Стехиометрические уравнения процессов горения твёрдого и жидкого топлива.

1. Общие характеристики процессов горения топлива.

Процесс горения топлива есть процесс соединения кислорода и отдельных горючих элементов топлива, входящих в его органическую массу. Окислителем топлива является О_{2 ,} входимый в состав воздуха окружающей среды. По объему в воздухе содержится 21% О_{2 ,} а по массе около 23%. Горение топлива представляет собой сложный теплообменный процесс, включающий испарение влаги из топлива.  Эти процессы можно подразделить на 7 пунктов: подогрев топлива;  -удаление влаги из топлива;  -образование летучих, т.е. горючих газообразных; веществ, возникающих при подогреве топлива; -горение летучих и их выгорание; -образование кокса; -сгорание кокса и выгорание его; -образование шлаков. Процессы 5,6 и 7 характерны для твердого топлива. Горение топлива не происходит пунктуально, как было ранее записано, но многие из процессов совмещаются. Например, процесс подогрева топлива сопровождается выделением влаги, процесс выделения влаги сопровождается образованием летучих и кокса. Однако наименование этих процессов говорит обо всех сложностях физических и химических превращений, связанных с процессом горения топлива.  Для упрощения теплотехнических процессов используют основные стехиометрические уравнения окисления составляющих элементов горючей массы топлива.  ^ 2. Стехиометрические уравнения и расчёт необходимого количества О₂ и воздуха для осуществления процесса горения топлива. Основные горючие элементы топлива: C, H, S. -С+О₂=СО₂ 32/12 -S+O₂ =SO₂ 32/32 -2H₂ +O₂ =2H₂ O 32/4 Для осуществления окисления элементов, входящих в состав топлива, необходимо, согласно стехиометрическим реакциям, на каждый килограмм топлива подводить следующие количества кислорода: ,  =1.428 кг/мС) Если данную реакцию рассчитаем, то в результате получим количество кислорода, которое необходимо для сгорания (окисления) топлива. Учитывая, что плотность кислорода при н.у. (760 мм. рт. ст. , 0³  где – объем кислорода, необходимый для сгорания 1 кг топлива. Поскольку в воздухе содержится 0.21 доля кислорода по объему и по массе 23%, то общий объем воздуха необходимый для сжигания топлива составит: С^p, S^p,H^p,O^p подставляются в это уравнение в % от общего состава рабочего топлива. Данное количество воздуха, необходимое для процесса горения, называется теоретическим, поскольку данное уравнение учитывает, что окислитель поступает к каждой молекуле окисляемого топлива. В действительности этот процесс осуществляется не таким образом. В процессе горения топливо поступает в камеру сгорания не в виде отдельных молекул, а в виде множества молекул, сочетающихся в капельке (частице) топлива. Поэтому необходимо вводить больше окислителя или воздуха, необходимого для осуществления процесса горения. Это количество воздуха - V_д  где  - коэффициент избытка воздуха, который характеризует действительный процесс сгорания топлива. ^

3. Процесс горения топлива и состав продуктов горения.

C +O₂ =CO₂ S +O₂ =SO₂ 2H₂ +O₂ =2H₂ O В результате сгорания углерода образуется СО₂ (диоксид) с массой 44, серы – SO₂ c массой 64, в результате сгорания H₂ образуется H₂O с массой 36. В результате на единицу массы С (Mr=12) образуется: 44/12 CO_{2 ;} 64/32 SO_{2 ;} 36/4 H₂O. =1:Общий объем дымовых газов, образующихся в процессе горения, может быть представлен в виде следующего уравнения с учетом коэффициента избытка воздуха ,  где  - объем СО, м/кг;  - объем SO, м/кг;  - объем диоксида азота;  - влага, входящая в состав дымовых газов;  - объем трехатомной связи. 1 происходит процесс неполного сгорания топлива. При этом в продуктах сгорания топлива появляются составляющие СО и SOПри коэффициенте избытка воздуха _x 1 в составляющих продуктов сгорания появляется избыток влаги, вносимой с воздухом, который определяется согласно следующему уравнению:=1 реакции окисления топлива осуществляются согласно ранее записанных уравнений, и состав продуктов сгорания определяется по выше приведенным уравнениям. При , т.е. продукты неполного окисления составляющих топлива. При ,  =1.при Также появляется добавочное количество азота и кислорода: V, которое возникает в результате избытка воздуха, появившегося в камерах сгорания и топочных устройствах.=1 плюс Полный состав продуктов сгорания есть величина объема продуктов сгорания, рассчитанных при ^