Рассчитать объём воздуха, необходимый для сгорания

Задача Рассчитать объём воздуха, необходимый для сгорания 23 м³ смеси газов состава в % (об.): метан – 89 %; этан - 4,7 %; пропан – 3,7 %; оксид углерода (IV) - 2,4 %; азот - 0,2 %. Определить объём и процентный состав продуктов горения, если коэффициент избытка воздуха равен 1,5.

Дано: смесь газов следующего состава:

φСН₄ = 89 %; φС₂Н₆ = 4,7 %;  φС₃Н₈ = 3,7 %;  φСО₂ = 2,4 %; φN₂ = 0,2 %.

V_гсм = 23 м³,

a = 1,5.

Найти: V_в, V_пг, φ_пг ?

Решение

1. Составляем уравнения реакции горения горючих компонентов газовой смеси в воздухе и определяем стехиометрические коэффициенты β. Среди газов, входящих в состав смеси, гореть способны метан СН₄ (обозначим его цифрой 1), этан С₂Н₆ (2) и пропан С₃Н₈ (3). Азот до 2000 ⁰С в реакцию горения не вступает, углекислый газ также не горит.

СН₄  + 2(О₂ + 3,76 N₂) → СО₂ + 2Н₂О + 7.52 N₂           β₁ = 2

С₂Н₆ + 3,5(О₂+ 3,76 N₂)  _→ 2СО₂ + 3Н₂О + 3,16 N₂      β₂= 3,5

С₃Н₈ + 5(О₂ + 3,76 N₂) → 3СО₂ + 4Н₂О + 18.80 N₂       β₃= 5

....