راهحل مسئله تأمین هوا برای احتراق گاز آبی!
Thread Content
ترکیب گاز آبی عبارت است از: CO: ۲۸٪، H2: ۱۴٪، CH4: ۳٪، N2: ۴۸٪، CO2: ۶٪، O2: ۰ تا ۰.۵٪. فشار گاز آبی ۶۰ کیلوپاسکال است. گاز زغالسنگ برای سوختن در موتورهای احتراقی ارسال میشود تا گرمای لازم را برای سیستم فراهم کند؛ لطفاً مقدار هوای مورد نیاز برای ۱ متر مکعب از این گاز را محاسبه کنید
روش محاسبه من به شرح زیر است، لطفاً افراد باتجربه بررسی کنند که درست است یا خیر، متشکرم! ترکیب گاز آبی-گازی به شرح زیر است: CO: ۲۸٪، H2: ۱۴٪، CH4: ۳٪، N2: ۴۸٪، CO2: ۶٪، O2: ۰–۰.۵٪.
مقدار جرم مولی این گاز:
M = ۲۸×۲۸٪ + ۲×۱۴٪ + ۱۶×۳٪ + ۲۸×۴۸٪ + ۴۴×۶٪ + ۳۲×۰.۵٪
= ۷.۸۴ + ۰.۲۸ + ۰.۴۸ + ۱۳.۴۴ + ۲.۶۴ + ۰.۱۶
= ۲۴.۸۴
بنابراین، چگالی گاز مخلوط:
ρ = ۲۴.۸۴ / ۲۲.۴ = ۱.۱۰۹ کیلوگرم بر متر مکعب.
بر اساس واکنش:
CO + H2 + O2 → CO2 + H2O
۲۸ + ۲ : ۳۲
۱۱۰۹ : X
X = ۱۱۸۲.۹ گرم.
مقدار هوای مورد نیاز:
۱۱۸۲.۹ / ۲۱٪ = ۵۶۳۲.۹ گرم.
حجم هوای مورد نیاز:
۵۶۳۲.۹ / ۱.۲۹ = ۴۳۶۶.۶ لیتر؛
۴۳۶۶.۶ / ۱۰۰۰ = ۴.۳۷ متر مکعب
مقدار جرم مولی این گاز:
M = ۲۸×۲۸٪ + ۲×۱۴٪ + ۱۶×۳٪ + ۲۸×۴۸٪ + ۴۴×۶٪ + ۳۲×۰.۵٪
= ۷.۸۴ + ۰.۲۸ + ۰.۴۸ + ۱۳.۴۴ + ۲.۶۴ + ۰.۱۶
= ۲۴.۸۴
بنابراین، چگالی گاز مخلوط:
ρ = ۲۴.۸۴ / ۲۲.۴ = ۱.۱۰۹ کیلوگرم بر متر مکعب.
بر اساس واکنش:
CO + H2 + O2 → CO2 + H2O
۲۸ + ۲ : ۳۲
۱۱۰۹ : X
X = ۱۱۸۲.۹ گرم.
مقدار هوای مورد نیاز:
۱۱۸۲.۹ / ۲۱٪ = ۵۶۳۲.۹ گرم.
حجم هوای مورد نیاز:
۵۶۳۲.۹ / ۱.۲۹ = ۴۳۶۶.۶ لیتر؛
۴۳۶۶.۶ / ۱۰۰۰ = ۴.۳۷ متر مکعب
در محاسبات شما، جرم مورد نظر، جرم ۱ متر مکعب گاز است؛ نه جرم گازهای قابل اشتعال موجود در گاز، یعنی CO و H2. بر اساس جرمی که محاسبه کردهاید، درصدهای جرمی CO و H2 به ترتیب ۰.۳۱۵۶ و ۰.۰۱۱۳ خواهد بود. بنابراین، جرم CO و H2 به ترتیب ۰.۳۵ کیلوگرم و ۰.۰۱۳ کیلوگرم خواهد بود. در نتیجه، مقدار X برابر ۳۸۷.۲ گرم خواهد بود. پس: جرم هوای مورد نیاز = ۳۸۷.۲ / ۲۱٪ = ۱۸۴۳.۸ گرم؛ حجم هوای مورد نیاز = ۱۸۴۳.۸ / ۱.۲۹ = ۱۴۲۹.۳ لیتر؛ که برابر با ۱۴۲۹.۳ / ۱۰۰۰ = ۱.۴۳ متر مکعب است. یعنی برای ۱ متر مکعب از این گاز، به ۱.۴۳ متر مکعب هوا نیاز است؛ این مقدار یک مقدار تئوری است. در تولید واقعی، برای اطمینان از احتراق کامل گاز، لازم است مقدار هوای وارد شده را با استفاده از یک ضریب مناسب، افزایش داد. برای مثال، نسبت حجم هوای مورد نیاز برای احتراق گاز طبیعی ۱ به ۱۰ است؛ اما هنگام انتخاب پمپهای هوا، معمولاً از نسبت ۱ به ۱۲ برای تعیین حجم هوا استفاده میشود.
چرا فقط یک نفر پاسخ میدهد؟ حالا به نظر میرسد افراد اینجا خیلی آرامتر شدهاند؛ قبلاً حتی برای هر پستی چند نفر برای پاسخ دادن وجود داشتند. من سؤالم را بعداً از تولیدکنندگان موتورهای احتراقی پرسیدم؛ آنها گفتند که اگر بخواهیم مطمئن باشیم، میتوانیم عدد ۲ را انتخاب کنیم. در اینجا نیز آن را با همگی به اشتراک میگذارم! امیدوارم بتوانم به دیگران کمک کنم! متشکرم از پست شماره ۴، اما هنوز امیدوارم کسی مسئلهام را هم محاسبه کند تا ببینیم از نظر تئوری تفاوتی با پاسخ پست شماره ۴ وجود دارد یا نه!