Жану барысының материялдық балансы

баланс статьясы	1м3 газ құрамды отынға	1кг сұйық немесе қатты отынға
Кіріс, кг 1 отын 2 ауа	1*jг α*VB0*jB	I α *VB0*j B
барлығы	jг+ α Vв0*j в	I+ α *Vв0*j в
шағын, кг отынның жанған өнімі	Vпг*jпг	Vпг*jпг

Баланстың байланыстығы 0,5 % көп болмау керек.

Кезкелген құрамды газдың жиындық салмағы мына формула бойынша анықталады

j_СО2 ; j_H2О ; j_СО - газ қоспаларының құрамдарының жиынтық салмағы

CO₂; H₂O; CO - газ қоспадағы осы құрамдардын пайыздық мөлшері.

Бақылау сұрақтары:

1. Отынның жанатын құрамы?

2. Жану жылуы дегеніміз не?

3. Ауа артықтығының коэффиценті деген не?

4. Жану барысының материялдық балансы

5 Дәріс - Жану өнімінің энтальпияларын есептеу және жану температурасың анықтау - 1сағат

Жоспар:

1. Жанудың калориметриялық температурасы

2. Толық және толық емес жанудың негізгі теңдеуі

3. Толық емес жану теңдеуі

4. Жану өнімдерінің диссоциациясы

5. Бақылау сұрақтары

1. Жанудың калориметриялық температурасы

Отынның химиялық энергиясы жану кезінде түтінді газдың физикалық жылуына айналады, ол осы кезде басқа көздермен бірге олардың жылу ұстағышың және температурасын анықтайды.

Жанудың калориметриялық температурасы дегеніміз егер жағуға енгізілген барлық жылу газды ысытуға ықпал етсе отынды толық жағу кезінде газдың ысуы. Қышқылдың минималды мөлшері бар және жану құрамдарының ысуы жанудың калориметриялық температурасың ыстық шығарған деп атайды. Жанудың калориметриялық температурасы жанудың сандық бірлігіне қатысты жылу балансында болады (1кг немесе1м³)

немесе

Тендеудің сол жағы жану өнімінің жылу ұстауымен температурасы кезінде көрсетіледі

- отынның жылуының төменгі жылуы

α - артық ауа коэффиценті

- жануға берілген ауаның жылу ұстауы

- отынның жылу ұстауы

Жану өнімінің жылу ұстауы температураға байланысты болғандықтан, t_к температураны анықтау үшін оны алдымен тапсырады, содан кейін егер қажет болса алықтайды.

Отынның ыстықтығы

Отынның ыстық бөлігі құрамына байланысты, яғни жанармай жану жылуы жоғары, ал ыстық бөлуі төмен болуы мүмкін.

2. Толық және толық емес жанудың негізгі теңдеуі

Бастапқы заттар химиялық реакцияларға түседі және стехиометриялық қосылыстарда жаңа өнімдер тудырады. Бұл заңға сәәйкес отынның ыстық құраушылары анықталған көлемде оттегімен химиялық реакцияға түседі. Отттегі шығыны мен пайда болған жану өнімдері, әрбір ыстық құраушысының 1 молі үшін жазылған жанудың стехиометриялық теңдеуден анықталады.Бұл теңдеулерді жанғыштың 1 кг әкеле, газтәрізді заттарды массалық көлемдерін тығыздыққа бөліп, оттегі саны мен отынның м³ әрбір құраушысының 1 кг Р=760 мм.сын.бағ. мен О ºС шығарамыз. Мысалы:

1)

2)

3)

Отынның 1 кг құрамындағы ыстық элементтер жануына оттегінің жинақ шығыны мен отын О₂ көлемін ала отырып, 1 кг қатты отын немесе сұйық отынды жағуға теориялық қажетті оттегі санын аламыз.

Ауада көлем бойынша 21 % О₂ бар, сондықтан 1 кг отынды жағу үшін теориялық қажетті оттегі құрамы келесідей:

Теориялыққа қатысты оттыққа келіп кірген оттегі санының қатынасын ауа шығыны коэффициенті дейміз.

Толық жану кезінде ауадағы оттегі көміртегі, күкірт пен бос сутегі жануына кетеді, көмірқышқылы, күкіртті газ, сулы бу шығады және бос күйде қалатыны:

- бос оттегі саны

- сәйкес көміртегі, күкіртті газ пайда болуына және 1 кг отынды жағу кезінде бос сутегі жануына кететін оттегі шығыны.

Стехиометриялық теңдеулерге сәйкес оттынның толық жануы кезінде көміртегі жануына оттегі шығыны пайда болатын көміртегікөлеміне тең, ал күкірт жануына оттегі шығыны пайда болған күкіртті газ көлеміне тең.

Сондықтан көміртегі мен күкірт отынына оттегі шығыны тең:

W теңдеуді түрлендіріп, алатынымыз:

Ауа азоты жану өнімдеріне кіреді. Оның санын азоттың теориялық және артық санымен анықтайды:

Артық азот бос оттегімен (V_О2) бірге, артық ауа береді (α - 1)Vº. Ауаның жалпы шығынын келтірілген құраушылар О₂ мен N₂, С құрғақ газдар саны бойынша, шығатын қорытынды:

Соңғы теңдеуге кірген барлық құраушыларды берумен құрғақ газдар көлемінен %, жеңілдете шығатыны:

Осындай жолмен құрғақ газдар көлемін белгілей:

β мәнін отынның элементарлы құрамы арқылы беруге болады:

β коэффициентінің физикалық шамасы отынның бос сутегінің қышқылдануына ауа О₂ шығынын үшатомды газдар жасауға О₂ шығынын белгілейді.

Белгілі пайыздық құрам бойынша жану өнімдеріндегі О₂ құрамы мен β коэффициенті бойынша үшатомды газдарды пайыздық құрамын анықтауға болады.

Осында О₂=0 болса, яғни α=1 болғанда, RО₂ өзінің максималды шамасына тең:

Егер отынның ыстық құраушылары көміртегі мен күкірт болып, оттегі мен сутегі болмаса, онда отынның толық жануы кезінде ауаның теориялық қажетті санындағы үшатомды газдар саны 21%, яғни β=0 тең болушы еді.

β коэффициенті мен RО₂ шамасы отынның элементарлы химиялық құрамына байланысты, сондықтан отынның маңызды сипаттамасы болып табылады. Отынның кейбір түрлері үшін β коэффициенті мен RО^мах₂ шамасы:

Отын	β	RОмах2
Отын Шымтезек Кашпир сланеці Подмосковный көмірі Челябинский көмірі Кемеровский көмірі Мазут Саратов табиғи газы	0,035 0,073 0,21 0,088 0,09 0,119 0,3 0,78	20,3 19,6 17,4 19,3 19,1 18,7 16,1 11,8