Рассчитать объём воздуха, необходимый для сгорания смеси газов состава в % (об.)
φН2 = 59,2; φСО = 6,8; φСН4 = 24,5; φО2 = 0,7; φСО3 = 3; φN2 = 5,8.
объём и объемный состав продуктов горения, если известны объём смеси, коэффициент избытка воздуха. Vгсм = 12м3; a = 1,4.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала рассчитаем мольные доли каждого компонента в смеси газов:

nH2 = 0,592 / 2 = 0,296 мол
nCO = 0,068 мол
nCH4 = 0,245 мол
nO2 = 0,007 мол
nCO2 = 0,03 мол
nN2 = 0,058 моль

Общее количество молей в смеси
ntot = nH2 + nCO + nCH4 + nO2 + nCO2 + nN2 = 0,296 + 0,068 + 0,245 + 0,007 + 0,03 + 0,058 = 0,704 моль

Объем смеси газов при н.у.
V = ntot 22,4 л/моль = 0,704 22,4 = 15,782 л

Далее рассчитаем количество кислорода, необходимого для полного сгорания всех компонентов смеси
nO2_needed = (nH2 + nCO + nCH4 + nCO2) + anCO + anCH4 = (0,296 + 0,068 + 0,245 + 0,03) + 1,4(0,068 + 0,245) = 0,96 моль

Объем кислорода при н.у.
VO2_needed = nO2_needed 22,4 л/моль = 0,96 22,4 = 21,504 л

Объем продуктов горения при н.у.
V_prod = V - VO2_needed = 15,782 - 21,504 = 4,722 л

Теперь рассчитаем объемный состав продуктов горения:

nCO2_prod = nCO + nCH4 + anCO2 = 0,068 + 0,245 + 1,40,03 = 0,122 мол
nH2O = nH2 + anCH4 = 0,296 + 1,40,245 = 0,347 мол
nN2 = anN2 = 1,40,058 = 0,0812 моль

Общее количество молей продуктов горения
ntot_prod = nCO2_prod + nH2O + nN2 = 0,122 + 0,347 + 0,0812 = 0,5502 моль

Объемный состав продуктов горения
φCO2 = (nCO2_prod / ntot_prod) 100 = (0,122 / 0,5502) 100 ≈ 22,18
φH2O = (nH2O / ntot_prod) 100 = (0,347 / 0,5502) 100 ≈ 63,06
φN2_prod = (nN2 / ntot_prod) 100 = (0,0812 / 0,5502) 100 ≈ 14,76%

Таким образом, объемным составом продуктов горения будут
CO2 - 22,18
H2O - 63,06
N2 - 14,76%