забираю! ири атмосферном давлении 100 ма газовой смл насыщенной водяным иаром. Далее различными реакиша-мн потощают последовательно отдельные ,компоне1[ты: СО2, О2 и т. д., причем смесь остается насыщенной водяным паром, п изменяются объемы остаюшртхся смесей при том же атмосферном дав,!е![ии. В результате получается так называемый объемный состав сухой газовой смеси, выраженный в процентах.

Следует отметить, что хотя смесь и насыщена водяным паром, тем не менее при анализе получается состав с\хого газа , так как при поглощении реактивами иекондеиснрую-щихся газов одновремещю происходит п конденсация водяного пара в объеме, заггимавщемся поглощенным газом. Состав всей смеси, включая водяной пар, называется составом влажного газа . Однако этот состав не может быть получен обычным анализом, так как разде.тение смеси на отдельные комлопеиты, имеющие одно и то же начальное общее давление, физическн невозможно вследствие конденсации воды. В дальнейшем термином объем 1Ый состав будет обозначаться состав газа, полученный при анализе в приборе типа Орса.

Соотношения масс

Каждый атом определенного элемента в любом химическом соединении имеет одну и ту же массу. Поэтому молшо по уравнению химической реакции найти массы реагентов и продуктов реакции .

Т а б .т 11 ц а 1-1

Атомные и молекулярные веса веществ, обычно образующихся при сгорании топлива в газовых турбинах, приведены в табл. Ы. Десятичными знаками обычно пренебрегают.

Автор всюду использует физическую ипстему единпп И-марс-ипя. В дульнеЛшем всюду г обозначает г)амм массы. (Ред.)

При иифании СН, веса (массы) [learearob получаются сл1Д>чощим образом:

С, Н, + (.V +1 О, = ,v Щ +1J, НА

лсюда соотношения масс:

(12х + у) + (32х + 8у) = (44х) + (9у].

Таким образом, количество кислорода, необходимое для hdhhortj сгорания 1 г СН , равно;

32х + 8> 12Х + У

Для чистого углерода и чистого водорода получается соответственно 2,67 и 8 г; для углеводорадов, вх-одящих в состав о6ьпп!ых топлив, эта ве-личина равна около 3,48 а.

Состав воздуха и про;1уктов сгорания

В качестве окислителя, содержащего кислород, необхода-ыый для процесса горен1ря, в газовых турбинах, а также о6ы1рно и IB других случаях используется воздух. Поэтому в смеси имеются и другие газы, которые не принимают участия в реакции. Состав воздуха и некоторые его свойства приведены в табл. 1-2. Обычно с достаточной точностью можно принимать, что воздух состоит из азота и кислорода, причем содержание последнего по объему и по всх:у соответ-егветню 21 и 23,2%.

Таблица i-2

Состав сухого В1)зду:;а п объему. Уо.......

Cociao сухого воздух iio весу, уо.......

Средни молекулярный вес......28,97

:1чвля постоянная..........0,0(>ё>5 гшм/г-град

Рассмотрим методику применения уравнении матерпаль-а баланса к реакции горения для решения двух основных задач:

а) расчет состава продуктов сгоран]1Я, образуютдихся ттри сгорании топлива заданного состава при заданном составе смеси (отиошетпн весовых количеств воздуха и топлива);

б) расчет состава смеси и элементарного состава топлива но известному составу продуктов сгорания.

Огратичимоя случаем процессе сгорания при наличии избыточного воздуха, а также предположим, что сгорание про-1ИСХОДИТ до конечных прод}-ктов реакции СОа и Н2О. Если количество воздуха недостаточно для полного сгорания топлива, что редко бывает при работе газовых турбин, то поставленные задачи уже не .могут быть решены при помощи одного лишь уравнения материального баланса; этот слзчай будет рэсл;мотрев в конце главы.

В качестве примера рассмотрим сгорание углеводорода С .Н,. С небольшими изменениями, указанными ниже, ме-годтпса расчета может быть использована и в тех случаях, когда в топливе содержится кислород и другие элементы.

а) Нз уравнения х1и\шческой реакшш следуе!, что для сгорания I г CjH необходимо j,rqry -2 образуется

Количество водяного пара, образующегося при реакции, не может быть определено прибором Орса и поэтому не учитывается. Обозначим состав смеси через Z; очевидно, в Z г воздуха содержится 0,2322 г О2 и 0,7682 г №. Поэтому в продуто ах сгорания 1 г C,Hj содержится:

12х + у

г CO.,

0,232Z-i,o 0,768Z г N,.

Для того чтобы найти объемный состав сухих придук-гов сгорания, разделим найденные величины на молекулярные веса соответствующих газов. Тогда объемы компонентов будут находиться в пропорции

Уз/р-СО,: 0,00725Z - -j-, О,: 0,027432