zmiana objetosci podczas spalania
Czy moze sie ktos orientuje o ile wzrasta objetosc po spaleniu mieszanki gaz drzewny+powietrze?
Podzielę to zadanie na kilka części, nie mam czasu usiąść nad nim od razu, zatem będę je rozwiązywać po kawałku.
Na początku poczynimy założenie, że gaz generatorowy ma następujący skład objętościowy: 18% CO, 16% H2, 2% CH4, 12% CO2, 5% H2O, 47% N2.
Teoretyczne zapotrzebowanie na powietrze do spalenia tego gazu wynosi [1]:
Lt = 1/0,21 * (0,5 (CO + H2) + 2 CH4 - O2) = 1m^3 powietrza na 1m^3 gazu. CO, H2, CH4, O2 to objętościowe udziały tych gazów w gazie generatorowym.
Dalej zakładamy dla wygody, że spalamy 1m^3 mieszaniny, składający się z 0,5m^3 powietrza i 0,5m^3 gazu generatorowego, przy współczynniku nadmiaru powietrza = 1. W rzeczywistości spalanie zachodzić będzie przy nieco większym udziale powietrza. Dalej zakładamy, że spalanie odbywa się w izolowanym zbiorniku, przez jego ścianki nie ma przekazywania ciepła. Za to zbiornik może zmieniać swoją objętość tak, że w środku jest stałe ciśnienie.
Zakładamy również, że spalanie jest całkowite i zupełne.
Ciepło spalania mieszaniny wynosi [2]:
W = (12680 CO + 10800 H2 + 35900 CH4) / (1 + 2,38 CO + 2,38 H2 + 9,52 CH4) = 4728,4 / 2 = 2364,2 kJ/m^3 .
Tyle energii uzyskamy z całkowitego i zupełnego spalenia tej mieszaniny.
Korzystając z uproszczonego wzoru na obliczenie temperatury spalin [1]:
Tsp = (W / (1 + Lt) cp) + T0, gdzie cp to ciepło właściwe mieszaniny, zakładamy, że się ono nie zmienia w funkcji temperatury i wynosi tyle co dla powietrza (cp = 1,006 kJ/kg K [3]). Zakładamy też, że rozpoczynamy spalanie od temperatury T0 = 20C.
Trzeba zaznaczyć, że w tym wzorze W wyrażone jest w kJ/kg a nie kJ/m^3!
Do ustalenia pozostaje: gęstość powietrza, temperatura spalin i później objętość powstałej mieszaniny.
Źródła:
[1] A. Teodorczyk - "Termodynamika techniczna"
[2] "Wood Gas as Engine Fuel"
[3] "Właściwości fizyczne powietrza wilgotnego"
Na początku poczynimy założenie, że gaz generatorowy ma następujący skład objętościowy: 18% CO, 16% H2, 2% CH4, 12% CO2, 5% H2O, 47% N2.
Teoretyczne zapotrzebowanie na powietrze do spalenia tego gazu wynosi [1]:
Lt = 1/0,21 * (0,5 (CO + H2) + 2 CH4 - O2) = 1m^3 powietrza na 1m^3 gazu. CO, H2, CH4, O2 to objętościowe udziały tych gazów w gazie generatorowym.
Dalej zakładamy dla wygody, że spalamy 1m^3 mieszaniny, składający się z 0,5m^3 powietrza i 0,5m^3 gazu generatorowego, przy współczynniku nadmiaru powietrza = 1. W rzeczywistości spalanie zachodzić będzie przy nieco większym udziale powietrza. Dalej zakładamy, że spalanie odbywa się w izolowanym zbiorniku, przez jego ścianki nie ma przekazywania ciepła. Za to zbiornik może zmieniać swoją objętość tak, że w środku jest stałe ciśnienie.
Zakładamy również, że spalanie jest całkowite i zupełne.
Ciepło spalania mieszaniny wynosi [2]:
W = (12680 CO + 10800 H2 + 35900 CH4) / (1 + 2,38 CO + 2,38 H2 + 9,52 CH4) = 4728,4 / 2 = 2364,2 kJ/m^3 .
Tyle energii uzyskamy z całkowitego i zupełnego spalenia tej mieszaniny.
Korzystając z uproszczonego wzoru na obliczenie temperatury spalin [1]:
Tsp = (W / (1 + Lt) cp) + T0, gdzie cp to ciepło właściwe mieszaniny, zakładamy, że się ono nie zmienia w funkcji temperatury i wynosi tyle co dla powietrza (cp = 1,006 kJ/kg K [3]). Zakładamy też, że rozpoczynamy spalanie od temperatury T0 = 20C.
Trzeba zaznaczyć, że w tym wzorze W wyrażone jest w kJ/kg a nie kJ/m^3!
Do ustalenia pozostaje: gęstość powietrza, temperatura spalin i później objętość powstałej mieszaniny.
Źródła:
[1] A. Teodorczyk - "Termodynamika techniczna"
[2] "Wood Gas as Engine Fuel"
[3] "Właściwości fizyczne powietrza wilgotnego"
Takie sztuczki udają się tylko przy zgazowaniu węgla mieszaniną pary wodnej i tlenu. Nie słyszałem, by ktoś w ten sposób zgazował biomasę, co nie znaczy, że jest to niewykonalne.aczkolwiek z ekonomicznego pkt widzenia i mozliwosci jaka stwarza mozliwosc zasilania silnika i wytwornicy gazu woda, myslalem nad innym skladem gazu, tj 40% wodoru i praktycznie 0% azotu.
WYDAJE MI SIĘ, że tu
o tym Pisałeś
viewtopic.php?t=40
w oparciu nie o powietrze, a o parę wodną. W rezultacie otrzymujemy gaz drzewny o wartości opałowej 12 MJ/Nm^3 i składzie: 35-40% H2, 22-25% CO, 20-25 CO2, 10% CH4, 3-5% N2 (proszę zwrócić uwagę na bardzo małą zawartość azotu, a dużą zawartość wodoru!)
o tym Pisałeś
viewtopic.php?t=40
w oparciu nie o powietrze, a o parę wodną. W rezultacie otrzymujemy gaz drzewny o wartości opałowej 12 MJ/Nm^3 i składzie: 35-40% H2, 22-25% CO, 20-25 CO2, 10% CH4, 3-5% N2 (proszę zwrócić uwagę na bardzo małą zawartość azotu, a dużą zawartość wodoru!)
Kto jest online
Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika. i 34 gości