شيمي احتراق ديگ بخار-قسمت اول

مقدمه شيمي احتراق

طراحي ديگ بخار مستلزم داشتن اطلاعات جامعي از سوخت و مواد حاصل از احتراق آن است. در اين فصل محاسبات احتراق كه در آن مقادير هواي لازم، گازهاي حاصل و تجزيه و غلظت اين گازها بررسي مي شود و نيز ارزش گرمايي سوختها مورد بحث قرار مي گيرد.

چون در محاسبات احتراق به تعيين غلظت گازها اشاره مي شود، ابتدا به تشريح آن مي پردازيم:

چگالي گازها

جرم مولي يك جسم عبارت از مجموع حاصلضرب جرم اتمي در تعداد اتمهاي هر يك از عناصر شيميايي فرمول آن جسم است. بنابراين در مونواكسيد كربن(co) كه يك اتم كربن و يك اتم اكسيژن وجود دارد، با توجه به اين كه جرمهاي اتمي آن به ترتيب ۱۲ و ۱۶ است، جرم مولي برابر با ۲۸=۱۶ × ۱ +  ۱۲× ۱ مي باشد.

در دي اكسيد كربن (Co2) كه يك اتم كربن و ۲ اتم اكسيژن دارد، جرم مولي برابر با ۴۴ = ۳۲ +۱۲ = ۱۶×۲+۱۲×۱ مي باشد. اين محاسبه را مي توان براي ساير مواد به كار برد. جرم مولي را مي توان در هر يك از واحدهاي جرم بيان كرد.

حجم مولي يك گاز حجمي است كه توسط جرم مولي آن در شرايط معين دما و فشار اشغال شده است. در واحدهاي SI ، جرم مولي تمام گازها حجمي معادل ۲۲٫۴m22) ، در (۲۷۳ k) 0ºv و فشار مطلق ۱٫۰۱۳bar ، غلظت (co2) ، يعني جرم بر حجم برابر است با: در دماي ۰ º c و ۱٫۰۱ bar abs است. براي مثال در مورد (co

۴۴/۲۲٫۴=۱٫۹۶۴۳ kg m-3

دما و فشار ۰ ºc و ۱٫۰۱  bar را به نام استانداردهاي دما و فشار مي نامند.

اصطلاح ديگري نيز به نام دما و فشار نرمال به كار مي رود كه شرايط عادي اتمسفر را نشان مي دهد گرچه تعاريف قابل قبول جهاني براي اين دو واحد وجود ندارد. بنابراين در واحد چگالي گازها، براي جلوگيري از ابهام، به شرايط دما و فشار بايد اشاره كرد.

در مواردي كه فشار و دماي گاز از ۱٫۰۱۳ bar و ۰ºc تجاوز مي كند، چگالي گاز در شرايط جديد با استفاده از قانون گازها به اين صورت محاسبه مي شود:

PV=WRT

كه در آن :

فشار مطلق P

حجم V

جرم گازي كه حجم v را اشغال كرده W

دما بر حسب k T

عدد ثابت جهاني براي گاز R

(همه بر حسب واحد يكسان)

W/V=P/RT = چگالي

P1/(RT1) = چگالي

P2/(RT2)= 2چگالي

بنابراين نتيجه مي شود:

(۲چگالي T2 / P2 = (1 چگالي T1 / R=P1

كه نتيجه مي شود

۳-۳ T1/T2×(P2/P1) × ۱ چگالي = ۲ چگالي

به طور مثال در مورد گاز (co2)، غلظت در tºc و p بار برابر است با:

×(۲۷۳/(۲۷۳+t×(p/1.013)kg m-3

۱٫۹۶۴۳

چگالي مخلوط گازها

چگالي مخلوط گازها را مي توان به سادگي ابتدا با تعيين جرم مولي مخلوط و سپس به كمك اصولي كه گفته شد، محاسبه نمود.

به طور مثال چگالي گاز طبيعي طبق آناليز داده شده در جدول ۳-۱ محاسبه مي شود.

جرم مولي مخلوط، با ضرب كردن نسبت حجمي هر يك از اجزا در جرم مولي و جمع نتايج به دست مي آيد.

جدول ۳-۱ تعيين آناليز جرمي گاز طبيعي به كمك آناليز حجمي آن

نسبت جرمي

 

درصد جرمي

 

نسبت جرمي

D=B×C

جرم مولكولي

C

نسبت حجم

 

درصد حجم

A

فرمول تركيب
۰٫۸۹۲۲

۰٫۰۵۱۳

۰٫۰۱۰۴

۰٫۰۰۷

۰٫۰۰۴۲

۰٫۰۰۴۰

 

۰٫۰۰۷۸

۰٫۰۲۳۱

۸۹٫۲۲۴

۵٫۱۳۴

۱٫۰۳۶

۰٫۶۸۵

۰٫۴۲۵

۰٫۴۰۱

 

۰٫۷۷۹

۲٫۳۱۳

۱۵٫۱۲۰

۰٫۸۷۰

۰٫۱۷۶

۰٫۱۱۶

۰٫۰۷۲

۰٫۰۶۸

 

۰٫۱۳۲

۰٫۳۹۲

۱۶

۳۰

۴۴

۵۸

۷۲

۳۴

 

۴۴

۲۸

۰٫۹۴۵

۰٫۰۲۹

۰٫۰۰۴

۰٫۰۰۲

۰٫۰۰۱

۰٫۰۰۲

 

۰٫۰۰۳

۰٫۰۱۴

۹۴٫۵

۲٫۹

۰٫۴

۰٫۲

۰٫۱

۰٫۲

 

۰٫۳

۱٫۴

CH4

C2H6

C3H8

C4H10

C5H12

H2S

 

CO2

N2

متان

اتان

پروپان

بوتان

پنتان

سولفور

هيدروژن

كربن

اكسيدازت

۱٫۰۰۰

۱۰۰٫۰

۱۶٫۹۴۶

  ۱٫۰۰۰ ۱۰۰٫۰   كل

جرم مولي مخلوط = ۱۶٫۹۴۶

در جدول ۱-۳ خلاصه اين محاسبات درج شده است . حاصلضرب ستون b در ستون c مساوي با ستون D است. جمع ارقام ستون D برابر با حجم مولي مخلوط گازها يعني ۱۶٫۹۴۶ مي باشد. چگالي مخلوط گاز طبيعي در ۰ºC و فشار ۱٫۰۱۳ BAR برابر با ۱۶٫۹۴۶/۲۲٫۴=۰٫۷۵۶۵  kg-3 ­ مي باشد.

راه ديگر محاسبه به اين صورت است كه چنانچه مقادير غلظت هر يك از اجزا گاز معلوم باشد، نسبت حجمي (ستون B) هر يك از اجزا را در غلظت آن جزء ضرب كرده و نتايج را جمع مي نماييم تا غلظت گاز مخلوط به دست آيد. بايد دقت كرد كه مقادير چگالي همه در يك شرايط مساوي فشار و دما باشند. تبديل نتيجه به شرايط مطلوب، طبق معادله ۳-۳ محاسبه مي شود.

! کپی ممنوع * استفاده از مطالب اين سايت فقط با ذكر نام منبع بلامانع مي باشد * کپی ممنوع !

انواع ديگ هاي(بويلرهاي) بخار مشهد بويلر انواع ديگهاي(بويلرهاي)روغن داغ مشهد بويلر انواع ديگ هاي(بويلرهاي) آبگرم(آبداغ)-ديگ فولادي مشهد بويلر بخارشوي-كارواش-تجهيزات موتورخانه-روغن حرارتي-هيتر هواي گرم فيلترشني-مبدل حرارتي-سختي گير-موگير و صافي-منبع كوئل دار مقاللات تخصصي بويلر(ديگ بخار)-نرم افزارهاي تخصصي-استانداردهاي فني