Исходные измерения, размерности и область применимости
Перед использованием «Сжигание газовой смеси: кислород, дымовые газы, тепло» внесите Молярный поток топливной смеси (моль/ч) и Доля метана CH₄ (мол. %) в единицах, указанных справа от полей. Значения из нескольких лабораторных протоколов сравнивайте только после пересчёта температур, объёмов, массы и количества вещества к единой системе; без этого итог может быть математически вычислен, но физически неверен.
Отдельно проверьте Доля этана C₂H₆ (мол. %) и Низшая теплота сгорания H₂ (кДж/моль). Эти величины отвечают за разные элементы расчётной схемы и по-разному влияют на конечный результат. Ограничения диапазонов препятствуют очевидно непригодному вводу, но не подтверждают химическую совместимость веществ, чистоту образцов или корректность пробоподготовки.
Метод расчёта и значение промежуточных показателей
Молярный баланс полного сжигания смеси CH₄, C₂H₆ и H₂ с избытком воздуха, полезным теплом и содержанием CO₂. Вычислитель сначала восстанавливает согласованные промежуточные величины из исходных данных, после чего применяет материальный, зарядовый или энергетический баланс либо химическое равновесие. Вклад Молярный поток топливной смеси (моль/ч) вычисляется отдельно, прежде чем он будет объединён с результатами других полей.
В наборе исходных величин присутствуют Доля водорода H₂ (мол. %) и Избыток воздуха (%). При ручной проверке расчёта полезно пересчитать их вклад с точными дробями, не округляя промежуточные ответы. Особенно осторожно трактуйте нулевые и предельные значения: некоторые процессы в таком режиме перестают описываться обычными линейными приближениями.
Проверка чувствительности параметров и сценарии
Для «Сжигание газовой смеси: кислород, дымовые газы, тепло» полезно повторить вычисление не только с номинальными данными, но и с реалистичной нижней и верхней оценкой Молярный поток топливной смеси (моль/ч). В таблице показано, как изменение этого параметра отражается сразу на нескольких показателях. Для остальных переменных аналогичную проверку можно выполнить вручную, оставляя остальные поля неизменными.
Измените Низшая теплота сгорания C₂H₆ (кДж/моль) или Низшая теплота сгорания H₂ (кДж/моль) и определите, ограничивается ли результат балансом вещества, доступным временем, равновесной концентрацией или заданным выходом. Изменение одного коэффициента иногда почти не влияет на результат, когда ограничение задаёт другой параметр. Это физическая особенность модели, а не причина вводить искусственные поля.
Погрешности, допущения и применение результата
Принято полное сгорание без образования CO, NOₓ и диссоциации продуктов. Состав воздуха ограничен O₂/N₂. Результат пригоден для ориентировочной оценки, подбора исходных условий и контроля порядка величины. Он не заменяет лабораторное измерение, проектные расчёты технологического оборудования, анализ безопасности и проверку применимости термодинамических либо кинетических коэффициентов к конкретному веществу.
Сохраните входные значения для «Сжигание газовой смеси: кислород, дымовые газы, тепло», запишите температуру, давление и методы измерения и сравните рассчитанные показатели с наблюдениями. Если расхождение существенно, проверьте систематическую ошибку пробоподготовки, неоднородность состава, потери, а также согласованность выбранных коэффициентов и условий процесса. При выходе за пределы модели требуется иная физико-химическая постановка.
Формула расчёта
Молярный баланс полного сжигания смеси CH₄, C₂H₆ и H₂ с избытком воздуха, полезным теплом и содержанием CO₂. Принято полное сгорание без образования CO, NOₓ и диссоциации продуктов. Состав воздуха ограничен O₂/N₂.
Проверенные примеры
total_fuel_mol_h=120; methane_pct=70; ethane_pct=20; hydrogen_pct=10; excess_air_pct=15
Стехиометрический кислород, моль/ч: 258; Расход воздуха с избытком, моль/ч: 1416.23; Образуется CO₂, моль/ч: 132; Водяной пар, моль/ч: 252
total_fuel_mol_h=132; methane_pct=70; ethane_pct=20; hydrogen_pct=10; excess_air_pct=15
Стехиометрический кислород, моль/ч: 283.8; Расход воздуха с избытком, моль/ч: 1557.85; Образуется CO₂, моль/ч: 145.2; Водяной пар, моль/ч: 277.2
total_fuel_mol_h=120; methane_pct=70; ethane_pct=20; hydrogen_pct=10; excess_air_pct=15
Стехиометрический кислород, моль/ч: 258; Расход воздуха с избытком, моль/ч: 1416.23; Образуется CO₂, моль/ч: 132; Водяной пар, моль/ч: 252
Как пользоваться онлайн-калькулятором
- Введите «Молярный поток топливной смеси (моль/ч)». Допустимый числовой диапазон: 0.001…1e+07; число участвует в формулах.
- Введите «Доля метана CH₄ (мол. %)». Допустимый числовой диапазон: 0…100; число участвует в формулах.
- Введите «Доля этана C₂H₆ (мол. %)». Допустимый числовой диапазон: 0…100; число участвует в формулах.
- Введите «Доля водорода H₂ (мол. %)». Допустимый числовой диапазон: 0…100; число участвует в формулах.
- Введите «Избыток воздуха (%)». Допустимый числовой диапазон: 0…500; число участвует в формулах.
- Введите «Содержание O₂ в воздухе (мол. %)». Допустимый числовой диапазон: 0.001…99; число участвует в формулах.
- Введите «КПД передачи тепла (%)». Допустимый числовой диапазон: 1…100; число участвует в формулах.
- Введите «Низшая теплота сгорания CH₄ (кДж/моль)». Допустимый числовой диапазон: 1…5000; число участвует в формулах.
- Введите «Низшая теплота сгорания C₂H₆ (кДж/моль)». Допустимый числовой диапазон: 1…5000; число участвует в формулах.
- Введите «Низшая теплота сгорания H₂ (кДж/моль)». Допустимый числовой диапазон: 1…5000; число участвует в формулах.