2 Методика 1, углеродный баланс

2.1 Эта методика включает шесть шагов для расчета концентрации выхлопного газа с учетом характеристик топлива (метод углеродного баланса).

2.2 Уравнения Методики 1, действительны только при отсутствии в топливе кислорода.

2.3 Первый шаг: Расчет стехиометрической потребности в воздухе.

2.3.1 Процесс полного сгорания:

С + O₂→СO₂ (1-1) Н₂+O→Н₂O (1-2) S + O₂→SO₂ (1-3)

STOIAR = (BET/12,011 + ALF/(41,00794) +GAM/32,060)31,9988/23,15 (1-4)

2.4 Второй шаг: Расчет коэффициента избытка воздуха, основанный на полном сгорании и кон­центрации СO₂.

EAFCDO = ((BET1022,262/(12,0111000)/(CO₂D /100) + STOIAR0,2315 /

l,42895 - BETl022,262/(12/011l000)-GAMl021,891/

(32,060 1000))/(STOIAR (0,7685 /1,2505 + 0,2315 /1,42895))

2.5 Третий шаг: Расчет отношения водорода к углероду

HTCRAT = ALFl2,011/(1,00794BET) (1-6)

2.6 Четвертый шаг: Расчет сухой концентрации углеводорода, основанный на процедуре ЕСЕ R49 с учетом характеристик топлива и отношения воздух-топливо.

2.6.1 Перевод из сухой во влажную концентрацию осуществляется так:

конц_влаж = конц_сух (1 - FFH (расход топлива/ расход сухого воздуха)) (1-7)

(1-8)

Общий объем влажного выхлопа = азот в воздухе для сгорания +

избыточный кислород + аргон в воздухе для сгорания + вода в воздухе для сгорания + вода в процессе сгорания + (1-9) СО ₂ в процессе сгорания + SO₂ в процессе сгорания

FFH = (10ALFMVH₂O/(2l,0079l000))GFUEL/0,7551 GAIRD

/1,2505 GAIRD /(GFUEL STOIAR)) STOIAR + 0,2315

/1,42895 ((GAIRD /(GFUEL STOIAR)) -1) STOIAR + 0,0129

/1,7840 ((GAIRD/(GFUEL STOIAR)) STOIAR + 0,0005

/1,9769 (GAIRD /(GFUEL STOIAR)) STOIAR + (ALF 10 MVCO₂

/(2 1,0079 1000)) + (BET 10 MVCO₂ /(12,001 1000)) + (GAM 10 MVSO₂

/(32,0601000))) GFUEL) (1-10)

где:

MVH₂O = 22,401 дм³/моль MVCO₂= 22,262 дм³/моль МVSO₂ = 21,891дм³/моль

2.6.2 Результаты уравнения ...

FFH = (0,111127 x ALF)/(0,0555583 x ALF - 0,000109 x BET - 0,000157 x

GAM x 0,773329 x (GAIRD/GFUEL) (1-11)

и

FFH = (0.111127ALF)/(0.0555583ALF -0.000109

BET -0.00157 GAM) (GFUEL/GAIRD) (1-12)

2.6.3 Коэффициент избытка воздуха определяется как:

l_v = расх. воздуха /(расх. топлива стехиометрич. потребн. в воздухе) (1-13)

EAFCDO = GAIRD /(GFUEL STOIAR) (1-14)

GAIRD = EAFCDO GFUEL STOIAR) (1-15)

CWET = CDRY (1 - FFH GFUEL/ GAIRD)

= CDRY (l - FFHGFUEL/(EAFCDOGFUELSTOIAR))

= CDRY 1 - FFH /(EAFCDO STOIAR))

CDRY = CWET (1 - FFH /(EAFCDO STOIAR))

= CWET EAFCDO STOIAR/(EAFCDO STOIAR - FFH) (1-17)

HCD = HCW EAFCDO STOIAR /(EAFCDO STOIAR - FFH) (1-18)

2.7 Пятый шаг: Расчет коэффициента избытка воздуха, основанный на процедуре описанной в статье 40 Кодекса Федеральных Руководств Соединенных Штатов (40 CER86.345-79).

XHCPN = (CO₂D(100) + (COD/10⁶) + (HCD/10⁶) (1-19)

l_v =EAFEXH = (1/EXHCPN - COD/(10⁶ 2EXHCPN) - HCD/(10⁶ EXHCPN) +

HTCRAT / 4 (1 - HCD/(10⁶ EXHCPN)) - 0,75 HTCRAT /

(3,5 /(COD /(10⁶ EXHCPN))((1 - 3,5) /(1 - HCD /

(10⁶ EXHCPN)))))/(4,7 (l + HTCRAT/4)) (1-20)

2.8 Шестой шаг: Расчет массы выхлопных газов

Массовый расход выхлопа = расх. топлива + расх. воздуха для сгорания

(с коэфф. избытка воздуха, определенным на четвертом шаге) (1-20)

расх. воздуха = l_v расх. топлива стехиометрич. потребн. в воздухе (1-22)

Массов. расход выхл. = расх. топл. (l +1 _v стехиом. потреб. в возд.) (1-23)

GEXHW = GFUEL (l + EAFEXH STOIAR) (1-24)