Твердые, жидкие и газообразные топлива

Зольность рабочей массы топлива:

$${\mathrm{A}}^{\mathrm{р}}={\mathrm{A}}^{\mathrm{с}}\frac{100-{\mathrm{W}}^{\mathrm{р}}}{100}=36\times \frac{100-18}{100}=\mathrm{29,5}\mathrm{ }\mathrm{\%}$$

Состав рабочей массы топлива:

$${\mathrm{C}}^{\mathrm{р}}={\mathrm{C}}^{\mathrm{г}}\frac{100-\left({\mathrm{A}}^{\mathrm{р}}+{\mathrm{W}}^{\mathrm{р}}\right)}{100}=\mathrm{71,1}\times \frac{100-\left(\mathrm{29,5}+18\right)}{100}=\mathrm{37,3}\mathrm{ }\mathrm{\%}$$

$${\mathrm{H}}^{\mathrm{р}}={\mathrm{H}}^{\mathrm{г}}\frac{100-\left({\mathrm{A}}^{\mathrm{р}}+{\mathrm{W}}^{\mathrm{р}}\right)}{100}=\mathrm{5,6}\times \frac{100-\left(\mathrm{29,5}+18\right)}{100}=\mathrm{2,8}\mathrm{ }\mathrm{\%}$$

$${\mathrm{S}}_{\mathrm{л}}^{\mathrm{р}}={\mathrm{S}}_{\mathrm{л}}^{\mathrm{г}}\frac{100-\left({\mathrm{A}}^{\mathrm{р}}+{\mathrm{W}}^{\mathrm{р}}\right)}{100}=\mathrm{1,9}\times \frac{100-\left(\mathrm{29,5}+18\right)}{100}=\mathrm{1,0}\mathrm{ }\mathrm{\%}$$

$${\mathrm{N}}^{\mathrm{р}}={\mathrm{N}}^{\mathrm{г}}\frac{100-\left({\mathrm{A}}^{\mathrm{р}}+{\mathrm{W}}^{\mathrm{р}}\right)}{100}=\mathrm{1,7}\times \frac{100-\left(\mathrm{29,5}+18\right)}{100}=\mathrm{1,0}\mathrm{ }\mathrm{\%}$$

$${\mathrm{O}}^{\mathrm{р}}={\mathrm{O}}^{\mathrm{г}}\frac{100-\left({\mathrm{A}}^{\mathrm{р}}+{\mathrm{W}}^{\mathrm{р}}\right)}{100}=20\times \frac{100-\left(\mathrm{29,5}+18\right)}{100}=\mathrm{10,5}\mathrm{ }\mathrm{\%}$$

Ответ: C^р = 37,3 %; H^р = 2,8 %; S^р_л = 1,0 %; N^р = 1,0 %; O^р = 10,5 %.

Истинная зольность рабочей массы топлива:

$${\mathrm{A}}_{\mathrm{и}}^{\mathrm{р}}={\mathrm{A}}^{\mathrm{р}}-\mathrm{2,5}\left[\left({\mathrm{S}}_{\mathrm{а}}^{\mathrm{с}}-{\mathrm{S}}_{\mathrm{с}}^{\mathrm{с}}\right)+\mathrm{0,375}{\mathrm{S}}_{\mathrm{к}}^{\mathrm{с}}\right]\frac{100-{\mathrm{W}}^{\mathrm{р}}}{100}=$$

$$={\mathrm{A}}^{\mathrm{р}}-2\frac{100-{\mathrm{W}}^{\mathrm{р}}}{100}=\mathrm{46,0}-2\times \frac{100-\mathrm{11,5}}{100}=\mathrm{44,2}\mathrm{ }\mathrm{\%}$$

Коэффициент пересчета состава топлива с горючей массы на рабочую:

$$\mathrm{K}=\frac{100-{\mathrm{A}}_{\mathrm{и}}^{\mathrm{р}}-{\mathrm{W}}^{\mathrm{р}}-{\left(\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2\right)}_{\mathrm{к}}^{\mathrm{р}}}{100}=\frac{100-\mathrm{44,2}-\mathrm{11,5}-\mathrm{16,4}}{100}=\mathrm{0,279}$$

Состав рабочей массы:

$${\mathrm{C}}^{\mathrm{р}}=\mathrm{K}{\mathrm{C}}^{\mathrm{г}}=\mathrm{0,279}\times \mathrm{74,0}=\mathrm{20,6}\mathrm{ }\mathrm{\%}$$

$${\mathrm{H}}^{\mathrm{р}}=\mathrm{K}{\mathrm{H}}^{\mathrm{г}}=\mathrm{0,279}\times \mathrm{9,5}=\mathrm{2,7}\mathrm{ }\mathrm{\%}$$

$${\mathrm{S}}_{\mathrm{л}}^{\mathrm{р}}=\mathrm{K}{\mathrm{S}}_{\mathrm{л}}^{\mathrm{г}}=\mathrm{0,279}\times \mathrm{6,1}=\mathrm{1,7}\mathrm{ }\mathrm{\%}$$

$${\mathrm{N}}^{\mathrm{р}}=\mathrm{K}{\mathrm{N}}^{\mathrm{г}}=\mathrm{0,279}\times \mathrm{0,4}=\mathrm{0,1}\mathrm{ }\mathrm{\%}$$

$${\mathrm{O}}^{\mathrm{р}}=\mathrm{K}{\mathrm{O}}^{\mathrm{г}}=\mathrm{0,279}\times 10=\mathrm{2,8}\mathrm{ }\mathrm{\%}$$

Ответ: C^р = 20,6 %; H^р = 2,7 %; S^р_л = 1,7 %; N^р = 0,1 %; O^р = 2,8 %.

Зольность рабочей массы:

$${\mathrm{A}}^{\mathrm{р}}={\mathrm{A}}^{\mathrm{с}}\frac{100-{\mathrm{W}}^{\mathrm{р}}}{100}=15\times \frac{100-12}{100}=\mathrm{13,2}\mathrm{ }\mathrm{\%}$$

Состав рабочей массы топлива:

$${\mathrm{C}}^{\mathrm{р}}={\mathrm{C}}^{\mathrm{г}}\frac{100-\left({\mathrm{A}}^{\mathrm{р}}+{\mathrm{W}}^{\mathrm{р}}\right)}{100}=\mathrm{78,5}\times \frac{100-\left(\mathrm{13,2}+\mathrm{12,0}\right)}{100}=\mathrm{58,7}\mathrm{ }\mathrm{\%}$$

$${\mathrm{H}}^{\mathrm{р}}={\mathrm{H}}^{\mathrm{г}}\frac{100-\left({\mathrm{A}}^{\mathrm{р}}+{\mathrm{W}}^{\mathrm{р}}\right)}{100}=\mathrm{4,3}\times \frac{100-\left(\mathrm{13,2}+\mathrm{12,0}\right)}{100}=\mathrm{4,2}\mathrm{ }\mathrm{\%}$$

$${\mathrm{S}}_{\mathrm{л}}^{\mathrm{р}}={\mathrm{S}}_{\mathrm{л}}^{\mathrm{г}}\frac{100-\left({\mathrm{A}}^{\mathrm{р}}+{\mathrm{W}}^{\mathrm{р}}\right)}{100}=\mathrm{0,6}\times \frac{100-\left(\mathrm{13,2}+\mathrm{12,0}\right)}{100}=\mathrm{0,3}\mathrm{ }\mathrm{\%}$$

$${\mathrm{N}}^{\mathrm{р}}={\mathrm{N}}^{\mathrm{г}}\frac{100-\left({\mathrm{A}}^{\mathrm{р}}+{\mathrm{W}}^{\mathrm{р}}\right)}{100}=\mathrm{1,1}\times \frac{100-\left(\mathrm{13,2}+\mathrm{12,0}\right)}{100}=\mathrm{1,9}\mathrm{ }\mathrm{\%}$$

$${\mathrm{O}}^{\mathrm{р}}={\mathrm{O}}^{\mathrm{г}}\frac{100-\left({\mathrm{A}}^{\mathrm{р}}+{\mathrm{W}}^{\mathrm{р}}\right)}{100}=23\times \frac{100-\left(\mathrm{13,2}+\mathrm{12,0}\right)}{100}=\mathrm{9,7}\mathrm{ }\mathrm{\%}$$

Низшая теплота сгорания рабочей массы топлива:

$${\mathrm{Q}}_{\mathrm{н}}^{\mathrm{р}}=338{\mathrm{C}}^{\mathrm{р}}+1025{\mathrm{H}}^{\mathrm{р}}-\mathrm{108,5}\left({\mathrm{O}}^{\mathrm{р}}-{\mathrm{S}}_{\mathrm{л}}^{\mathrm{р}}\right)-25{\mathrm{W}}^{\mathrm{р}}=$$

$$=338\times \mathrm{58,7}+1025\times \mathrm{4,2}-\mathrm{108,5}\times \left(\mathrm{9,7}-\mathrm{0,3}\right)-25\times 12=22825\frac{\mathrm{к}\mathrm{Д}\mathrm{ж}}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

Высшая теплота сгорания рабочей массы топлива:

$${\mathrm{Q}}_{\mathrm{в}}^{\mathrm{р}}={\mathrm{Q}}_{\mathrm{н}}^{\mathrm{р}}+225{\mathrm{H}}^{\mathrm{р}}+25{\mathrm{W}}^{\mathrm{р}}=22825+225\times \mathrm{4,2}+25\times 12=24070\frac{\mathrm{к}\mathrm{Д}\mathrm{ж}}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

Ответ: Q^р_н = 22825 кДж/кг, Q^р_в = 24070 кДж/кг.

Горючая доля водорода:

$${\mathrm{H}}^{\mathrm{г}}={\mathrm{H}}^{\mathrm{р}}\frac{100}{100-\left({\mathrm{A}}^{\mathrm{р}}+{\mathrm{W}}^{\mathrm{р}}\right)}=\mathrm{10,4}\times \frac{100}{100-\left(\mathrm{0,1}+3\right)}=\mathrm{10,7}\mathrm{ }\mathrm{\%}$$

Низшая теплота сгорания горючей массы топлива:

$${\mathrm{Q}}_{\mathrm{н}}^{\mathrm{г}}=\frac{{\mathrm{Q}}_{\mathrm{н}}^{\mathrm{р}}+25{\mathrm{W}}^{\mathrm{р}}}{100-\left({\mathrm{A}}^{\mathrm{р}}+{\mathrm{W}}^{\mathrm{р}}\right)}100=\frac{38772+25\times \mathrm{3,0}}{100-\left(\mathrm{0,1}+\mathrm{3,0}\right)}\times 100=40090\frac{\mathrm{к}\mathrm{Д}\mathrm{ж}}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

Высшая теплота сгорания горючей массы:

$${\mathrm{Q}}_{\mathrm{в}}^{\mathrm{г}}={\mathrm{Q}}_{\mathrm{н}}^{\mathrm{г}}+225{\mathrm{H}}^{\mathrm{г}}=40090+225\times \mathrm{10,7}=42497\frac{\mathrm{к}\mathrm{Д}\mathrm{ж}}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

Ответ: Q^г_н = 40090 кДж/кг, Q^г_в = 42497 кДж/кг.

Теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания топлива:

$${\mathrm{V}}^{\mathrm{о}}=\mathrm{0,0478}\left[2{\mathrm{C}\mathrm{H}}_4+\sum \left(\mathrm{m}+\frac{\mathrm{n}}{4}\right)\mathrm{ }{\mathrm{C}}_{\mathrm{m}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{n}}-{\mathrm{O}}_2\right]=$$

$$=\mathrm{0,0478}\times \left(2\times \mathrm{98,2}+\mathrm{3,5}\times \mathrm{0,4}+5\times \mathrm{0,1}+\mathrm{6,5}\times \mathrm{0,1}\right)=\mathrm{9,51}\frac{{\mathrm{м}}^3}{{\mathrm{м}}^3}$$

Действительный объем воздуха:

$${\mathrm{V}}_{\mathrm{д}}={\mathrm{\alpha }}_{\mathrm{т}}{\mathrm{V}}^{\mathrm{о}}=\mathrm{1,2}\times \mathrm{9,51}=\mathrm{11,44}\mathrm{ }{\mathrm{м}}^3$$

Теоретический объем:

- двухатомных газов:

$${\mathrm{V}}_{{\mathrm{N}}_2}^{\mathrm{о}}=\mathrm{0,79}{\mathrm{V}}^{\mathrm{о}}+\frac{{\mathrm{N}}_2}{100}=\mathrm{0,79}\times \mathrm{9,51}+\frac{1}{100}=\mathrm{7,52}\frac{{\mathrm{м}}^3}{{\mathrm{м}}^3}$$

- трехатомных газов:

$${\mathrm{V}}_{\mathrm{R}{\mathrm{O}}_2}=\mathrm{0,01}\left(\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2+\mathrm{C}{\mathrm{H}}_4+2{\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_6+3{\mathrm{C}}_3{\mathrm{H}}_8+4{\mathrm{C}}_4{\mathrm{H}}_{10}\right)=$$

$$=\mathrm{0,01}\times \left(\mathrm{0,2}+\mathrm{98,2}+2\times \mathrm{0,4}+3\times \mathrm{0,1}+4\times \mathrm{0,1}\right)=\mathrm{1,0}\frac{{\mathrm{м}}^3}{{\mathrm{м}}^3}$$

- водяных паров:

$${\mathrm{V}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}^{\mathrm{о}}=\mathrm{0,01}\left[\left(\frac{4}{2}\right)\mathrm{C}{\mathrm{H}}_4+\left(\frac{6}{2}\right){\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_6+\left(\frac{8}{2}\right){\mathrm{C}}_3{\mathrm{H}}_8+\left(\frac{10}{2}\right){\mathrm{C}}_4{\mathrm{H}}_{10}\right]+\mathrm{0,0161}{\mathrm{V}}^{\mathrm{о}}=$$

$$=\mathrm{0,01}\times \left(2\times \mathrm{98,2}+3\times \mathrm{0,4}+4\times \mathrm{0,1}+5\times \mathrm{0,1}\right)+\mathrm{0,0161}\times \mathrm{9,51}=\mathrm{2,14}\frac{{\mathrm{м}}^3}{{\mathrm{м}}^3}$$

Теоретический объем сухих газов:

$${\mathrm{V}}_{\mathrm{с}.\mathrm{г}}^{\mathrm{о}}={\mathrm{V}}_{\mathrm{R}{\mathrm{O}}_2}+{\mathrm{V}}_{{\mathrm{N}}_2}^{\mathrm{о}}=\mathrm{1,0}+\mathrm{7,52}=\mathrm{8,52}\frac{{\mathrm{м}}^3}{{\mathrm{м}}^3}$$

Действительный объем сухих газов:

$${\mathrm{V}}_{\mathrm{с}.\mathrm{г}}={\mathrm{V}}_{\mathrm{с}.\mathrm{г}}^{\mathrm{о}}+\left({\mathrm{\alpha }}_{\mathrm{т}}-1\right){\mathrm{V}}^{\mathrm{о}}=\mathrm{8,52}+\left(\mathrm{1,2}-1\right)\times \mathrm{9,51}=\mathrm{10,42}\frac{{\mathrm{м}}^3}{{\mathrm{м}}^3}$$

Действительный объем водяных паров:

$${\mathrm{V}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}={\mathrm{V}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}^{\mathrm{о}}+\mathrm{0,0161}\left({\mathrm{\alpha }}_{\mathrm{т}}-1\right){\mathrm{V}}^{\mathrm{о}}=\mathrm{2,14}+\mathrm{0,0161}\times \left(\mathrm{1,2}-1\right)\times \mathrm{9,51}=\mathrm{2,17}\frac{{\mathrm{м}}^3}{{\mathrm{м}}^3}$$

Полный объем продуктов сгорания:

$${\mathrm{V}}_{\mathrm{г}}={\mathrm{V}}_{\mathrm{с}.\mathrm{г}}+{\mathrm{V}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}=\mathrm{10,42}+\mathrm{2,17}=\mathrm{12,59}\mathrm{ }{\mathrm{м}}^3$$

Ответ: V_г = 12,59 м³; V^o = 9,51 м³/м³; V_д = 11,44 м³/м³.

Теоретический объем воздуха:

$${\mathrm{V}}^{\mathrm{о}}=\mathrm{0,089}{\mathrm{C}}^{\mathrm{р}}+\mathrm{0,226}{\mathrm{H}}^{\mathrm{р}}+\mathrm{0,033}\left({\mathrm{S}}_{\mathrm{л}}^{\mathrm{р}}-{\mathrm{O}}^{\mathrm{р}}\right)=$$

$$=\mathrm{0,089}\times \mathrm{54,7}+\mathrm{0,226}\times \mathrm{3,3}+\mathrm{0,033}\times \left(\mathrm{0,8}-\mathrm{4,8}\right)=\mathrm{5,61}\frac{{\mathrm{м}}^3}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

Теоретический объем сухих газов:

$${\mathrm{V}}_{\mathrm{с}.\mathrm{г}}^{\mathrm{о}}=\mathrm{0,0187}\left({\mathrm{C}}^{\mathrm{р}}+\mathrm{0,375}{\mathrm{S}}_{\mathrm{л}}^{\mathrm{р}}\right)+\mathrm{0,79}{\mathrm{V}}^{\mathrm{о}}+\frac{\mathrm{0,8}{\mathrm{N}}^{\mathrm{р}}}{100}=$$

$$=\mathrm{0,0187}\times \left(\mathrm{54,7}+\mathrm{0,375}\times \mathrm{0,8}\right)+\mathrm{0,79}\times \mathrm{5,61}+\frac{\mathrm{0,8}\times \mathrm{0,8}}{100}=\mathrm{5,47}\frac{{\mathrm{м}}^3}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

Действительный объем сухих газов:

$${\mathrm{V}}_{\mathrm{с}.\mathrm{г}}={\mathrm{V}}_{\mathrm{с}.\mathrm{г}}^{\mathrm{о}}+\left({\mathrm{\alpha }}_{\mathrm{т}}-1\right){\mathrm{V}}^{\mathrm{о}}=\mathrm{5,47}+\left(\mathrm{1,3}-1\right)\times \mathrm{5,61}=\mathrm{7,15}\frac{{\mathrm{м}}^3}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

Теоретический объем водяных паров:

$${\mathrm{V}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}^{\mathrm{о}}=\mathrm{0,0124}\left(9{\mathrm{H}}^{\mathrm{р}}+{\mathrm{W}}^{\mathrm{р}}\right)+\mathrm{0,0161}{\mathrm{V}}^{\mathrm{о}}=\mathrm{0,0124}\times \left(9\times \mathrm{3,3}+8\right)+\mathrm{0,0161}\times \mathrm{5,61}=\mathrm{0,56}\frac{{\mathrm{м}}^3}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

Действительный объем водяных паров:

$${\mathrm{V}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}={\mathrm{V}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}^{\mathrm{о}}+\mathrm{0,0161}\left({\mathrm{\alpha }}_1-1\right){\mathrm{V}}^{\mathrm{о}}=\mathrm{0,56}+\mathrm{0,0161}\times \left(\mathrm{1,3}-1\right)\times \mathrm{5,61}=\mathrm{0,59}\frac{{\mathrm{м}}^3}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

Объем продуктов полного сгорания:

$${\mathrm{V}}_{\mathrm{г}}={\mathrm{V}}_{\mathrm{с}.\mathrm{г}}+{\mathrm{V}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}=\mathrm{7,15}+\mathrm{0,59}=\mathrm{7,74}\frac{{\mathrm{м}}^3}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

Ответ: V_г = 12,59 м³/кг.

Теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания топлива:

$${\mathrm{V}}_1^{\mathrm{о}}=\mathrm{0,089}{\mathrm{C}}_1^{\mathrm{р}}+\mathrm{0,226}{\mathrm{H}}_1^{\mathrm{р}}+\mathrm{0,033}\left({\left({\mathrm{S}}_{\mathrm{л}}^{\mathrm{р}}\right)}_1-{\mathrm{O}}^{\mathrm{р}}\right)=$$

$$=\mathrm{0,089}\times \mathrm{49,3}+\mathrm{0,226}\times \mathrm{3,6}+\mathrm{0,033}\times \left(3-\mathrm{8,3}\right)=\mathrm{5,03}\frac{{\mathrm{м}}^3}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

$${\mathrm{V}}_2^{\mathrm{о}}=\mathrm{0,089}{\mathrm{C}}_2^{\mathrm{р}}+\mathrm{0,226}{\mathrm{H}}_2^{\mathrm{р}}+\mathrm{0,033}\left({\left({\mathrm{S}}_{\mathrm{л}}^{\mathrm{р}}\right)}_2-{\mathrm{O}}^{\mathrm{р}}\right)=$$

$$=\mathrm{0,089}\times \mathrm{55,2}+\mathrm{0,226}\times \mathrm{3,8}+\mathrm{0,033}\times \left(\mathrm{3,2}-\mathrm{5,8}\right)=\mathrm{5,69}\frac{{\mathrm{м}}^3}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

Теоретический объем двухатомных газов:

$${\mathrm{V}}_{{\mathrm{N}}_2\left(1\right)}^{\mathrm{о}}=\mathrm{0,79}{\mathrm{V}}_1^{\mathrm{о}}+\frac{\mathrm{0,8}{\mathrm{N}}_1^{\mathrm{р}}}{100}=\mathrm{0,79}\times \mathrm{5,03}+\frac{\mathrm{0,8}\times 1}{100}=\mathrm{3,98}\frac{{\mathrm{м}}^3}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

$${\mathrm{V}}_{{\mathrm{N}}_2\left(2\right)}^{\mathrm{о}}=\mathrm{0,79}{\mathrm{V}}_2^{\mathrm{о}}+\frac{\mathrm{0,8}{\mathrm{N}}_2^{\mathrm{р}}}{100}=\mathrm{0,79}\times \mathrm{5,69}+\frac{\mathrm{0,8}\times 1}{100}=\mathrm{4,50}\frac{{\mathrm{м}}^3}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

Теоретический объем трехатомных газов:

$${\mathrm{V}}_{\mathrm{R}{\mathrm{O}}_2\left(1\right)}=\mathrm{0,0187}\left({\mathrm{C}}_1^{\mathrm{р}}+\mathrm{0,375}{\left({\mathrm{S}}_{\mathrm{л}}^{\mathrm{р}}\right)}_1\right)=\mathrm{0,0187}\times \left(\mathrm{49,3}+\mathrm{0,375}\times 3\right)=\mathrm{0,94}\frac{{\mathrm{м}}^3}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

$${\mathrm{V}}_{\mathrm{R}{\mathrm{O}}_2\left(2\right)}=\mathrm{0,0187}\left({\mathrm{C}}_2^{\mathrm{р}}+\mathrm{0,375}{\left({\mathrm{S}}_{\mathrm{л}}^{\mathrm{р}}\right)}_2\right)=\mathrm{0,0187}\times \left(\mathrm{55,2}+\mathrm{0,375}\times \mathrm{3,2}\right)=\mathrm{1,05}\frac{{\mathrm{м}}^3}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

Теоретический объем водяных паров:

$${\mathrm{V}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\left(1\right)}^{\mathrm{о}}=\mathrm{0,0124}\left(9{\mathrm{H}}_1^{\mathrm{р}}+{\mathrm{W}}_1^{\mathrm{р}}\right)+\mathrm{0,0161}{\mathrm{V}}_1^{\mathrm{о}}=\mathrm{0,0124}\times \left(9\times \mathrm{3,6}+13\right)+\mathrm{0,0161}\times \mathrm{5,03}=\mathrm{0,64}\frac{{\mathrm{м}}^3}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

$${\mathrm{V}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\left(2\right)}^{\mathrm{о}}=\mathrm{0,0124}\left(9{\mathrm{H}}_2^{\mathrm{р}}+{\mathrm{W}}_2^{\mathrm{р}}\right)+\mathrm{0,0161}{\mathrm{V}}_2^{\mathrm{о}}=\mathrm{0,0124}\times \left(9\times \mathrm{3,3}+8\right)+\mathrm{0,0161}\times \mathrm{5,69}=\mathrm{0,56}\frac{{\mathrm{м}}^3}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

Объем продуктов сгорания:

$${\mathrm{V}}_{\mathrm{г}1}=2000{\mathrm{\alpha }}_{\mathrm{т}}\left({\mathrm{V}}_{{\mathrm{N}}_2\left(1\right)}^{\mathrm{о}}+{\mathrm{V}}_{\mathrm{R}{\mathrm{O}}_2\left(1\right)}+{\mathrm{V}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\left(1\right)}^{\mathrm{о}}\right)=2000\times \mathrm{1,3}\times \left(\mathrm{3,98}+\mathrm{0,94}+\mathrm{0,64}\right)=14456\frac{{\mathrm{м}}^3}{\mathrm{ч}}$$

$${\mathrm{V}}_{\mathrm{г}2}=2000{\mathrm{\alpha }}_{\mathrm{т}}\left({\mathrm{V}}_{{\mathrm{N}}_2\left(2\right)}^{\mathrm{о}}+{\mathrm{V}}_{\mathrm{R}{\mathrm{O}}_2\left(2\right)}+{\mathrm{V}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\left(2\right)}^{\mathrm{о}}\right)=3000\times \mathrm{1,3}\times \left(\mathrm{4,50}+\mathrm{1,05}+\mathrm{0,56}\right)=23829\frac{{\mathrm{м}}^3}{\mathrm{ч}}$$

$${\mathrm{V}}_{\mathrm{с}\mathrm{м}}={\mathrm{V}}_{\mathrm{г}1}+{\mathrm{V}}_{\mathrm{г}2}=14456+23829=38285\frac{{\mathrm{м}}^3}{\mathrm{ч}}$$

Ответ: V_см = 38285 м³/ч.

Теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания топлива:

$${\mathrm{V}}^{\mathrm{о}}=\mathrm{0,089}{\mathrm{C}}^{\mathrm{р}}+\mathrm{0,226}{\mathrm{H}}^{\mathrm{р}}+\mathrm{0,033}\left({\mathrm{S}}_{\mathrm{л}}^{\mathrm{р}}-{\mathrm{O}}^{\mathrm{р}}\right)=$$

$$=\mathrm{0,089}\times \mathrm{54,7}+\mathrm{0,226}\times \mathrm{3,3}+\mathrm{0,033}\times \left(\mathrm{0,8}-\mathrm{4,8}\right)=\mathrm{5,61}\frac{{\mathrm{м}}^3}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

Теоретический объем трехатомных газов:

$${\mathrm{V}}_{\mathrm{R}{\mathrm{O}}_2}=\mathrm{0,0187}\left({\mathrm{C}}^{\mathrm{р}}+\mathrm{0,375}{\mathrm{S}}_{\mathrm{л}}^{\mathrm{р}}\right)=\mathrm{0,0187}\times \left(\mathrm{54,7}+\mathrm{0,375}\times \mathrm{0,8}\right)=\mathrm{1,03}\frac{{\mathrm{м}}^3}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

Теоретический объем двухатомных газов (азота):

$${\mathrm{V}}_{{\mathrm{N}}_2}^{\mathrm{о}}=\mathrm{0,79}{\mathrm{V}}^{\mathrm{о}}+\frac{\mathrm{0,8}{\mathrm{N}}^{\mathrm{р}}}{100}=\mathrm{0,79}\times \mathrm{5,61}+\frac{\mathrm{0,8}\times \mathrm{0,8}}{100}=\mathrm{4,43}\frac{{\mathrm{м}}^3}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

Теоретический объем водяных паров:

$${\mathrm{V}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}^{\mathrm{о}}=\mathrm{0,0124}\left(9{\mathrm{H}}^{\mathrm{р}}+{\mathrm{W}}^{\mathrm{р}}\right)+\mathrm{0,0161}{\mathrm{V}}^{\mathrm{о}}=$$

$$=\mathrm{0,0124}\times \left(9\times \mathrm{3,3}+\mathrm{8,0}\right)+\mathrm{0,0161}\times \mathrm{5,61}=\mathrm{0,56}\frac{{\mathrm{м}}^3}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

Энтальпия CO₂, N₂ и H₂O, при температуре ϑ_г = 1000 ℃ определяем по справочной таблице:

$${\left(\mathrm{c}\mathrm{\vartheta }\right)}_{\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2}=2202\frac{\mathrm{к}\mathrm{Д}\mathrm{ж}}{{\mathrm{м}}^3}$$

$${\left(\mathrm{c}\mathrm{\vartheta }\right)}_{{\mathrm{N}}_2}=1394\frac{\mathrm{к}\mathrm{Д}\mathrm{ж}}{{\mathrm{м}}^3}$$

$${\left(\mathrm{c}\mathrm{\vartheta }\right)}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}=1725\frac{\mathrm{к}\mathrm{Д}\mathrm{ж}}{{\mathrm{м}}^3}$$

Энтальпия продуктов сгорания при температуре газов ϑ_г = 1000 ℃:

$$I_{г}^{о}=V_{R{O}_2}{\left(c\vartheta \right)}_{C{O}_2}+V_{N_2}^{о}{\left(c\vartheta \right)}_{N_2}+V_{H_{2}O}^{о}{\left(c\vartheta \right)}_{H_{2}O}=$$

$$=\mathrm{1,03}\times 2202+\mathrm{4,43}\times 1394+\mathrm{0,56}\times 1725=9409\frac{\mathrm{к}\mathrm{Д}\mathrm{ж}}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

Энтальпию золы 1 кг угля при ϑ_г = 1000 ℃ ((cϑ)_з – взято по справочной таблице):

$$I_{з}=\frac{A^{р}{a}_{ун}}{100}{\left(\mathrm{c}\mathrm{\vartheta }\right)}_{\mathrm{з}}=\frac{\mathrm{27,6}\times \mathrm{0,85}}{100}\times 984=231\frac{кДж}{кг}$$

Энтальпия воздуха при α_т = 1,3 и ϑ_г = 1000 ℃ ((cϑ)_в – взято по справочной таблице):

$$I_{в}^{о}=V^{о}{\left(\mathrm{c}\mathrm{\vartheta }\right)}_{\mathrm{в}}=\mathrm{5,61}\times 1436=8056\frac{кДж}{кг}$$

Энтальпия продуктов полного сгорания при ϑ_г = 1000 ℃ ((cϑ)_в – взято по справочной таблице):

$$I_{г}=I_{г}^{о}+\left({\mathrm{\alpha }}_{\mathrm{т}}-1\right)I_{в}^{о}+I_{з}=$$

$$=9409+\left(\mathrm{1,3}-1\right)\times 8056+231=12057\frac{кДж}{кг}$$

Ответ: I_г = 12057 кДж/кг.

Теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания топлива:

$${\mathrm{V}}^{\mathrm{о}}=\mathrm{0,089}{\mathrm{C}}^{\mathrm{р}}+\mathrm{0,226}{\mathrm{H}}^{\mathrm{р}}+\mathrm{0,033}\left({\mathrm{S}}_{\mathrm{л}}^{\mathrm{р}}-{\mathrm{O}}^{\mathrm{р}}\right)=$$

$$=\mathrm{0,089}\times \mathrm{54,7}+\mathrm{0,226}\times \mathrm{3,3}+\mathrm{0,033}\times \left(\mathrm{0,8}-\mathrm{4,8}\right)=\mathrm{5,61}\frac{{\mathrm{м}}^3}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

Теоретический объем трехатомных газов:

$${\mathrm{V}}_{\mathrm{R}{\mathrm{O}}_2}=\mathrm{0,0187}\left({\mathrm{C}}^{\mathrm{р}}+\mathrm{0,375}{\mathrm{S}}_{\mathrm{л}}^{\mathrm{р}}\right)=\mathrm{0,0187}\times \left(\mathrm{54,7}+\mathrm{0,375}\times \mathrm{0,8}\right)=\mathrm{1,03}\frac{{\mathrm{м}}^3}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

Теоретический объем двухатомных газов (азота):

$${\mathrm{V}}_{{\mathrm{N}}_2}^{\mathrm{о}}=\mathrm{0,79}{\mathrm{V}}^{\mathrm{о}}+\frac{\mathrm{0,8}{\mathrm{N}}^{\mathrm{р}}}{100}=\mathrm{0,79}\times \mathrm{5,61}+\frac{\mathrm{0,8}\times \mathrm{0,8}}{100}=\mathrm{4,43}\frac{{\mathrm{м}}^3}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

Теоретический объем водяных паров:

$${\mathrm{V}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}^{\mathrm{о}}=\mathrm{0,0124}\left(9{\mathrm{H}}^{\mathrm{р}}+{\mathrm{W}}^{\mathrm{р}}\right)+\mathrm{0,0161}{\mathrm{V}}^{\mathrm{о}}=$$

$$=\mathrm{0,0124}\times \left(9\times \mathrm{3,3}+\mathrm{8,0}\right)+\mathrm{0,0161}\times \mathrm{5,61}=\mathrm{0,56}\frac{{\mathrm{м}}^3}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

Энтальпия CO₂, N₂, H₂O и воздуха определяем по справочной таблице:

- при температуре ϑ_г = 600 ℃:

$${\left(\mathrm{c}\mathrm{\vartheta }\right)}_{\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2}=1222\frac{\mathrm{к}\mathrm{Д}\mathrm{ж}}{{\mathrm{м}}^3}$$

$${\left(\mathrm{c}\mathrm{\vartheta }\right)}_{{\mathrm{N}}_2}=804\frac{\mathrm{к}\mathrm{Д}\mathrm{ж}}{{\mathrm{м}}^3}$$

$${\left(\mathrm{c}\mathrm{\vartheta }\right)}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}=967\frac{\mathrm{к}\mathrm{Д}\mathrm{ж}}{{\mathrm{м}}^3}$$

$${\left(\mathrm{c}\mathrm{\vartheta }\right)}_{\mathrm{в}}=830\frac{\mathrm{к}\mathrm{Д}\mathrm{ж}}{{\mathrm{м}}^3}$$

- при температуре ϑ_г = 1000 ℃ :

$${\left(\mathrm{c}\mathrm{\vartheta }\right)}_{\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2}=2202\frac{\mathrm{к}\mathrm{Д}\mathrm{ж}}{{\mathrm{м}}^3}$$

$${\left(\mathrm{c}\mathrm{\vartheta }\right)}_{{\mathrm{N}}_2}=1394\frac{\mathrm{к}\mathrm{Д}\mathrm{ж}}{{\mathrm{м}}^3}$$

$${\left(\mathrm{c}\mathrm{\vartheta }\right)}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}=1725\frac{\mathrm{к}\mathrm{Д}\mathrm{ж}}{{\mathrm{м}}^3}$$

$${\left(\mathrm{c}\mathrm{\vartheta }\right)}_{\mathrm{в}}=1436\frac{\mathrm{к}\mathrm{Д}\mathrm{ж}}{{\mathrm{м}}^3}$$

- при температуре ϑ_г = 2000 ℃ :

$${\left(\mathrm{c}\mathrm{\vartheta }\right)}_{\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2}=4843\frac{\mathrm{к}\mathrm{Д}\mathrm{ж}}{{\mathrm{м}}^3}$$

$${\left(\mathrm{c}\mathrm{\vartheta }\right)}_{{\mathrm{N}}_2}=2964\frac{\mathrm{к}\mathrm{Д}\mathrm{ж}}{{\mathrm{м}}^3}$$

$${\left(\mathrm{c}\mathrm{\vartheta }\right)}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}=3926\frac{\mathrm{к}\mathrm{Д}\mathrm{ж}}{{\mathrm{м}}^3}$$

$${\left(\mathrm{c}\mathrm{\vartheta }\right)}_{\mathrm{в}}=3064\frac{\mathrm{к}\mathrm{Д}\mathrm{ж}}{{\mathrm{м}}^3}$$

Энтальпия продуктов сгорания 1 кг угля

- при ϑ_г = 600 ℃:

$$I_{г}=I_{г}^{о}+\left({\mathrm{\alpha }}_{\mathrm{т}}-1\right)I_{в}^{о}=$$

$$=V_{R{O}_2}{\left(c\vartheta \right)}_{C{O}_2}+V_{N_2}^{о}{\left(c\vartheta \right)}_{N_2}+V_{H_{2}O}^{о}{\left(c\vartheta \right)}_{H_{2}O}+\left({\mathrm{\alpha }}_{\mathrm{т}}-1\right)V^{о}{\left(\mathrm{c}\mathrm{\vartheta }\right)}_{\mathrm{в}}=$$

$$=\mathrm{1,03}\times 2202+\mathrm{4,43}\times 1394+\mathrm{0,56}\times 1725+\left(\mathrm{1,3}-1\right)\times \mathrm{5,61}\times 1436=11826\frac{\mathrm{к}\mathrm{Д}\mathrm{ж}}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

- при ϑ_г = 1000 ℃:

$$I_{г}=I_{г}^{о}+\left({\mathrm{\alpha }}_{\mathrm{т}}-1\right)I_{в}^{о}=$$

$$=V_{R{O}_2}{\left(c\vartheta \right)}_{C{O}_2}+V_{N_2}^{о}{\left(c\vartheta \right)}_{N_2}+V_{H_{2}O}^{о}{\left(c\vartheta \right)}_{H_{2}O}+\left({\mathrm{\alpha }}_{\mathrm{т}}-1\right)V^{о}{\left(\mathrm{c}\mathrm{\vartheta }\right)}_{\mathrm{в}}=$$

$$=\mathrm{1,03}\times 1222+\mathrm{4,43}\times 804+\mathrm{0,56}\times 967+\left(\mathrm{1,3}-1\right)\times \mathrm{5,61}\times 830=6759\frac{\mathrm{к}\mathrm{Д}\mathrm{ж}}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

- при ϑ_г = 2000 ℃:

$$I_{г}=I_{г}^{о}+\left({\mathrm{\alpha }}_{\mathrm{т}}-1\right)I_{в}^{о}=$$

$$=V_{R{O}_2}{\left(c\vartheta \right)}_{C{O}_2}+V_{N_2}^{о}{\left(c\vartheta \right)}_{N_2}+V_{H_{2}O}^{о}{\left(c\vartheta \right)}_{H_{2}O}+\left({\mathrm{\alpha }}_{\mathrm{т}}-1\right)V^{о}{\left(\mathrm{c}\mathrm{\vartheta }\right)}_{\mathrm{в}}=$$

$$=\mathrm{1,03}\times 4843+\mathrm{4,43}\times 2964+\mathrm{0,56}\times 3926+\left(\mathrm{1,3}-1\right)\times \mathrm{5,61}\times 3064=25474\frac{\mathrm{к}\mathrm{Д}\mathrm{ж}}{\mathrm{к}\mathrm{г}}$$

По найденным значениям энтальпии строим Iϑ – диаграмму

Ответ: на диаграмме.