×
Verbranding

Verbranding is 'n komplekse reeks eksotermiese chemiese reaksies tussen 'n brandstof en 'n oksideermiddel wat gepaard gaan met die afgee van of hitte of beide hitte en lig in die vorm van 'n gloed of vlamme.

Vlamme ontstaan as gevolg van die verbranding van 'n brandstof

Direkte verbranding deur atmosferiese suurstof is 'n reaksie wat aangehelp word deur radikale tussenverbindings. In 'n volledige verbrandingsreaksie reageer 'n verbinding met 'n oksiderende element, soos suurstof of fluoor en die produkte van elke element in die brandstof met die oksideermiddel. Byvoorbeeld:

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
CH2S + 6F2 → CF4 + 2HF + SF6

'n Eenvoudiger voorbeeld kan gesien word in die verbranding van waterstof en suurstof wat dikwels gebruik word in vuurpylmotore:

2H2 + O2 → 2H2O + warmte

Die produk van verbranding is suiwer waterdamp.

In die oorgrote meerderheid gevalle waar verbranding plaasvind is lug die bron van suurstof (O2). In lug is elke kilogram suurstof teenwoordig gemeng met ongeveer 3.76 kg stikstof. Die gevolg daarvan is dat die produk van verbranding stikstof sal bevat soos geïllustreer kan word deur die chemiese vergelyking vir die verbranding van metaangas:

CH4 + 2O2 + 7.52N2 → CO2 + 2H2O + 7.52N2 + warmte

As lug die bron van suurstof is, is stikstof by verre die grootste bestanddeel van die uitlaatgas.

Verbrandingsprosesse is in werklikheid nooit geheel en al volledig nie. Tydens verbranding van koolstof of koolstofverbindings is beide onverbrande koolstof (roet) en koolstofverbindings soos koolstofmonoksied teenwoordig. As lug die oksideermiddel is sal van die stikstof in die lug ook geoksideer word om stikstofoksiede (NOx) te vorm.

Inhoud

Die hitte van verbranding of hittewaarde ( Δ c H {\displaystyle \Delta _{c}H^{\circ }} ) is die energie wat vrygestel word wanneer die stof volledig verbrand met suurstof (O2) onder standaardkondisies. Dit word gemeet in die energie vrygestel per massa van die stof, bv kJ/kg, kJ/kMol (eenheid)mol, kkal/kg, ens.

Die chemiese reaksie is tipies die koolwaterstof wat reageer met suurstof om koolsuurgas (koolstofdioksied – CO2), waterdamp (H2O(g)) en hitte te vorm. Indien bv metaan verbrand word, is die reaksie dus:

CH 4 + 2 O 2 CO 2 + 2 H 2 O + Hitte {\displaystyle {\text{CH}}_{4}+2{\text{O}}_{2}\rightarrow {\text{CO}}_{2}+2{\text{H}}_{2}{\text{O}}+{\text{Hitte}}}

Hoër of bruto hittewaarde (HHW)

Dit is dieselfde as die termodinamiese hitte van verbranding. Die HHW sluit die energie in wat gebruik is om die water te verdamp. Dit word bepaal deur die gas te verbrand en af te koel tot by die begintemperatuur (gewoonlik 25 °C). Al hierdie hitte is die bruto hittewaarde. Omdat die afkoeling ook die kondensering van die waterdamp insluit dra die kondensering van die water by tot die bruto hittewaarde.

(kyk Bepaling van hittewaarde later in die artikel).

In 'n verbrandingsoond is die uitlaatgasse egter hoër as die kookpunt van water, dus verlaat die water die oond as waterdamp. Die latente hitte van die gas word dus in effek verloor na die atmosfeer. Daarom word daar onderskei tussen die bruto en netto hittewaarde.

Laer of netto hittewaarde (LHW)

Dit is die bruto hittewaarde minus die energie wat gebruik is om die water te verdamp. Dit neem dus nie die energie in die waterdamp in ag nie en is die effektiewe hoeveelheid energie wat beskikbaar is in 'n verbrandingsoond.

Omskakeling van laer hittewaarde (LHW) na hoër hittewaarde (HHW)

Om hierdie omskakeling te doen het 'n mens die samestelling van die gas nodig om te bepaal hoeveel water in die verbrandingsreaksie vorm.

As 'n duimreël kan aanvaar word dat LHW ~ 0.9 × HHW

Hierdie aanname gaan egter nie akkuraat wees vir waterstof (H2) nie.

Die hittewaarde van 'n stof word bepaal deur die gas te verbrand en die verskil in entalpie te bepaal voor en na verbranding. Dit word gewoonlik met 'n kalorimeter gedoen. Vir vastestowwe is dit 'n bomkalorimeter

Daar is basies twee verskillende maniere om dit te doen:

  1. Meet uitlaat temperatuur en bereken verhoging van entalpie
  2. Koel die uitlaatgas af met water en bereken die verhoging van entalpie

Om dit te beter te verduidelik, kom ons bepaal die hittewaarde van metaangas (CH4) deur die finale temperatuur te meet wanneer metaan met lug verbrand word:

Bepaal die verbrandingsreaksie

Dit is algemene kennis dat die verbrandingsreaksie van metaan met suurstof die volgende is:

CH 4 + 2 O 2 CO 2 + 2 H 2 O + Hitte {\displaystyle {\text{CH}}_{4}+2{\text{O}}_{2}\rightarrow {\text{CO}}_{2}+2{\text{H}}_{2}{\text{O}}+{\text{Hitte}}}

(Onthou om die reaksie te balanseer.)

Gebruik hierdie gebalanseerde reaksie om te bepaal wat die minimum suurstof nodig is om al die metaan te reageer.

LW: Dit maak nie saak hoeveel lug gebruik word nie, solank dit genoeg is sodat die suurstof in oormaat is. Hoe meer die suurstof in oormaat is, hoe kouer gaan die finale temperatuur wees, omdat meer van die gegenereerde energie gebruik gaan moet word om die oormaat produkte te verhit.

Voeg reagense bymekaar

Dit is baie belangrik om presies te weet hoeveel metaan en hoeveel lug aan die begin is (onthou, die suurstof moet effens in oormaat wees). Een manier om dit te doen is om die kalorimeter te vul met lug (dit kan bloot geventileer word met lug). Die kalorimeter se volume moet bekend wees, dus weet mens hoeveel lug in die kalorimeter is deur van die ideale gaswet (PV=nRT) gebruik te maak (die kalorimeter kan die druk en temperatuur meet). Pomp nou metaangas in die kalorimeter tot 'n sekere druk. Die hoeveel metaan wat bygevoeg is kan weer bepaal word deur die ideale gaswet (deur van die druk en temperatuur gebruik te maak). Neem die begintemperatuur van die mengsel. Daar moet ook 'n oormaat

Veronderstel daar is aan die begin 1 kmol metaan en 10 kmol lug. Indien lug bestaan uit 21% suurstof, dan is daar 2.1 kmol suurstof in die mengsel. (Stoigiometries het 'n mens 2 mol suurstof nodig vir elke mol metaan.)

Ontsteek die mengsel

'n Kalorimeter het 'n elektriese ontstekingsmeganisme om die mengsel te ontsteek. Nadat die mengsel ontsteek is, wag tot die reaksie volledig verloop (uitbrand) het en neem die temperatuur.

Die volgende tabel dui aan hoeveel mol jy van elke komponent het voor en ná die reaksie:

CH 4 + 2 O 2 CO 2 + 2 H 2 O + Hitte {\displaystyle {\text{CH}}_{4}+2{\text{O}}_{2}\rightarrow {\text{CO}}_{2}+2{\text{H}}_{2}{\text{O}}+{\text{Hitte}}}
CH4 O2 N2 CO2 H2O Totaal
Voor reaksie 1 2.1 7.9 0 0 11
Reageer -1 -2 0 +1 +2 0
Na reaksie 0 0.1 7.9 1 2 11
Molfraksie (x) voor 9.1% 19.1% 71.8% 0 0 100%
Molfraksie (x) ná 0.00% 0.91% 71.82% 9.09% 18.18% 100%

Bepaal die toename in entalpie

Omdat die toename in entalpie in 'n stelsel presies gelykstaande is aan die energie wat daarby gevoeg is deur warmte, is:

Δ H = Q = m T 0 T 1 C p Δ T {\displaystyle \Delta H=Q=m\int \limits _{T_{0}}^{T_{1}}C_{p}\Delta T}

Neem die verwysingstemperatuur T0 as 25 °C.

T1 is die eindtemperatuur van die gasmengsel na verbranding plaasgevind het.

Die warmtekapasiteit van die verskillende komponente in kal/mol is:

T0 T1 T2 1/T2
CH4 5.34 0.0115 0 0
O2 8.27 0.000258 0 -187700
N2 6.5 0.001 0 0
CO2 10.34 0.00274 0 -195500
H2O(l) 1 0 0 0
H2O(g) 8.22 0.00015 1.34E-06 0

Die warmtekapasiteit van die finale mengsel is:

C p , t o t a a l = i x i C p , i {\displaystyle C_{p,totaal}=\sum _{i}x_{i}\cdot C_{p,i}}

Waar:

  • xi = molfraksie van komponent i
  • Cp,i = warmtekapasiteit van komponent i

Dws

C p , t o t a a l = 7.178 + 0.0009969 T + 2.44 E 7 T 2 19479 T 2 {\displaystyle C_{p,totaal}=7.178+0.0009969T+2.44E-7T^{2}-{\frac {19479}{T^{2}}}}

Ek het die uitlaat temperatuur bepaal deur 'n Aspen simulasie en dit gekry as 1982 °C of 2256 °K Soos reeds gesê is die begin temperatuur 25 °C of 298 °K

Dus is:

Q = T 0 T 1 C p Δ T = m 298 2256 C p , t o t a a l = 7.178 + 0.0009969 T + 2.44 E 7 T 2 19479 T 2 d T {\displaystyle Q=\int \limits _{T_{0}}^{T_{1}}C_{p}\Delta T=m\cdot \int \limits _{298}^{2256}C_{p,totaal}=7.178+0.0009969T+2.44E-7T^{2}-{\frac {19479}{T^{2}}}dT}
= m [ 7.178 T + 0.0009969 2 T 2 + 2.44 E 7 3 T 3 19479 1 1 T ] 298 2256 {\displaystyle =m\cdot \left[7.178T+{\frac {0.0009969}{2}}T^{2}+{\frac {2.44E-7}{3}}T^{3}-{\frac {19479}{-1}}{\frac {1}{T}}\right]_{298}^{2256}}
= 11 [ 7.178 ( 2256 298 ) + 0.0009969 2 ( 2256 2 298 2 ) + 2.44 E 7 3 ( 2256 3 298 3 ) 19479 1 ( 1 2256 1 298 ) ] 298 2256 {\displaystyle =11\cdot \left[7.178(2256-298)+{\frac {0.0009969}{2}}(2256^{2}-298^{2})+{\frac {2.44E-7}{3}}(2256^{3}-298^{3})-{\frac {19479}{-1}}({\frac {1}{2256}}-{\frac {1}{298}})\right]_{298}^{2256}}
= 191562 k k a l × 4.1868 k J k k a l = 802032 k J {\displaystyle =191562\ kkal\times {\frac {4.1868\ kJ}{kkal}}=802032\ kJ}

Volgens literatuur is die hittewaarde van metaan:

Δ H c , m e t a a n = 212798 k k a l / k m o l × 4.1868 k J k k a l = 890943 k J / k m o l {\displaystyle \Delta H_{c,metaan}^{\circ }=212798\ kkal/kmol\times {\frac {4.1868\ kJ}{kkal}}=890943\ kJ/kmol}

Dit is effens anders as die waarde verkry uit literatuur en ook die waarde wat Aspen bereken.

Aspen simulasie om die verbranding van metaan te simuleer.

'n Aspen simulasie is gebou om die verbranding van metaan met lug te simuleer. Let op die volgende:

  • Die eienskapsmetode (Engels="property method") is RK-SOAVE
  • PROD-W is die warm produkgas (let op die hoë temperatuur)
  • Die warm produkgas word met die eerste hitteruiler (HX1) verkoel na 150 °C. Die verkoelingswatervloei is 5 t/h.
  • Die tweede hitteruiler (HX2) verkoel die produkgas tot die oorspronklike temperatuur van 25 °C. Die verkoelingswatervloei is 5 t/h.

Die volgende tabel wys die resultate:

CH4 LUG PROD-W PROD-K1 PROD-K2 WATER-K1 WATER-W1 WATER-K2 WATER-W2
Mole Flow kmol/h
CH4 1 0 0 0 0 0 0 0 0
O2 0 2.1 0.1 0.1 0.1 0 0 0 0
N2 0 7.9 7.9 7.9 7.9 0 0 0 0
CO2 0 0 1 1 1 0 0 0 0
H2O 0 0 2 2 2 277.5422 277.5422 277.5422 277.5422
Total Flow (kmol/h) 1 10 11 11 11 277.5422 277.5422 277.5422 277.5422
Temperature (°C) 25 25 1982.407 150 25 25 56.47203 10 15.25171
Pressure (kPa) 101.325 101.325 101.325 101.325 101.325 101.325 101.325 101.325 101.325
Enthalpy (kJ/kmol) -74536.74 -6.70427 -6782.162 -75867.29 -87438.94 -289040 -286300 -290350 -289890

Die hittewaarde van metaan is die verskil in entalpie van die warm produkgas teen 1982 °C en die produkgas indien dit afgekoel is na die oorspronklike 25 °C:

Dus, ΔH_c = 11 × (-6782.162 – (-87438.94)) = 887225 kJ/kmol CH4

Of die hittewaarde kan ook bereken word van die energie wat in die water ingesit is.

Dus, ΔH_c = 277.5422 × (-289040 – (-286300)) + 277.5422 × (-290350 – (-289890)) = 888135 kJ/kmol CH4 (die verskil is bloot agv afronding)

Hierdie waardes vergelyk baie goed met die literatuurwaarde van 890943 kJ/kmol.

Om te wys dat dit nie 'n verskil maak hoeveel lug gebruik word nie, is hierdie herhaal met dubbel soveel lug. Die volgende tabel gee die resultate (let op die laer produktemperatuur):

CH4 LUG PROD-W PROD-K1 PROD-K2 WATER-K1 WATER-W1 WATER-K2 WATER-W2
Mole Flow kmol/h
CH4 1 0 0 0 0 0 0 0 0
O2 0 4.2 2.2 2.2 2.2 0 0 0 0
N2 0 15.8 15.8 15.8 15.8 0 0 0 0
CO2 0 0 1 1 1 0 0 0 0
H2O 0 0 2 2 2 277.5422 277.5422 277.5422 277.5422
Total Flow (kmol/h) 1 20 21 21 21 277.5422 277.5422 277.5422 277.5422
Temperature (°C) 25 25 1160.66 150 25 25 54.95232 10 16.31534
Pressure (kPa) 101.325 101.325 101.325 101.325 101.325 101.325 101.325 101.325 101.325
Enthalpy (kJ/kmol) -74536.74 -6.70427 -3555.754 -37995.75 -45283.76 -289040 -286440 -290350 -289800

Dus, ΔH_c = 21 × (-3555.754 – (-45283.76)) = -876288 kJ/kmol CH4

Of, ΔH_c = 277.5422 × (-289040 – (-286440)) + 277.5422 × (-290350 – (-289800)) = 874258 kJ/kmol CH4

Die verskil is weer a.g.v. afronding.

Die adiabatiese vlam temperatuur is die temperatuur van die vlam of die temperatuur van die rookgas nadat 'n gas pas verbrand het.

In die volgende voorbeeld word gewys hoe die adiabatiese vlamtemperatuur (of die temperatuur van die rookgas) bepaal word uit eerste beginsels.

Die Excelbberekeninge van hierdie voorbeeld kan gekry word.

Gestel jy het 'n brandgas teen 40 °C met die volgende samestelling:

H2 = 10%, CO = 7%, CH4 = 74%, C2H6 = 8%, N2 = 1%

Dit word verbrand met lug. Die lug se relatiewe humiditeit is 20%, temperatuur 25 °C en die druk is 100 kPa. Die samestelling van droë lug is:

O2 = 20.95, Ar = 0.5%, N2 = 78.55

Die rookgas moet 3% suurstof bevat om te verseker dat daar genoeg lug is om volledige verbranding te hê.

Die volgende tabel gee nog eienskappe van elke komponent:

MW Samestellings Balansering van verbrandingsreaksie Hittewaarde Cp-konstantes (kal/(mol.K))
Komponent kg/kmol Brandgas
(mol%)
Droë lug
(mol%)
mol O2/
mol brandgas
mol CO2/
mol brandgas
mol H2O/
mol brandgas
MJ/kmol K T T2 T3 T4 1/ T2
H2O 18.01 0 0 0 0 1 0 8.22 0.00015 0.00000134
H2 2.01 10 0 0.5 0 1 242 6.62 0.00081
CO 28.01 7 0 0.5 1 0 283 6.6 0.0012
CO2 44.01 0 0 0 1 0 0 10.34 0.00274 -195500
CH4 16.04 74 0 2 1 2 803 5.34 0.0115
C2H6 30.06 8 0 3.5 2 3 1429 1.904 0.0396 -0.000012
O2 32 0 20.95 -1 0 0 0 8.27 0.000258 -187700
Ar 39.95 0 0.5 0 0 0 0 4.97
N2 28.02 1 78.55 0 0 0 0 6.5 0.001
Totaal/geweegde gem 100 100 1.845 0.970 1.820 752.6

Bepaal die volgende:

  1. Hoeveelheid vog in die lug
  2. Stoigiometriese hoeveelheid suurstof benodig
  3. Hoeveelheid lug benodig sodat rookgas 3 mol% O2 bevat.
  4. Adiabatiese vlamtemperatuur

1. Hoeveelheid vog in die lug

Teen 25 °C is die versadigingsdruk van water 3.171 kPa (volgens stoomtabelle).

Volgens Dalton se wet is die maksimum waterdamp in lug by 100 kPa die volgende:

% H 2 O 100 % h u m i d i t e i t = p H 2 O P a t m = 3.171 100 = 0.03171 o f 3.171 % {\displaystyle \%H_{2}O_{100\%\ humiditeit}={\frac {p_{H2O}^{*}}{P_{atm}}}={\frac {3.171}{100}}=0.03171\ of\ 3.171\%}

Indien die relatiewe humiditeit 20% is, dan is die hoeveelheid waterdamp in die lug = 20% × 3.171% = 0.6342%.

As die hoeveelheid suurstof in droë lug 20.95 mol% is, dan is die hoeveelheid suurstof in die vogtige lug = 20.95% × (1-0.006342) = 20.82% Soortgelyk is die hoeveelheid stikstof in die vogtige lug = 78.55% × (1-0.006342) = 78.05% En die hoeveelheid argon = 0.05% × (1-0.006342) = 0.0497%

2. Bepaal stoigiometriese hoeveelheid suurstof benodig

Om die stoigiometriese (of teoretiese) hoeveelheid suurstof wat benodig word om 'n koolwaterstof te verbrand moet die verbrandingsreaksie van elke komponent gebalanseer word. Die volgende formule is 'n algemene formule wat daarvoor gebruik kan word:

C w H x S y O z + [ 2 w + x / 2 + 2 y z 2 ] O 2 w C O 2 + [ x 2 ] H 2 O + y S O 2 {\displaystyle C_{w}H_{x}S_{y}O_{z}+\left[{\frac {2w+x/2+2y-z}{2}}\right]O_{2}\Rightarrow wCO_{2}+\left[{\frac {x}{2}}\right]H_{2}O+ySO_{2}}

Die balansering van elke reaksie word in die tabel hierbo gegee.

Die totale suurstof benodig per brandgas (1.845) word verkry deur die som van die produkte. Met ander woorde,

T o t a a l = x i O i {\displaystyle Totaal=\sum x_{i}O_{i}}

Waar x die molfraksie van die brandgas is en O die stoigiometriese hoeveelheid suurstof.

Die stoigiometriese hoeveelheid CO2 and H2O word soortgelyk verkry as 0.97 en 1.82 respektiewelik.

As die hoeveelheid stoigiometriese suurstof benodig vir 1 kmol brandgas 1.845 kmol is en die vogtige lug bevat 20.82% suurstof, dan is die hoeveelheid stoigiometriese vogtige lug benodig = 1.845/20.82% = 8.863 kmol.

Die stoigiometriese rookgas bestaan dus uit die volgende:

  • H2O = 1.82 + 8.863 × 0.6342% = 1.876 kmol
  • CO2 = 0.97 kmol
  • Ar = 8.863 × 0.5% = 0.044 kmol
  • N2 = 8.863 × 78.05% = 6.928 kmol
  • Totaal = 9.818 kmol

3. Hoeveelheid lug benodig sodat rookgas 3 mol% O2 bevat

% O 2 i n t o t a l e r o o k g a s = O 2 i n o o r m a a t l u g S t o i g i o m e t r i e s e r o o k g a s + o o r m a a t l u g {\displaystyle \%O_{2}\ in\ totale\ rookgas={\frac {O_{2}\ in\ oormaat\ lug}{Stoigiometriese\ rookgas+oormaat\ lug}}}

Indien:

  • R G s {\displaystyle RG_{s}} = rookgas wanneer stiochiometriese hoeveelheid lug gebruik word
  • L o {\displaystyle L_{o}} = oormaat lug
  • x l u g {\displaystyle x_{lug}} = % suurstof in lug
  • x R G {\displaystyle x_{RG}} = % suurstof in totale rookgas
x R G = x l u g × L o R G s + L o {\displaystyle x_{RG}={\frac {x_{lug}\times L_{o}}{RG_{s}+L_{o}}}}
x R G ( R G s + L o ) = x l u g × L o {\displaystyle x_{RG}\left(RG_{s}+L_{o}\right)=x_{lug}\times L_{o}}
x R G R G s + x R G L o = x l u g L o {\displaystyle x_{RG}\cdot RG_{s}+x_{RG}\cdot L_{o}=x_{lug}\cdot L_{o}}
x l u g L o x R G L o = x R G R G s {\displaystyle x_{lug}\cdot L_{o}-x_{RG}\cdot L_{o}=x_{RG}\cdot RG_{s}}
L o = x R G R G s x l u g x R G {\displaystyle L_{o}={\frac {x_{RG}\cdot RG_{s}}{x_{lug}-x_{RG}}}}
o o r m a a t l u g = 3 % × 9.818 20.82 % 3 % = 1.653 k m o l {\displaystyle oormaat\ lug={\frac {3\%\times 9.818}{20.82\%-3\%}}=1.653\ kmol}
t o t a l e l u g = s t o i g i o m e t r i e s l u g + o o r m a a t l u g = 8.863 + 1.653 = 10.516 k m o l {\displaystyle totale\ lug=stoigiometries\ lug+oormaat\ lug=8.863+1.653=10.516\ kmol}

Die volgende tabel gee die samestellings en eienskappe van die drie strome:

Komponent Brandgas
(mol%)
Vogtige lug
(mol%)
Rookgas
(mol%)
H2O 0 0.63 16.45
H2 10 0 0
CO 7 0 0
CO2 0 0 8.46
CH4 74 0 0
C2H6 8 0 0
O2 0 20.82 3
Ar 0 0.5 0.46
N2 1 78.05 71.64
Totaal 100 100 100
MW (kg/kmol) 16.72 28.84 27.9

Die Cp-koëffisiënte is verkry deur 'n geweegde gemiddelde van die samestelling van elke gasstroom.

4. Adiabatiese vlamtemperatuur

Om die adiabatiese vlamtemperatuur te bepaal moet 'n energiebalans gedoen word oor die brander.

Q b r a n d g a s + Q l u g + H i t t e v a n v e r b r a n d i n g = Q r o o k g a s {\displaystyle Q_{brandgas}+Q_{lug}+Hitte\ van\ verbranding=Q_{rookgas}}

Waar Q {\displaystyle Q} die energie van die stroom is in eenhede van byvoorbeeld MJ/h.

Die entalpie kan bepaal word relatief tot 0 °C met die volgende formule:

H i = 4.1868 × T 0 T C p , i d T = T 0 T ( K i + a i T + b i T 2 + c i T 3 + d i T 4 + e i 1 T 2 ) d T {\displaystyle H_{i}=4.1868\times \int \limits _{T_{0}}^{T}C_{p,i}dT=\int \limits _{T_{0}}^{T}\left(K_{i}+a_{i}T+b_{i}T^{2}+c_{i}T3+d_{i}T4+e_{i}{\frac {1}{T^{2}}}\right)dT}
H i = 4.1868 × | K i ( T T 0 ) + 1 2 a i ( T 2 T 0 2 ) + 1 3 b i ( T 3 T 0 3 ) + 1 4 c i ( T 4 T 0 4 ) + 1 5 d i ( T 5 T 0 5 ) e i ( 1 T 1 T 0 ) | T 0 T {\displaystyle H_{i}=4.1868\times \left|K_{i}\left(T-T_{0}\right)+{\frac {1}{2}}a_{i}\left(T^{2}-T_{0}^{2}\right)+{\frac {1}{3}}b_{i}\left(T^{3}-T_{0}^{3}\right)+{\frac {1}{4}}c_{i}\left(T^{4}-T_{0}^{4}\right)+{\frac {1}{5}}d_{i}\left(T^{5}-T_{0}^{5}\right)-e_{i}\left({\frac {1}{T}}-{\frac {1}{T_{0}}}\right)\right|_{T_{0}}^{T}}
Q i = m i × H i {\displaystyle Q_{i}=m_{i}\times H_{i}}

Waar:

  • T {\displaystyle T} = Adiabatiese vlamtemperatuur in Kelvin
  • T 0 {\displaystyle T_{0}} = Verwysingstemperatuur = 273.15 Kelvin
  • m i {\displaystyle m_{i}} = Vloei van die stroom. In hierdie geval kmol/h
  • Onthou dat die Cp-koëffisiënte in kal/(mol.K) gegee word, daarom gaan die eenhede van die entalpie kal/mol (of kkal/kmol) wees. Om dit om te skakel na kJ/kmol moet met 4.1868 J/kal gemaal word.)

Om die hitte van verbranding te bepaal word die laer hittewaarde gebruik (752.4 MJ/kmol of 33.57 MJ/m3n).

Die adiabatiese vlamtemperatuur (T) moet nou geraai word totdat die energiebalans balanseer.

In hierdie geval balanseer die energiebalans indien T = 1831 °C en daarom is die adiabatiese vlamtemperatuur 1831 °C.

Die volgende tabel wys die resultateː

Komponent Brandgas
(mol%)
Vogtige lug
(mol%)
Rookgas
(mol%)
Cp-koëffisiënte
Ki 5.293 6.872 7.154
ai (T) 0.0119 0.0008 0.0010
bi (T2) -9.83E-07 8.50E-09 2.20E-07
ci (T3) 0 0 0
di (T4) 0 0 0
ei (1/T2) 0 -39074 -22163
Vloei (kmol/h) 1.00 10.52 11.47
Temperatuur (°C) 40 25 1831
T (Kelvin) 313.15 298.15 2104.59
T0 (Kelvin) 273.15 273.15 273.15
Entalpie (Hi) (kJ/kmol) 1454 694 66358
Energie (Qi) (MJ/h) 1.45 7.30 761.19
Hitte van verbranding (MJ/h) 752.4

Die energiebalans is dus soos volgː

1.45 + 7.30 + 752.44 = 761.19 {\displaystyle 1.45+7.30+752.44=761.19}
  1. Volgens "Perry's Chemical Engineers' Handbook" tabel 3-181, 6de uitgawe
  2. Volgens "Perry's Chemical Engineers' Handbook", tabel 3-207, 6de uitgawe

Publikasie datum: September 27, 2021

verbranding, komplekse, reeks, eksotermiese, chemiese, reaksies, tussen, brandstof, oksideermiddel, gepaard, gaan, afgee, hitte, beide, hitte, vorm, gloed, vlamme, vlamme, ontstaan, gevolg, verbranding, brandstof, direkte, verbranding, deur, atmosferiese, suur. Verbranding is n komplekse reeks eksotermiese chemiese reaksies tussen n brandstof en n oksideermiddel wat gepaard gaan met die afgee van of hitte of beide hitte en lig in die vorm van n gloed of vlamme Vlamme ontstaan as gevolg van die verbranding van n brandstof Direkte verbranding deur atmosferiese suurstof is n reaksie wat aangehelp word deur radikale tussenverbindings In n volledige verbrandingsreaksie reageer n verbinding met n oksiderende element soos suurstof of fluoor en die produkte van elke element in die brandstof met die oksideermiddel Byvoorbeeld CH4 2O2 CO2 2H2O CH2S 6F2 CF4 2HF SF6 n Eenvoudiger voorbeeld kan gesien word in die verbranding van waterstof en suurstof wat dikwels gebruik word in vuurpylmotore 2H2 O2 2H2O warmte Die produk van verbranding is suiwer waterdamp In die oorgrote meerderheid gevalle waar verbranding plaasvind is lug die bron van suurstof O2 In lug is elke kilogram suurstof teenwoordig gemeng met ongeveer 3 76 kg stikstof Die gevolg daarvan is dat die produk van verbranding stikstof sal bevat soos geillustreer kan word deur die chemiese vergelyking vir die verbranding van metaangas CH4 2O2 7 52N2 CO2 2H2O 7 52N2 warmte As lug die bron van suurstof is is stikstof by verre die grootste bestanddeel van die uitlaatgas Verbrandingsprosesse is in werklikheid nooit geheel en al volledig nie Tydens verbranding van koolstof of koolstofverbindings is beide onverbrande koolstof roet en koolstofverbindings soos koolstofmonoksied teenwoordig As lug die oksideermiddel is sal van die stikstof in die lug ook geoksideer word om stikstofoksiede NOx te vorm Inhoud 1 Hitte van verbranding 2 Bruto en netto hittewaarde 3 Bepaling van hittewaarde 4 Bereken hittewaarde uit Aspen 5 Bepaling van adiabatiese vlamtemperatuur 5 1 1 Hoeveelheid vog in die lug 5 2 2 Bepaal stoigiometriese hoeveelheid suurstof benodig 5 3 3 Hoeveelheid lug benodig sodat rookgas 3 mol O2 bevat 5 4 4 Adiabatiese vlamtemperatuur 6 Kyk ook 7 Verwysings 8 Eksterne skakelsHitte van verbranding WysigDie hitte van verbranding of hittewaarde D c H displaystyle Delta c H circ is die energie wat vrygestel word wanneer die stof volledig verbrand met suurstof O2 onder standaardkondisies Dit word gemeet in die energie vrygestel per massa van die stof bv kJ kg kJ kMol eenheid mol kkal kg ens Die chemiese reaksie is tipies die koolwaterstof wat reageer met suurstof om koolsuurgas koolstofdioksied CO2 waterdamp H2O g en hitte te vorm Indien bv metaan verbrand word is die reaksie dus CH 4 2 O 2 CO 2 2 H 2 O Hitte displaystyle text CH 4 2 text O 2 rightarrow text CO 2 2 text H 2 text O text Hitte Bruto en netto hittewaarde WysigHoer of bruto hittewaarde HHW Dit is dieselfde as die termodinamiese hitte van verbranding Die HHW sluit die energie in wat gebruik is om die water te verdamp Dit word bepaal deur die gas te verbrand en af te koel tot by die begintemperatuur gewoonlik 25 C Al hierdie hitte is die bruto hittewaarde Omdat die afkoeling ook die kondensering van die waterdamp insluit dra die kondensering van die water by tot die bruto hittewaarde kyk Bepaling van hittewaarde later in die artikel In n verbrandingsoond is die uitlaatgasse egter hoer as die kookpunt van water dus verlaat die water die oond as waterdamp Die latente hitte van die gas word dus in effek verloor na die atmosfeer Daarom word daar onderskei tussen die bruto en netto hittewaarde Laer of netto hittewaarde LHW Dit is die bruto hittewaarde minus die energie wat gebruik is om die water te verdamp Dit neem dus nie die energie in die waterdamp in ag nie en is die effektiewe hoeveelheid energie wat beskikbaar is in n verbrandingsoond Omskakeling van laer hittewaarde LHW na hoer hittewaarde HHW Om hierdie omskakeling te doen het n mens die samestelling van die gas nodig om te bepaal hoeveel water in die verbrandingsreaksie vorm As n duimreel kan aanvaar word dat LHW 0 9 HHW Hierdie aanname gaan egter nie akkuraat wees vir waterstof H2 nie Bepaling van hittewaarde WysigDie hittewaarde van n stof word bepaal deur die gas te verbrand en die verskil in entalpie te bepaal voor en na verbranding Dit word gewoonlik met n kalorimeter gedoen Vir vastestowwe is dit n bomkalorimeter Daar is basies twee verskillende maniere om dit te doen Meet uitlaat temperatuur en bereken verhoging van entalpie Koel die uitlaatgas af met water en bereken die verhoging van entalpie Om dit te beter te verduidelik kom ons bepaal die hittewaarde van metaangas CH4 deur die finale temperatuur te meet wanneer metaan met lug verbrand word Bepaal die verbrandingsreaksie Dit is algemene kennis dat die verbrandingsreaksie van metaan met suurstof die volgende is CH 4 2 O 2 CO 2 2 H 2 O Hitte displaystyle text CH 4 2 text O 2 rightarrow text CO 2 2 text H 2 text O text Hitte Onthou om die reaksie te balanseer Gebruik hierdie gebalanseerde reaksie om te bepaal wat die minimum suurstof nodig is om al die metaan te reageer LW Dit maak nie saak hoeveel lug gebruik word nie solank dit genoeg is sodat die suurstof in oormaat is Hoe meer die suurstof in oormaat is hoe kouer gaan die finale temperatuur wees omdat meer van die gegenereerde energie gebruik gaan moet word om die oormaat produkte te verhit Voeg reagense bymekaar Dit is baie belangrik om presies te weet hoeveel metaan en hoeveel lug aan die begin is onthou die suurstof moet effens in oormaat wees Een manier om dit te doen is om die kalorimeter te vul met lug dit kan bloot geventileer word met lug Die kalorimeter se volume moet bekend wees dus weet mens hoeveel lug in die kalorimeter is deur van die ideale gaswet PV nRT gebruik te maak die kalorimeter kan die druk en temperatuur meet Pomp nou metaangas in die kalorimeter tot n sekere druk Die hoeveel metaan wat bygevoeg is kan weer bepaal word deur die ideale gaswet deur van die druk en temperatuur gebruik te maak Neem die begintemperatuur van die mengsel Daar moet ook n oormaat Veronderstel daar is aan die begin 1 kmol metaan en 10 kmol lug Indien lug bestaan uit 21 suurstof dan is daar 2 1 kmol suurstof in die mengsel Stoigiometries het n mens 2 mol suurstof nodig vir elke mol metaan Ontsteek die mengsel n Kalorimeter het n elektriese ontstekingsmeganisme om die mengsel te ontsteek Nadat die mengsel ontsteek is wag tot die reaksie volledig verloop uitbrand het en neem die temperatuur Die volgende tabel dui aan hoeveel mol jy van elke komponent het voor en na die reaksie CH 4 2 O 2 CO 2 2 H 2 O Hitte displaystyle text CH 4 2 text O 2 rightarrow text CO 2 2 text H 2 text O text Hitte CH4 O2 N2 CO2 H2O TotaalVoor reaksie 1 2 1 7 9 0 0 11Reageer 1 2 0 1 2 0Na reaksie 0 0 1 7 9 1 2 11Molfraksie x voor 9 1 19 1 71 8 0 0 100 Molfraksie x na 0 00 0 91 71 82 9 09 18 18 100 Bepaal die toename in entalpie Omdat die toename in entalpie in n stelsel presies gelykstaande is aan die energie wat daarby gevoeg is deur warmte is D H Q m T 0 T 1 C p D T displaystyle Delta H Q m int limits T 0 T 1 C p Delta T Neem die verwysingstemperatuur T0 as 25 C T1 is die eindtemperatuur van die gasmengsel na verbranding plaasgevind het 1 Die warmtekapasiteit van die verskillende komponente in kal mol is T0 T1 T2 1 T2CH4 5 34 0 0115 0 0O2 8 27 0 000258 0 187700N2 6 5 0 001 0 0CO2 10 34 0 00274 0 195500H2O l 1 0 0 0H2O g 8 22 0 00015 1 34E 06 0 Die warmtekapasiteit van die finale mengsel is C p t o t a a l i x i C p i displaystyle C p totaal sum i x i cdot C p i Waar xi molfraksie van komponent i Cp i warmtekapasiteit van komponent i Dws C p t o t a a l 7 178 0 0009969 T 2 44 E 7 T 2 19479 T 2 displaystyle C p totaal 7 178 0 0009969T 2 44E 7T 2 frac 19479 T 2 dd Ek het die uitlaat temperatuur bepaal deur n Aspen simulasie en dit gekry as 1982 C of 2256 K Soos reeds gese is die begin temperatuur 25 C of 298 K Dus is Q T 0 T 1 C p D T m 298 2256 C p t o t a a l 7 178 0 0009969 T 2 44 E 7 T 2 19479 T 2 d T displaystyle Q int limits T 0 T 1 C p Delta T m cdot int limits 298 2256 C p totaal 7 178 0 0009969T 2 44E 7T 2 frac 19479 T 2 dT m 7 178 T 0 0009969 2 T 2 2 44 E 7 3 T 3 19479 1 1 T 298 2256 displaystyle m cdot left 7 178T frac 0 0009969 2 T 2 frac 2 44E 7 3 T 3 frac 19479 1 frac 1 T right 298 2256 dd 11 7 178 2256 298 0 0009969 2 2256 2 298 2 2 44 E 7 3 2256 3 298 3 19479 1 1 2256 1 298 298 2256 displaystyle 11 cdot left 7 178 2256 298 frac 0 0009969 2 2256 2 298 2 frac 2 44E 7 3 2256 3 298 3 frac 19479 1 frac 1 2256 frac 1 298 right 298 2256 dd 191562 k k a l 4 1868 k J k k a l 802032 k J displaystyle 191562 kkal times frac 4 1868 kJ kkal 802032 kJ dd Volgens literatuur 2 is die hittewaarde van metaan D H c m e t a a n 212798 k k a l k m o l 4 1868 k J k k a l 890943 k J k m o l displaystyle Delta H c metaan circ 212798 kkal kmol times frac 4 1868 kJ kkal 890943 kJ kmol Dit is effens anders as die waarde verkry uit literatuur en ook die waarde wat Aspen bereken Bereken hittewaarde uit Aspen Wysig Aspen simulasie om die verbranding van metaan te simuleer n Aspen simulasie is gebou om die verbranding van metaan met lug te simuleer Let op die volgende Die eienskapsmetode Engels property method is RK SOAVE PROD W is die warm produkgas let op die hoe temperatuur Die warm produkgas word met die eerste hitteruiler HX1 verkoel na 150 C Die verkoelingswatervloei is 5 t h Die tweede hitteruiler HX2 verkoel die produkgas tot die oorspronklike temperatuur van 25 C Die verkoelingswatervloei is 5 t h Die volgende tabel wys die resultate CH4 LUG PROD W PROD K1 PROD K2 WATER K1 WATER W1 WATER K2 WATER W2Mole Flow kmol hCH4 1 0 0 0 0 0 0 0 0O2 0 2 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0N2 0 7 9 7 9 7 9 7 9 0 0 0 0CO2 0 0 1 1 1 0 0 0 0H2O 0 0 2 2 2 277 5422 277 5422 277 5422 277 5422Total Flow kmol h 1 10 11 11 11 277 5422 277 5422 277 5422 277 5422Temperature C 25 25 1982 407 150 25 25 56 47203 10 15 25171Pressure kPa 101 325 101 325 101 325 101 325 101 325 101 325 101 325 101 325 101 325Enthalpy kJ kmol 74536 74 6 70427 6782 162 75867 29 87438 94 289040 286300 290350 289890 Die hittewaarde van metaan is die verskil in entalpie van die warm produkgas teen 1982 C en die produkgas indien dit afgekoel is na die oorspronklike 25 C Dus DH c 11 6782 162 87438 94 887225 kJ kmol CH4 Of die hittewaarde kan ook bereken word van die energie wat in die water ingesit is Dus DH c 277 5422 289040 286300 277 5422 290350 289890 888135 kJ kmol CH4 die verskil is bloot agv afronding Hierdie waardes vergelyk baie goed met die literatuurwaarde van 890943 kJ kmol Om te wys dat dit nie n verskil maak hoeveel lug gebruik word nie is hierdie herhaal met dubbel soveel lug Die volgende tabel gee die resultate let op die laer produktemperatuur CH4 LUG PROD W PROD K1 PROD K2 WATER K1 WATER W1 WATER K2 WATER W2Mole Flow kmol hCH4 1 0 0 0 0 0 0 0 0O2 0 4 2 2 2 2 2 2 2 0 0 0 0N2 0 15 8 15 8 15 8 15 8 0 0 0 0CO2 0 0 1 1 1 0 0 0 0H2O 0 0 2 2 2 277 5422 277 5422 277 5422 277 5422Total Flow kmol h 1 20 21 21 21 277 5422 277 5422 277 5422 277 5422Temperature C 25 25 1160 66 150 25 25 54 95232 10 16 31534Pressure kPa 101 325 101 325 101 325 101 325 101 325 101 325 101 325 101 325 101 325Enthalpy kJ kmol 74536 74 6 70427 3555 754 37995 75 45283 76 289040 286440 290350 289800 Dus DH c 21 3555 754 45283 76 876288 kJ kmol CH4 Of DH c 277 5422 289040 286440 277 5422 290350 289800 874258 kJ kmol CH4 Die verskil is weer a g v afronding Bepaling van adiabatiese vlamtemperatuur WysigDie adiabatiese vlam temperatuur is die temperatuur van die vlam of die temperatuur van die rookgas nadat n gas pas verbrand het In die volgende voorbeeld word gewys hoe die adiabatiese vlamtemperatuur of die temperatuur van die rookgas bepaal word uit eerste beginsels Die Excelbberekeninge van hierdie voorbeeld kan HIER gekry word Gestel jy het n brandgas teen 40 C met die volgende samestelling H2 10 CO 7 CH4 74 C2H6 8 N2 1 Dit word verbrand met lug Die lug se relatiewe humiditeit is 20 temperatuur 25 C en die druk is 100 kPa Die samestelling van droe lug is O2 20 95 Ar 0 5 N2 78 55 Die rookgas moet 3 suurstof bevat om te verseker dat daar genoeg lug is om volledige verbranding te he Die volgende tabel gee nog eienskappe van elke komponent MW Samestellings Balansering van verbrandingsreaksie Hittewaarde Cp konstantes kal mol K Komponent kg kmol Brandgas mol Droe lug mol mol O2 mol brandgas mol CO2 mol brandgas mol H2O mol brandgas MJ kmol K T T2 T3 T4 1 T2 H2O 18 01 0 0 0 0 1 0 8 22 0 00015 0 00000134 H2 2 01 10 0 0 5 0 1 242 6 62 0 00081 CO 28 01 7 0 0 5 1 0 283 6 6 0 0012 CO2 44 01 0 0 0 1 0 0 10 34 0 00274 195500 CH4 16 04 74 0 2 1 2 803 5 34 0 0115 C2H6 30 06 8 0 3 5 2 3 1429 1 904 0 0396 0 000012 O2 32 0 20 95 1 0 0 0 8 27 0 000258 187700 Ar 39 95 0 0 5 0 0 0 0 4 97 N2 28 02 1 78 55 0 0 0 0 6 5 0 001Totaal geweegde gem 100 100 1 845 0 970 1 820 752 6 Bepaal die volgende Hoeveelheid vog in die lug Stoigiometriese hoeveelheid suurstof benodig Hoeveelheid lug benodig sodat rookgas 3 mol O2 bevat Adiabatiese vlamtemperatuur1 Hoeveelheid vog in die lug Wysig Teen 25 C is die versadigingsdruk van water 3 171 kPa volgens stoomtabelle Volgens Dalton se wet is die maksimum waterdamp in lug by 100 kPa die volgende H 2 O 100 h u m i d i t e i t p H 2 O P a t m 3 171 100 0 03171 o f 3 171 displaystyle H 2 O 100 humiditeit frac p H2O P atm frac 3 171 100 0 03171 of 3 171 dd Indien die relatiewe humiditeit 20 is dan is die hoeveelheid waterdamp in die lug 20 3 171 0 6342 As die hoeveelheid suurstof in droe lug 20 95 mol is dan is die hoeveelheid suurstof in die vogtige lug 20 95 1 0 006342 20 82 Soortgelyk is die hoeveelheid stikstof in die vogtige lug 78 55 1 0 006342 78 05 En die hoeveelheid argon 0 05 1 0 006342 0 0497 2 Bepaal stoigiometriese hoeveelheid suurstof benodig Wysig Om die stoigiometriese of teoretiese hoeveelheid suurstof wat benodig word om n koolwaterstof te verbrand moet die verbrandingsreaksie van elke komponent gebalanseer word Die volgende formule is n algemene formule wat daarvoor gebruik kan word C w H x S y O z 2 w x 2 2 y z 2 O 2 w C O 2 x 2 H 2 O y S O 2 displaystyle C w H x S y O z left frac 2w x 2 2y z 2 right O 2 Rightarrow wCO 2 left frac x 2 right H 2 O ySO 2 Die balansering van elke reaksie word in die tabel hierbo gegee Die totale suurstof benodig per brandgas 1 845 word verkry deur die som van die produkte Met ander woorde T o t a a l x i O i displaystyle Totaal sum x i O i dd Waar x die molfraksie van die brandgas is en O die stoigiometriese hoeveelheid suurstof Die stoigiometriese hoeveelheid CO2 and H2O word soortgelyk verkry as 0 97 en 1 82 respektiewelik As die hoeveelheid stoigiometriese suurstof benodig vir 1 kmol brandgas 1 845 kmol is en die vogtige lug bevat 20 82 suurstof dan is die hoeveelheid stoigiometriese vogtige lug benodig 1 845 20 82 8 863 kmol Die stoigiometriese rookgas bestaan dus uit die volgende H2O 1 82 8 863 0 6342 1 876 kmol CO2 0 97 kmol Ar 8 863 0 5 0 044 kmol N2 8 863 78 05 6 928 kmol Totaal 9 818 kmol3 Hoeveelheid lug benodig sodat rookgas 3 mol O2 bevat Wysig O 2 i n t o t a l e r o o k g a s O 2 i n o o r m a a t l u g S t o i g i o m e t r i e s e r o o k g a s o o r m a a t l u g displaystyle O 2 in totale rookgas frac O 2 in oormaat lug Stoigiometriese rookgas oormaat lug dd Indien R G s displaystyle RG s rookgas wanneer stiochiometriese hoeveelheid lug gebruik word L o displaystyle L o oormaat lug x l u g displaystyle x lug suurstof in lug x R G displaystyle x RG suurstof in totale rookgasx R G x l u g L o R G s L o displaystyle x RG frac x lug times L o RG s L o dd x R G R G s L o x l u g L o displaystyle x RG left RG s L o right x lug times L o dd x R G R G s x R G L o x l u g L o displaystyle x RG cdot RG s x RG cdot L o x lug cdot L o dd x l u g L o x R G L o x R G R G s displaystyle x lug cdot L o x RG cdot L o x RG cdot RG s dd L o x R G R G s x l u g x R G displaystyle L o frac x RG cdot RG s x lug x RG dd o o r m a a t l u g 3 9 818 20 82 3 1 653 k m o l displaystyle oormaat lug frac 3 times 9 818 20 82 3 1 653 kmol dd t o t a l e l u g s t o i g i o m e t r i e s l u g o o r m a a t l u g 8 863 1 653 10 516 k m o l displaystyle totale lug stoigiometries lug oormaat lug 8 863 1 653 10 516 kmol dd Die volgende tabel gee die samestellings en eienskappe van die drie strome Komponent Brandgas mol Vogtige lug mol Rookgas mol H2O 0 0 63 16 45H2 10 0 0CO 7 0 0CO2 0 0 8 46CH4 74 0 0C2H6 8 0 0O2 0 20 82 3Ar 0 0 5 0 46N2 1 78 05 71 64Totaal 100 100 100MW kg kmol 16 72 28 84 27 9 Die Cp koeffisiente is verkry deur n geweegde gemiddelde van die samestelling van elke gasstroom 4 Adiabatiese vlamtemperatuur Wysig Om die adiabatiese vlamtemperatuur te bepaal moet n energiebalans gedoen word oor die brander Q b r a n d g a s Q l u g H i t t e v a n v e r b r a n d i n g Q r o o k g a s displaystyle Q brandgas Q lug Hitte van verbranding Q rookgas dd Waar Q displaystyle Q die energie van die stroom is in eenhede van byvoorbeeld MJ h Die entalpie kan bepaal word relatief tot 0 C met die volgende formule H i 4 1868 T 0 T C p i d T T 0 T K i a i T b i T 2 c i T 3 d i T 4 e i 1 T 2 d T displaystyle H i 4 1868 times int limits T 0 T C p i dT int limits T 0 T left K i a i T b i T 2 c i T3 d i T4 e i frac 1 T 2 right dT dd H i 4 1868 K i T T 0 1 2 a i T 2 T 0 2 1 3 b i T 3 T 0 3 1 4 c i T 4 T 0 4 1 5 d i T 5 T 0 5 e i 1 T 1 T 0 T 0 T displaystyle H i 4 1868 times left K i left T T 0 right frac 1 2 a i left T 2 T 0 2 right frac 1 3 b i left T 3 T 0 3 right frac 1 4 c i left T 4 T 0 4 right frac 1 5 d i left T 5 T 0 5 right e i left frac 1 T frac 1 T 0 right right T 0 T dd Q i m i H i displaystyle Q i m i times H i dd Waar T displaystyle T Adiabatiese vlamtemperatuur in Kelvin T 0 displaystyle T 0 Verwysingstemperatuur 273 15 Kelvin m i displaystyle m i Vloei van die stroom In hierdie geval kmol h Onthou dat die Cp koeffisiente in kal mol K gegee word daarom gaan die eenhede van die entalpie kal mol of kkal kmol wees Om dit om te skakel na kJ kmol moet met 4 1868 J kal gemaal word Om die hitte van verbranding te bepaal word die laer hittewaarde gebruik 752 4 MJ kmol of 33 57 MJ m3n Die adiabatiese vlamtemperatuur T moet nou geraai word totdat die energiebalans balanseer In hierdie geval balanseer die energiebalans indien T 1831 C en daarom is die adiabatiese vlamtemperatuur 1831 C Die volgende tabel wys die resultateː Komponent Brandgas mol Vogtige lug mol Rookgas mol Cp koeffisiente Ki 5 293 6 872 7 154 ai T 0 0119 0 0008 0 0010 bi T2 9 83E 07 8 50E 09 2 20E 07 ci T3 0 0 0 di T4 0 0 0 ei 1 T2 0 39074 22163Vloei kmol h 1 00 10 52 11 47Temperatuur C 40 25 1831T Kelvin 313 15 298 15 2104 59T0 Kelvin 273 15 273 15 273 15Entalpie Hi kJ kmol 1454 694 66358Energie Qi MJ h 1 45 7 30 761 19Hitte van verbranding MJ h 752 4 Die energiebalans is dus soos volgː 1 45 7 30 752 44 761 19 displaystyle 1 45 7 30 752 44 761 19 dd Kyk ook WysigWobbe indeks AdiabatiesVerwysings Wysig Volgens Perry s Chemical Engineers Handbook tabel 3 181 6de uitgawe Volgens Perry s Chemical Engineers Handbook tabel 3 207 6de uitgaweEksterne skakels Wysig Wikimedia Commons het meer media in die kategorie Verbranding Ontsluit van https af wikipedia org w index php title Verbranding amp ol,