Решение задачи: Расчет теплоты сгорания топлива

Вариант 4 Для школьной тетради решение задачи по расчету характеристик топлива и процесса горения. Дано: Состав рабочей массы топлива в %: \( C^p = 67,9 \) \( O^p = 8,8 \) \( W^p = 8,0 \) \( H^p = 4,7 \) \( S^p = 0,6 \) \( A^p = 9,2 \) Коэффициент избытка воздуха \( \alpha = 1,4 \) 1. Расчет низшей теплоты сгорания рабочей массы топлива по формуле Менделеева: \[ Q_H^p = 339 \cdot C^p + 1030 \cdot H^p - 109 \cdot (O^p - S^p) - 25 \cdot W^p \] Подставим значения: \[ Q_H^p = 339 \cdot 67,9 + 1030 \cdot 4,7 - 109 \cdot (8,8 - 0,6) - 25 \cdot 8,0 \] \[ Q_H^p = 23018,1 + 4841 - 109 \cdot 8,2 - 200 \] \[ Q_H^p = 23018,1 + 4841 - 893,8 - 200 = 26765,3 \text{ кДж/кг} \] 2. Расчет теоретически необходимого количества воздуха для сгорания 1 кг топлива: \[ V^0 = 0,0889 \cdot C^p + 0,265 \cdot H^p + 0,0333 \cdot (S^p - O^p) \] Подставим значения: \[ V^0 = 0,0889 \cdot 67,9 + 0,265 \cdot 4,7 + 0,0333 \cdot (0,6 - 8,8) \] \[ V^0 = 6,036 + 1,2455 + 0,0333 \cdot (-8,2) \] \[ V^0 = 6,036 + 1,2455 - 0,273 = 7,0085 \text{ м}^3\text{/кг} \] 3. Расчет действительного объема воздуха при заданном коэффициенте избытка воздуха \( \alpha = 1,4 \): \[ V_{\alpha} = \alpha \cdot V^0 \] \[ V_{\alpha} = 1,4 \cdot 7,0085 = 9,8119 \text{ м}^3\text{/кг} \] 4. Определение теоретического объема продуктов сгорания: Объем углекислого газа: \[ V_{CO_2} = 0,01866 \cdot C^p = 0,01866 \cdot 67,9 = 1,267 \text{ м}^3\text{/кг} \] Объем азота: \[ V_{N_2}^0 = 0,79 \cdot V^0 + 0,008 \cdot N^p \] (Так как \( N^p \) не указано, принимаем его равным 0 или остатку до 100%, но обычно в школьных задачах им пренебрегают, если не задано). \[ V_{N_2}^0 = 0,79 \cdot 7,0085 = 5,537 \text{ м}^3\text{/кг} \] Ответ: Низшая теплота сгорания топлива составляет \( 26765,3 \text{ кДж/кг} \), теоретический объем воздуха \( 7,01 \text{ м}^3\text{/кг} \), действительный объем воздуха \( 9,81 \text{ м}^3\text{/кг} \).