 м3. 
12. Сколько антрацита (принять, что содержание углерода равно 100 %) сгорело в помещении объемом 150 м3, если прекращение горения наступило при снижении кислорода до 13 %. Газообмен не учитывать. 
13. Рассчитать массовый и объемный расход воздуха, необходимый для горения газового фонтана дебитом 30 млн. м3/сут., состоящего из СН4 – 80 %, СО2 – 10 %, H2S – 5 %, O2 – 5 % при температуре воздуха 27 С и давлении 105 кПа.

Answer 2

Для определения объема и состава продуктов горения газовой смеси с известным составом и избытком воздуха, мы можем воспользоваться химической реакцией горения и законом сохранения массы.

Сначала определим начальные количество каждого компонента в газовой смеси:

1. СО (оксид углерода II) - 30% от 16 м^3 = 0.3 * 16 м^3 = 4.8 м^3
2. H2 (водород) - 15% от 16 м^3 = 0.15 * 16 м^3 = 2.4 м^3
3. CH4 (метан) - 5% от 16 м^3 = 0.05 * 16 м^3 = 0.8 м^3
4. CO2 (углекислый газ) - 10% от 16 м^3 = 0.1 * 16 м^3 = 1.6 м^3
5. N2 (азот) - 40% от 16 м^3 = 0.4 * 16 м^3 = 6.4 м^3

Теперь найдем количество воздуха, необходимого для полного сгорания каждого компонента. Для этого воспользуемся коэффициентом избытка воздуха a = 1.4.

Для СО (оксид углерода II): Массовое отношение СО к воздуху в реакции горения: 1 : 2 Используем уравнение сохранения массы: 4.8 м^3 * 2 = 9.6 м^3 воздуха

Для H2 (водород): Массовое отношение H2 к воздуху в реакции горения: 2 : 1 Используем уравнение сохранения массы: 2.4 м^3 * 1 = 2.4 м^3 воздуха

Для CH4 (метан): Массовое отношение CH4 к воздуху в реакции горения: 1 : 2 Используем уравнение сохранения массы: 0.8 м^3 * 2 = 1.6 м^3 воздуха

Для CO2 (углекислый газ): Массовое отношение CO2 к воздуху в реакции горения: 1 : 2 Используем уравнение сохранения массы: 1.6 м^3 * 2 = 3.2 м^3 воздуха

Для N2 (азот): Массовое отношение N2 к воздуху в реакции горения: 0 : 1 (азот не участвует в горении) Используем уравнение сохранения массы: 6.4 м^3 * 1 = 6.4 м^3 воздуха

Теперь найдем общее количество воздуха, необходимого для полного сгорания всех компонентов: 9.6 м^3 (CO) + 2.4 м^3 (H2) + 1.6 м^3 (CH4) + 3.2 м^3 (CO2) + 6.4 м^3 (N2) = 23.2 м^3 воздуха

Так как горение происходит с избытком воздуха (a = 1.4), объем воздуха, фактически участвующего в горении, будет равен 1.4 * 23.2 м^3 = 32.48 м^3.

Теперь определим состав продуктов горения. Сначала найдем количество азота (N2) в продуктах горения:

Общее количество азота в начальной смеси = 6.4 м^3 Общее количество азота в воздухе (по закону сохранения массы) = 23.2 м^3 - 6.4 м^3 = 16.8 м^3

Количество азота в продуктах горения = Общее количество азота в воздухе - Количество азота в начальной смеси Количество азота в продуктах горения = 16.8 м^3 - 6.4 м^3 = 10.4 м^3

Теперь можем определить объем и состав продуктов горения:

1. Объем CO2 в продуктах горения равен исходному объему CO2 в смеси, так как углекислый газ не изменяется в процессе горения: 1.6 м^3.
2. Объем водяного пара H2O будет равен разнице между общим объемом продуктов горения и объемами других компонентов: 16 м^3 - 1.6 м^3 - 10.4 м^3 = 4 м^3.

Таким образом, объем и состав продуктов горения следующие:

• CO2: 1.6 м^3
• H2O: 4 м^3
• N2: 10.4 м^3