Стехиометрическое количество воздуха

Горение это химический процесс соединения горючего вещества и окислителя. Практически горение представляет собой окисление топлива кислородом воздуха. В результате горения выделяется определенное количество тепловой энергии и резко повышается температура.

Полное сгорание топлива происходит при стехнометрическом соотношении топлива, и окислителя, которые соответствуют химическим реакциям полного окисления горючих элементов.

Теоретически необходимое количество кислорода - наименьшее количество кислорода О₀, которое требуется подвести извне к топливу для полного его окисления.

Количество кислорода, теоретически необходимое для сгорания 1 кг твердого или жидкого топлива может быть подсчитано на основании уравнений реакций окисления (горения) элементов горючей массы топлива.

С + О₂ = СО₂ ;

2Н₂ + О₂ = 2Н₂О;

S +O₂ = SO₂

Молекуля́рная ма́сса— масса молекулы, выраженная в атомных единицах массы. Численно равна молярной массе.

Молекулярные массы сложных молекул можно определить, просто складывая молекулярные массы входящих в них элементов. Например, молекулярная масса воды (H₂O) есть

M_H2O = 2 M_H + M_O ≈ 2·1+16 = 18 а. е. м.

Элементарный состав жидких топлив (бензин, дизельное топливо) выражается в единицах массы (кг)

С+Н+О=1

Кислород – 8-й элемент Периодической таблицы. Молекулярная масса (молекулярный вес) молекулы кислорода О₂ - 32 а.е.м. Молярная масса 32 г/моль.

Углерод – 6-й элемент Периодической таблицы. Молекулярная масса (молекулярный вес) молекулы углерода С - 12 а.е.м. Молярная масса 12 г/моль.

Водород – 1-й элемент Периодической таблицы. Молекулярная масса (молекулярный вес) молекулы водорода Н₂ - 2 а.е.м. Молярная масса 2 г/моль.

Сера – 16-й элемент Периодической таблицы. Молекулярная масса (молекулярный вес) молекулы серы S - 32 а.е.м. Молярная масса 32 г/моль.

 

Углерод реагирует с кислородом по уравнению

С+О₂=СО₂ (12+32 → 44),

то есть для сгорания 1 кг углерода необходимо 32/12=2,67 кг кислорода.

 

Водород реагирует с кислородом в соответствии с уравнением

2Н₂+О₂=2Н₂О (4+32 → 36).

Значит, для сгорания 1 кг водорода необходимо 32/4=8кг кислорода.

 

Сера реагирует с кислородом по уравнению

S+О₂=SO₂ (32+32 → 64),

то есть для сгорания 1 кг серы требуется 32/32=1 кг кислорода.

Значит, для полного сгорания 1кг топлива рассматриваемого элементного состава (в массовых процентах) потребуется кислорода (кг)