
- •Оглавление
- •Предисловие
- •Часть 1. Топливо и его сжигание
- •Раздел 1. Технические характеристики топлива
- •1.1 Топливо и его составные части
- •1.2 Теплота сгорания топлива.
- •Теплота сгорания твердого и жидкого топлива.
- •1.3 Условное топливо
- •1.4 Основы стехиометрического расчета горения топлива
- •Законы, лежащие в основе стехиометрических расчетов горения
- •1.4.2 Аналитический способ стехиометрических расчетов
- •Расход воздуха и выход продуктов полного сгорания горючих элементов.
- •Определение количества и состава продуктов сгорания при полном сгорании топлива
- •1.5 Температуры горения топлива
- •1.6 Коэффициент использования топлива
- •Раздел 2. Основы сжигания газообразного топлива
- •2.1 Общая характеристика процессов горения
- •2.2 Возникновение пламени
- •2.3 Диффузионный принцип сжигания
- •2.4 Кинетический принцип сжигания
- •2.5 Устройства для сжигания газа
- •Раздел 3. Жидкое топливо и его сжигание
- •3.1. Технические характеристики мазута
- •3.2 Основы сжигания жидкого топлива
- •3.2.1 Общие закономерности
- •3.2.2 Горение капли жидкого топлива
- •3.2.3 Сжигание жидких топлив в факеле
- •3. 2.4 Устройство для сжигания жидкого топлива (форсунки)
- •Литература
1.4 Основы стехиометрического расчета горения топлива
Законы, лежащие в основе стехиометрических расчетов горения
Первой важнейшей задачей всякого металлургического расчета является определение весовых соотношений между веществами, участвующими в химических реакциях. Такие задачи решают путем стехиометрических расчетов, т.е. расчетов весовых и объемных отношений по химическим уравнениям. Базой построения химических уравнений, а, следовательно, и стехиометрических расчетов служат основные законы химии, управляющие образованием сложных веществ – соединений их элементов, а так же лежащие в основе этих законов молекулярно-кинетическая теория строения материи.
Закон сохранения материи. При построении химических уравнений прежде всего используют закон сохранения материи – сумма масс всех веществ, полученных при каком-нибудь процессе, всегда равна сумме масс всех тех веществ, из которых первые были получены. Этот закон и позволил изображать химические реакции в виде уравнений.
Закон постоянства состава. По этому закону химические соединения состоят всегда из одних и тех же весовых отношений. Следовательно, в в соответствии с законом постоянства всякое химическое соединение имеет совершенно определенный состав, зависящий от элементов образующих это соединение. Например, сернистый ангидрид SО2, независимо от способа его получения имеет тот же состав – 1 атом серы связан с 2-я атомами кислорода. Или 1 г – атом серы (32,06г) приходится на 2 г – атома кислорода (16 х 2) = 32 г.
Закон соединительных масс или кратных отношений. Некоторые элементы образуют с другими элементами не одно, а несколько химических соединений. Образование их следует закону кратных отношений, по которому “при образовании какого-либо сложного вещества” элементы соединяются между собой или своими атомными весами, или их целыми кратными, или в другой формулировке – “весовое количество одного элемента, вступающего в различные соединения с другими, относятся между собой как простые целые числа”.
Например, в сернистом ангидриде SО2 на 1 г атом серы (32,06г) приходится 2 г атома кислорода (32). В серном ангидриде SО3 на 1 г атом серы приходится 3 г атома кислорода (48г), т.е. весовые количества кислорода, соединяются с 32,06 г серы в SО2 и SО3 относится между собой как 32 : 48 = 2 : 3. Если же на получение SО2, например, из 75 кг серы пошло 75. 32 / 32 . 16 = 74,86 кг кислорода, то на получение SО3 из того же количества серы потребуется 3/2 раза больше кислорода, т.е.
74,86 . 3/2 = 112,29 кг.
Закон соединительных объемов. Этот закон относится к газовым реакциям и к реакциям в парообразном состоянии. Он гласит – объемы вступающих в реакцию газов (паров) относятся между собой и к объемам образующихся из них газов, при одинаковой температуре и давлении как простые целые числа.
Например, 2 объема водорода, реагируя с 1 объемом кислорода образуют 2 объема водородного пара.
Закон Авогадро. В равных объемах различных газов при одинаковой температуре и давлении содержится одинаковое число молекул. Грамм-молекула любого газа содержит при О оС и давлении 101 кн/м2 одинаковое число молекул.
Nа = 6,062 . 1023 (Авагадрово число)
Грамм-молекула любого вещества в газообразном состоянии при нормальных условиях занимает объем 22,414 л или объем 1 кмоля равен 22,414 м3.