Как найти объем газов в воздухе

Как вычислить объем газа

Газ, как и вещества, находящиеся в других агрегатных состояниях, имеет ряд параметров, в число которых входит и объем. Объем газа находится на основании других его характеристик, которые приведены в условии задачи. Любой газ, независимо от вида и состава, имеет объем, который и требуется найти во многих задачах.

Инструкция

Газ, независимо от его состава, имеет три основных параметра: массу, объем и плотность. В большинстве задач оперируют так называемым идеальным газом, поэтому опираться в них необходимо лишь на приведенные в условии значения массы, давления, температуры. Например, в условии задачи может быть указан газ азот N2 с температурой в 60 градусов, давлением в 30 кПа и массой в 0,05 г. Зная эти три параметра и состав газа, по уравнению Менделеева-Клапейрона можно найти его объем. Для этого необходимо переделать данное уравнение следующим образом:

pV=mRT/M.

Осуществив дальнейшее преобразование формулы, найдите объем азота:

V =mRT/pM.

При этом молярную массу M можно найти по таблице Д.И. Менделеева. У азота она равна 12 г/моль. Тогда:

V=0,05*12*8,31*333/30*12≈4,61.

Если известны объем при нормальных условиях, а объем при других условиях является искомым, примените законы Бойля-Мариотта и Гей-Люссака:

pV/T=pнVн/Tн.

В таком случае преобразуйте формулу следующим образом:

pV*Tн=pнVн*T.

Отсюда объем V равен:

V=pнVн*T/p*Tн.

Индекс н означает величину того или иного параметра при нормальных условиях.

Если рассматривать объем газа с точки зрения термодинамики, можно заметить, что на газы могут действовать силы, за счет которых меняется объем. При этом давление газа постоянно, что характерно для изобарных процессов. В ходе таких процессов объем изменяется с одной величины на другую. Их можно обозначить как V1 и V2. В условиях ряда задач описывается некоторый газ, находящийся под поршнем в сосуде. При расширении этого газа поршень передвигается на некоторое расстояние dl, в результате чего осуществляется работа:

A=pdV=p(V2 -V1).

Эта формула связывает изменение объема газа и работу. Как известно, если дан конечный объем V2, то можно найти начальный объем V1:

V1=pV2-A/p.

Наконец, наиболее просто найти объем газа, исходя из двух других физических параметров – массы и плотности. Если в условиях задан газ с некоторой плотностью и массой, то его объем следует вычислять по формуле:

V=m/ρ.

У каждого газа имеется определенная плотность, как и у любого твердого или жидкого вещества. Поэтому, находя объем газа, в первую очередь необходимо учитывать именно этот параметр.

Войти на сайт

или

Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?

Рассчитать объем воздуха:

Рассчитать объем воздуха (газа) при нормальных условиях, если известна его масса, можно по формуле: V = m · Vm / M = ν · Vm. Рассчитать объем воздуха (газа), если известна его масса, температура и давление, можно по формуле: V = m · R · T / (p · M) = ν · R · T / p.

Расчет объема воздуха (газа)

Теория расчета объема газа

Пример: Рассчитайте объем для 1 кг воздуха

Рассчитать объем газа: азота, водорода, воздуха, гелия, озона, кислорода, углекислого газа, хлора

Рассчитать объем воздуха (газа) при нормальных условиях:

Рассчитать объем воздуха (газа):

Теория:

Рассчитать объем воздуха (газа) при нормальных условиях, если известна его масса, можно по формуле:

V = m · Vm / M = ν · Vm,

где

V – объем газа, л,

ν – количество вещества, моль,

Vm – молярный объем газа, л/моль, Vm = 22,4 л/моль,

ν = m / M,

m – масса газа, г,

М – молярная масса газа, г/моль,

M(воздух) = 28,966 г/моль,

Нормальные условия: 0 ^оС (или 273,15 К), 101,325 кПа или 1 атм.

Рассчитать объем воздуха (газа), если известна его масса, температура и давление, можно по формуле:

V = m · R · T / (p · M) = ν · R · T / p,

где

V – объем газа, л,

ν – количество вещества, моль,

ν = m / M,

m – масса газа, г,

М – молярная масса газа, г/моль,

M(воздух) = 28,966 г/моль,

R – универсальная газовая постоянная, R ≈ 8,314 Дж/(моль⋅К),

T – термодинамическая температура, К.

P – давление, кПа.

Пример: Рассчитайте объем для 1 кг воздуха:

Рассчитайте объем для 1 кг воздуха при нормальных условиях.

V = m · Vm / M = 1 000 грамм · 22,4 л/моль / 28,966 г/моль = 773,32 литра.

Рассчитайте объем для 1 кг воздуха при 30 градусах Цельсия (303,15 К), давлении 30 кПа.

V = m · R · T / p · M = 1 000 грамм · 8,314 Дж/(моль⋅К) · 303,15 К / (30 кПа · 28,966 г/моль) = 2 900,399 литров или 2,900399 м³.

Рассчитать объем газа: азота, водорода, воздуха, гелия, озона, кислорода, углекислого газа, хлора

Коэффициент востребованности
2 249

Объем воздуха,
объем и масса продуктов сгорания
определя­ются на 1 кг твердого, жидкого
или на 1 м³
сухого газообраз­ного топлива при
нормальных условиях.

Объем воздуха,
необходимый для сгорания топлива.
Теорети­ческий (при коэффициенте
избытка воздуха в топке α_т=1)
объем сухого воздуха (м³/кг),
необходимый для полного сгорания 1 кг
твердого или жидкого топлива, определяется
по формуле

V⁰=0,089C^p+0,226H^p+0,033(S-O^p). (1.27)

Теоретический
объем воздуха (м³/м³),
необходимый для пол­ного сгорания 1
м³
сухого газообразного топлива, определяется
по формуле

V⁰=0,0478[0,5(CO+H₂)+1,5H₂S+2CH₄+Σ(m+n/4)C_mH_n-O₂]. (1.28)

В формуле (1.27)
содержание элементов топлива выражается
в процентах на 1 кг массы топлива, а в
(1.28) содержание горю­чих газов СО, Н₂,
H₂S,
СН₄
и т. д. — в процентах по объему.

Для сгорания смеси
двух твердых, жидких или газообразных
топлив теоретический объем сухого
воздуха определяется по формуле

V=b₁V+(1-b₁)
V, (1.29)

где b₁
— массовая
доля одного из топлив в смеси.

Действительный
объем воздуха (м³/кг,
м³/м³),
поступивший в топку, определяется по
формуле

V_д=α_тV⁰,
(1.30)

где α_т—
коэффициент избытка воздуха в топке.

Состав и
объем
продуктов сгорания
топлива. При
полном сгорании топлива продукты
сгорания содержат газы: СО₂,
SO;
N₂,
О₂
и пары воды Н₂О,
т. е.

CO₂+SO₂+N₂+O₂+H₂O=100%.

Полный объем
продуктов сгорания V_г(м³/кг)
представляет собой сумму объемов сухих
газов V_cг
и водяных
паров V_HгO:

V_г=V_сг+V_HгO, (0.31)

при этом

V_сг=V_ROг+V_Nг+V_Oг

где V_ROг=V_COг+V_SOг
— объем
трехатомных газов, м³/кг;
V_Nг+V_Oг
— объем двухатомных газов, м³/кг.

Для твердых (кроме
сланцев) и жидких топлив теоретические
объемы (м³/кг)
продуктов полного сгорания при
α_т=1
определяются по формулам:

объем двухатомных
газов

; (1.32)

объем трехатомных
газов

V_ROг=0,0187(C^P+0,375S); (1.33)

объем сухих газов

V=V_ROг+=0,0187(C^P+0,375S) (1.34)

объем водяных
паров

V=0,0124(9H^p+W^p)+0,0161V⁰; (1.35)

полный объем
продуктов сгорания

V=V+V=0,0187(C^P+0,375S)+0,0124(9H^p+W^p)+0,0161V⁰.

(1.36)

Для сланцев объем
трехатомных газов определяется по
формуле

V=V+[0,509(СО₂)/100]
K=0,0187
(C^p+0,375S)+[0,509(CO₂)/l00]К, (1.37)

где K
— коэффициент разложения карбонатов:
при слоевом сжи­гании К=0,7,
при камерном
— 1,0.

Для газообразного
топлива теоретические объемы продуктов
сгорания (м³/м³)
при α_т=1
определяются по формулам:

объем двухатомных
газов

; (1.38)

объем трехатомных
газов

V=
0,01[CO₂+CO+H₂S+ΣmC_mH_n]; (1.39)

объем сухих газов

V=V+V; (1.40)

объем водяных
паров

V=0,01[H₂S+H₂+Σ(n/2)С_mН_n+0,124d_г]+0,0161V⁰, (1.41)

где d_г
— влагосодержание
газообразного топлива, отнесенное к 1
м³
сухого газа, г/м³;

полный объем
продуктов сгорания

V=V+V. (1.42)

Для твердых (кроме
сланцев), жидких и газообразных топлив
объемы продуктов полного сгорания
(м³/кг)
при α_т
>1 определя­ются по формулам:

объем сухих газов

V_сг=V+(α_т-1)V⁰=V+V+(α_т-1)V⁰; (1.43)

объем водяных
паров

V=V+0,0161(α_т-1)V⁰; (1.44)

полный объем
продуктов сгорания определяется по
формуле (1.31).

Для сланцев полный
объем продуктов сгорания (м³/кг)
при α_т
>1:

V_гк=V+V+V=V+V+0,0124(9H^p+W^p)+0,0161α_тV⁰. (1.45)

Содержание (%) СО₂,
SO₂
и RO₂
в сухих газах при полном сгорании топлива
определяется по формулам:

CO₂=(V/V_cг)100; (1.46)

SО₂=(
V/V_cг)100; (1.47)

RО₂=(V/V_cг)100. (1.48)

Максимальное
содержание (%) трехатомных газов ROв сухих газах при полном сгорании топлива

RO=21/(l+β), (1.49)

где β
— характеристика
топлива:

для твердого и
жидкого

β
=2,35(H^p-0,126O^p+0,04N^p)/(C^p+0,375S); (1.50)

для газообразного

(1.51)

Содержание (%) азота
N₂
и кислорода О₂
в сухих газах при
полном
сгорании топлива

N₂=100-RO₂-O₂; (1.52)

O₂=21-βRO₂-RO₂. (1.53)

Масса продуктов
сгорания:

для твердого (кроме
сланцев) и жидкого топлива (кг/кг)

М_г=1-0,01А^р+1,306α_тV⁰; (l.54)

для газообразного
топлива (кг/м³)

Мг=+0,001d_гт+1,306α_тV⁰, (1.55)

где
— плотность сухого газа, кг/м³;
d_гт
— содержание влаги в топливе, кг/м³;

для сланцев (кг/кг)

M_гк=1-0,01А+1,306α_тV⁰+0,01(СО₂)К, (1.56)

где А
— расчетное
содержание золы в топливе с учетом
неразложившихся карбонатов, %; К
— коэффициент
разложения кар­бонатов: при слоевом
сжигании К=0,7,
при камерном
— 1,0.

Расчетное содержание
(%) золы в топливе с учетом неразложившихся
карбонатов

А=А^р+(1-К)(СО₂). (1.57)

Для твердых топлив
концентрация золы в продуктах сгорания
определяется по формуле

μ_зл=А^ра_ун/(100М_г), (1.58)

где а_ун
— доля золы топлива, уносимой продуктами
сгорания.

Коэффициент
избытка воздуха в топке.
При полном сгорании топлива коэффициент
избытка воздуха в топке определяется
по формуле

, (1.59)

где О₂
и N₂
— содержание кислорода и азота в газах,
%.

Задача 1.27.
Определить
объем продуктов полного сгорания на
выходе из топки, а также теоретический
и действительный объемы воздуха,
необходимые для сгорания 1 м³
природного
газа Ставропольского месторождения
состава: СО₂=0,2%;
СН₄=98,2%;
С₂Н₆=0,4%;
С₃Н₈=0,1%;
С₄Н₁₀=0,1%;
N₂=l,0%.
Коэффициент избытка воздуха в топке
α_т=1,2.

Решение:
Теоретический объем воздуха, необходимый
для полного сгорания 1 м³
топлива, определяем по формуле (1.28)

V⁰=0,0478[0,5CO+0,5H₂+1,5H₂S+2CH₄+Σ(m+n/4)C_mH_n-O₂]=
=0,0478(2·98,2+3,5·0,4+5·0,1+6,5·0,1)=9,51
м³/м³.

Действительный
объем воздуха по формуле (1.30)

V_д=α_тV⁰=1,2·9,51=11,41м³/м³.

Объем сухих газов
при α_т=1,2,
по формуле (1.43),

V_сг=V+(α_т-1)V⁰=V+V+(α_т-1)V⁰=
=0,01(0,2+98,2+2·0,4+3·0,1+4·0,1)+0,79·9,51+1,0/100+(1,2-1)9,51=10,42
м³/м³.

Объем водяных
паров при α_т=1,2,
по формуле (1.44),

V=0,01(H₂S+H₂+2CH₄+3C₂H₆+4C₃H₈+5С₄Н₁₀+0,124d_г)+0,0161α_тV⁰=
=0,01(2·98,2+3·0,4+4·0,1+5·0,1)+0,0161·1,2·9,51=2,17
м³/м³.

Объем продуктов
полного сгорания, по формуле (1.31),

V_г=V_сг+V=10,42+2,17=12,59
м³/м³.

Задача 1.28.
Определить
на выходе из топки объем продуктов
полного сгорания
1 кг карагандинского
угля марки К ее става: С^р=54,7%;
Н^р=3,3%;
S=0,8%;
N^p=0,8%;
O^p=4,8%,
А^р=27,6%;
W^p=8,0%.
Коэффициент избытка воздуха в топке
α_т=1,3.

Решение:
Теоретический объем воздуха, необходимый
дл полного сгорания 1 кг топлива,
определяем по формуле (1.27):

V₀=0,089C^p+0,266Н^р+0,033(S–О^р)=0,089·54,7+0,266·3,3+0,033(0,8-4,8)=5,61
м³/кг.

Объем сухих газов
при α_т=1,3,
по формуле (1.43),

V_сг=V+V+(α_т-1)V⁰=0,0187(C^p+0,375S)+0,79V⁰+0,8N^p/100+(α_т-l)V⁰=
=0,0187(54,7+0,375·0,8)+0,79·5,61+0,8·0,8/100+(1,3-1)·5,61=7,15
м³/кг.

Объем водяных
паров при α_т=1,3,
по формуле (1.44),

V=V+0,0161(α_т-1)V⁰=0,0124(9H^p+W^р)+0,0161α_тV⁰=
=0,0124(9·3,3+8)+0,0161·1,3·5,61=0,58
м³/кг.

Объем продуктов
полного сгорания, по формуле (1.31),

V_г=V_cг+V=7,15+0,58=7,73
м³/кг.

Задача 1.29.
Определить
теоретический и действительный объемы
воздуха, необходимые для слоевого
сжигания 1000 кг донецкого угля марки Г
состава: С^р=55,2%;
Н^р=3,8%;
S=3,2%;
N^р=1,0%;
О^р=5,8%;
А^р=23,0%;
W^p=8,0%.
Коэффициент избыт­ка воздуха в топке
α_т=1,3.

Ответ: V₀
= 5830 м³;
V_д=7579
м³.

Задача 1.30.
Определить объем воздуха, необходимый
для сжигания 800 кг/ч ленгерского угля
марки БЗ состава: С^р=45,0%;
Н^р=2,6%;
S=l,7%;
N^p=0,4%;
О^р=9,9%;
A^р=11,4%;
W^p=29,0%,
и 500 кг/ч экибастузского угля марки СС
состава: С^р=43,4%;
Н^р=2,9%;
S=0,8%;
N^p=0,8%;
O^p=7,0%;
A^р=38,1%;
W^p=7,0%,
при коэффициентах избытка воздуха в
то­почной камере соответственно
α_т=1,4
и 1,3.

Ответ: V_д=7823
м³/ч.

Задача 1.31.
Определить теоретический и действительный
объемы воздуха, необходимые для сжигания
2000 м³/ч
природ­ного газа Ставропольского
месторождения состава: СО₂=0,5%;
СН₄=92,8%;
С₂Н₆=2,8%;
С₃Н₈=0,9%;
С₄Н₁₀=0,4%;
С₅Н₁₂=0,1%;
N₂=2,5%;
и 1000 м³/ч
природного газа Ленин­градского
месторождения состава: CO₂=0,1%;
СН₄=89,7%;
С₂Н₆=5,2%;
С₃Н₈=1,7%;
С₄Н₁₀=0,5%;
С₅Н₁₂=0,1%;
N₂=2,7%,
при коэффициентах избытка воздуха в
топочной камере соответ­ственно
α_т=1,15
и 1,1.

Ответ: V₀=29360
м³/ч;
V_д=33264
м³/ч.

Задача 1.32.
Определить теоретический и действительный
объемы воздуха, необходимые для слоевого
сжигания 2000 кг кузнецкого угля марки
Д, если известен состав его горючей
массы: C^г=78,5%;
Н^г=5,6%;
S=
0,4%; N^г=2,5%;
O^г=13,0%,
зольность сухой массы А^с=15,0%
и влажность
рабочая W^p=12,0%.
Коэффициент избытка воздуха в топочной
камере α_т=1,3.

Ответ:
V₀=
12 040 м³;
V_д
=15 652 м³.

Задача 1.33.
Определить теоретический объем воздуха,
необ­ходимый для слоевого сжигания
1500 кг ленинградских сланцев, если
известен состав их горючей массы:
С^г=74,0%;
Н^г=9,5%;
S=6,l%;
N^г=0,4%;
О^г=10,0%;
А^р=46,0%;
W^p=11,5%
и(СО₂)=16,4%.

Ответ: V₀=3765
м³.

Задача 1.34.
В топке котла
сжигается смесь, состоящая из 2·10³
кг кузнецкого угля марки Д состава:
C=58,7%;
Н=4,2%;
(S)₁=0,3%;
N=l,9%;
O=9,7%;
A=13;2%;
W=12,0%,
и 3·10³
кг кузнецкого угля марки Г состава:
С=66Д%;
Н=4,7%;
(S)₂=0,5%;
N=1,8%;
O=7,5%;
А=11,0%;
W=8,5%.
Определить
теоретический объем сухого воздуха,
необходимый для сгорания смеси.

Ответ: V=32700
м³.

Задача 1.35. В
топке котла сжигается воркутинский
уголь марки Ж состава: С^p=59,6%;
Н^р=3,8%;
S=0,8%;
N^p=l,3%;
О^р=5,4%;
A^р=23,6%;
W^p=5,5%.
Определить объем сухих газов при полном
сгорании топлива. Коэффициент избытка
воздуха в топке α_т=1,3.

Ответ: V_сг=7,84
м³/кг.

Задача 1.36.
Определить
объем водяных паров при полном сгорании
в слое 10 кг/ч фрезерного торфа состава:
С^р=24,7%
Н^р=2,б%;
S=0,l%;
N^p=l,l%;
О^р=15,2%;
А^р=6,3%;
W^р=50,0%
при коэффициентах избытка воздуха в
топке α_т=1,3
и 1,4.

Ответ: V=963
м³/ч;
V=965
м³/ч.

Задача 1.37.
В топке котла
сжигается 600 м³
природного газа Угерского месторождения
состава: СО₂=0,2%;
СН₄=98,5%;
С₂Н₆=0,2%;
С₃Н₈=0,1%;
N₂=l,0%.
Определить объем продуктов сгорания
при коэффициенте избытка воздуха в
топке α_т=1,3.

Ответ: V_г=7210
м³.

Задача 1.38.
Определить
объем сухих газов, получаемых при полном
сгорании в слое 800 кг кузнецкого угля
марки Д, если известен состав его горючей
массы: C^г=78,5%;
Н^г=5,6%;
S=0,4%;
N^г=2,5%;
О^г=13,0%;
зольность сухой массы А^г=15,0%
и влажность рабочая W^p=12,0%.
Коэффициент избытка воздуха в топке
α_т=1,3.

Ответ: V_cг=6141
м³.

Задача 1.39.
Определить
объем двух- и трехатомных газов и
содержание СО₂
и SO₂
в сухих газах, получаемых при полном
сгорании 1 кг донецкого угля марки Т
состава: С^р=62,7%;
Н^р=3,1%;
S=2,8%;
N^p=0,9%;
О^р=1,7%;
А^р=23,8%;
W^p=5,0%
если известно, что дымовые газы при
полном сгорании содержат RO=18,8%.

Решение:
Объем трехатомных газов определяем по
форму (1.33):

V=V+V=0,0187(С^p+0,375S)=0,0187(62,7+
0,375·2,8)=1,19 м³/кг.

Объем сухих газов
находим по формуле (1.48):

=
6,33 м³/кг.

Объем двухатомных
газов V=V_cг–V=
6,33-1,19=5,14
м³/кг.

Содержание СО2 в
сухих газах определяем по формуле
(1.46):

CO₂=(V/V_cг)100=(0,0187С^р/V_cг)100=(0,0187·62,7/6,33)100=18,5%.

Содержание SO₂
в сухих газах находим по формуле (1.47):

SO₂==(V/V_cг)100=(0,0187·0.375S/V_cг)100=(0,0187·0.375·2,8/6,33)100=0,31%.

Задача
1.40. Определить
объем трехатомных газов и содер­жание
в них СО₂
и SO₂,
получаемых при полном сгорании 1 кг
ткибульского угля марки Г состава:
С^р=45,4%;
Н^р=3,5%;
S=1,3%;
N^p=0,9%;
О^p=8,9%;
A^р=27,0%;
W^p=13,0%,
если из­вестно, что дымовые газы
содержат RO=18,7%.

Ответ:
V=0,86
м³/кг;
СО₂=18,5%;
SO₂=0,2%.

Задача 1.41.
Определить объем сухих дымовых газов,
получа­емых при сжигании 1000 кг
фрезерного торфа состава: С^р=24,7%;
Н^р=2,6%;
S=0,1%;
N^p=l,l%;
O^p=15,2%;
A^р=6,3%;
W^p=50,0%,
если известно, что дымовые газы при
полном сгорании топлива содержат
RO₂=15,0%.
Коэффициент избытка воздуха в топке
α_т=
1,3.

Ответ: V_cг=3066
м³.

Задача 1.42. В
топке котла сжигается 5·10³
кг/ч донецкого угля марки Г состава:
С^р=0,2%;
Н^р=3,8%;
S=3,2%;
N^p=l,0%;
О^р=5,8%;
А^р=23,0%;
W^p=8,0%.
Определить, на сколько был увеличен
объем подаваемого в топку воздуха, если
известно, что при полном сгорании топлива
содержание RO₂
в дымовых газах снизилось с 16 до 14%.

Ответ: V_в=5949
м³/ч.

Задача 1.43. В
топке котла сжигается 2·10³
кг/ч малосерни­стого мазута состава:
С^р=84,65%;
Н^р=11,7%;
S=0,3%;
О^р=0,3%;
А^р=0,05%;
W^p=3,0%.
Определить, на сколько был увеличен
объем подаваемого в топку воздуха, если
известно, что при полном сгорании топлива
содержание RO₂
в дымовых газах снизилось с 15 до 12%.

Ответ:
V_в=
6666 м³/ч.

Задача 1.44.
В топке котла
во время испытаний сожжено 3·10³
кг/ч кузнецкого угля марки Д состава:
С^p=58,7%;
Н^р=4,2%;
S=0,3%;
N^p=l,9%;
О^р=9,7%;
A^р=13,2%;
W^p=12,0%.
В течение первой половины испытаний в
продуктах полного сгорания топлива
получено RO₂=18%,
а в течение вто­рой половины испытаний
RO₂
уменьшилось до 15%. Определить, какой
объем воздуха добавлен в топку между
первой и второй половинами испытаний.

Ответ:
V_в=
4650 м³/ч.

Задача
1.45. Определить
объем продуктов сгорания, получаемых
при полном сгорании 1 кг ленинградских
сланцев состава С^р=20,6%;
Н^р=2;7%;
S=l,7%;
N^p=0,l%;
O^p=2,8%;
А^р=46,0%;
W^p=11,5%;
(СО₂)=16,4%.
Коэффициент избытка воздуха в топке
α_т=1,3.

Ответ: V_г
=2,96 м³/кг.

Задача
1.46. Определить
объем продуктов сгорания, получаемых
при полном сгорании 2·10³
кг/ч карагандинского угля марки К
состава: С^р=54,7%;
Н^р=3,3%;
S=0,8%;
N^p=0,8%;
О^р=4,8%;
А^р=27,6%;
W^p=8,0%,
если известно, что дымовые газы содержат
RO₂=18%.

Ответ: V_г=12560
м³/ч.

Задача 1.47.
Определить
максимальное содержание трехатомных
газов в продуктах полного сгорания 1 кг
донецкого угля марки А состава: С^р=63,8%;
Н^р=1,2%;
S=l,7%;
N^p=0,6%;
О^р=1,3%;
А^р=22,9%;
W^p=
8,5%.

Ответ: RO=20,2%.

Задача
1.48. В
топке котла сжигается смесь из 2·10³
кг, донецкого угля марки Д состава:
С=49,3%;
H=3,б%;
(S)₁=3,0%;
N=l,0%;
О=8,3%;
A=21,8%;
W=13,0%
и 3·10³
кг/ч донецкого угля марки Г состава:
С=55,2%;
Н=3,8%;
(S)₂=3,2%;
N=1,0%;
O=5,8%;
A=23%;
W=8%.
Определить
объем газов, получаемых при полно
сгорании смеси, если коэффициент избытка
воздуха в топке α_т=1,3.

Ответ: V_г=37
480 м³/ч.

Задача 1.49.
Определить
объем газов, получаемых при полном
сгорании 1000 м³/ч
природного газа Радченковского мест
рождения состава: СО₂=0,1%;
СН₄=85,8%;
С₂H₆=0,2%;
С₃Н₈=0,1%;
С₄Н₁₀=0,1%;
N₂=13,7%.
Коэффициент избытка воздуха в топочной
камере α_т=1,1.

Ответ: V_г=10
230 м³/ч.

Задача 1.50. В топке
котла сжигается 1 кг артемовско угля
марки БЗ состава: С^р=35,7%;
Н^р=2,9%;
S=0,3%;
N^р=0,7%;
О^р=12,1%;
А^р=24,3%;
W^p=24,0%.
Определить объем продуктов сгорания и
содержание в них кислорода О₂,
если RO₂=18%.

Ответ: V_г=4,16
м³/кг;
О₂=1,3%.

Задача
1.51. В
топке котла сжигается 1 кг анадырского
угля марки БЗ состава: С^р=50,1%;
Н^р=4,0%;
S=0,1
N^p=0,7%;
О^р=12,2%;
А^р=11,9%;
W^p=21,0%.
Определить коэффициент избытка воздуха
при полном сгорании топлива, если RO₂
= 16%.

Ответ: α_т=1,2.

Задача 1.52.
В топке котла сжигается донецкий уголь
марки Т состава: С^р=62,7%;
Н^р=3,1%;
S=2,8%;
N^p=0,9%;
O^p=
l,7%;
А^р=23,8%;
W^p=5,0%.
Определить
содержание азота N₂
в проду­ктах сгорания и коэффициент
избытка воздуха при полном сгора­нии
топлива, если RO₂=15,0%.

Ответ: V=5,09
м³/кг;
α_т=1,26.

Задача 1.53.
Определить объем сухих газов и коэффициент
избытка воздуха при полном сгорании
природного газа Сара­товского
месторождения состава: СО₂=1,2%;
СН₄=91,9%;
С₂Н₆=2,1%;
С₃Н₈=1,3%;
С₄Н₁₀=0,4%;
С₅Н₁₂=0,1%;
N₂=3,0%,
если известно, что продукты сгорания
содержат RO₂=16,0%
и О₂=4,0%.

Ответ: V_сг=6,44
м³/м³;
α_т=1,23.

Задача 1.54. В
топке котла сжигается 1 кг райчихинского
уг­ля марки Б1 состава: С^р=30,4%;
Н^р=1,7%;
S=0,3%;
N^p=0,5%;
О^р=12,2%;
A^р=7,9%;
W^p=47,0%.
Определить содержание кисло­рода О₂
в продуктах сгорания и коэффициент
избытка воздуха при полном сгорании
топлива, если RO₂=16,0%.

Ответ: О₂=4,8
%; α_т=1,3.

Задача 1.55.
Определить
массу продуктов сгорания и концен­трацию
золы в продуктах сгорания, получаемых
при полном сгорании 1 кг ленинградских
сланцев состава: С^р=20,6%;
H^p=2,7%;
S=1,7%;
N^p=0,l%;
О^р=2,8%;
A^р=46,0%;
W^p=11,5%;
(СО₂)=16,4%,
если, известно, что доля золы топ­лива,
уносимой продуктами сгорания, а_ун=0,95.
Коэффициент избытка воздуха в топке
α_т=1,3.

Решение:
Расчетное содержание золы в топливе с
учетом неразложившихся карбонатов
определяем по формуле (1.57):

А=А^р+(1-К)(СО₂)=46,0+(1-0,1)16,4=50,9%.

Теоретический
объем воздуха, необходимый для полного
сго­рания 1 кг топлива, находим по
формуле (1.27):

V⁰=0,089С^р+0,266Н^р+0,033(S-О^р)=0,089·20,6+0,266·2,7+0,033(1,7-2,8)=2,52
м³/кг.

Масса продуктов
сгорания, по формуле (1.56),

M_гк=1-0,01A+1,306α_тV⁰+0,01(СО₂)K=1-0,01·50,9+1,306·1,3·2,52+0,01·16,4·0,7=
=4,9
кг/кг.

Концентрация золы
в продуктах сгорания, по формуле (1.58),

μ_зл=А^ра_ун/(М_гк)=(46·0,95)/(4,9·100)=0,0892.

Задача 1.56.
Определить
массу продуктов сгорания и концентрацию
золы в продуктах сгорания, получаемых
при полном сгорании 1 кг карагандинского
угля марки К состава: С^р=54,7%;
Н^р=3,3%;
S=0,8%;
N^p=0,8%;
О^р=4,8%;
А^р=27,6%;
W^p=8,0%,
если известно, что доля золы топлива,
уносимой продуктами сгорания, а_ун=0,85.
Коэффициент избытка воздуха в топке
α_т=1,3.

Ответ: М_г=9,25
кг/кг; μ_зл=0,0253.

Задача 1.57.
Определить
массу продуктов сгорания, получаемых
при полном сгорании 1 м³
природного газа Ставропольского
месторождения состава: СО₂=0,2%;
СН₄=98,2%;
С₂Н₆=0,4%;
С₃Н₈=0,1%;
С₄Н₁₀=0,1%;
N₂=l,0%,
если известно, что плотность сухого
газа ρ=0,728
кг/м³.
Коэффициент избытка воздуха в топке
α_т=1,15.

Ответ: М_г=15
кг/м³.

В
воздухе содержатся различные газы: азот, кислород, углекислый газ, благородные
газы, водяные пары и другие.

Для
того, чтобы количественно выразить состав смеси газов, используют величину,
которую называют «объёмной долей газов в смеси».

Объёмная
доля газа – это отношение объёма данного газа к общему объёму
смеси.

Объёмная
доля обозначается буквой φ (фи). Объёмная доля газа показывает, какую
часть общего объёма смеси занимает данный газ.

Доказано,
в 100 л воздуха 78 л азота, 21 л кислорода, 0,03 л углекислого газа и 0,97 л
благородных газов. Если нужно найти объёмные доли этих газов в воздухе, то
следует объём каждого газа разделить на объём воздуха. Получается, что в
воздухе содержится 78 % азота, 21 % кислорода, 0,03 % углекислого газа и 0,97 %
благородных газов. Сумма всех объёмных долей газов в смеси равна 1, или 100 %.

В
воздухе, который мы выдыхаем, содержится только 16 % кислорода, а содержание
углекислого газа увеличивается до 4 %. Поэтому помещения,
в которых много людей, нужно постоянно проветривать.

В
задачах чаще необходимо искать объём газа по известной объёмной доле этого
газа. Например, найдём объём кислорода в 300 л воздуха. Зная, что объёмная доля
кислорода в воздухе равна 21 %, нужно 300 умножить на 0,21, и мы получим 63 л.
Таким образом, в 300 л воздуха содержится 63 л кислорода.

Учитывая
то, что объёмная доля аргона в воздухе равна 0,9 %, найдём объём воздуха,
который необходим для получения 7 л аргона. В условии задачи даны объём аргона
и его объёмная доля в водухе. Найти нужно объём
воздуха. Для этого 7 л разделим на 0,009.

Найдём
объёмную долю каждого газа, если смешали 4 л кислорода и 5 л углекислого газа.
Объём смеси равен сумме объёмов двух газов – кислорода и углекислого газа.

Чтобы
найти объёмную долю кислорода в смеси, нужно 4 л разделить на 9 л. Получаем
0,44, или 44 %. Для того, чтобы определить процентное содержание углекислого
газа в смеси, необходимо от 100 % вычесть 44 %. Получим 56 %.