Institutionen för Sjöfart och Marin Teknik
Lösning till TENTAMEN070306
Termodynamik och strömningslära del B Termodynamik
KURSNAMN
PROGRAM:
rev 080310
namn
åk / läsperiod
Sjöingenjörsprogrammet
1/3
KURSBETECKNING
SJO050 0205
EXAMINATOR
Mats Jarlros
TID FÖR TENTAMEN
070317 08.30 – 12.30
HJÄLPMEDEL
Typgodkänd räknedosa, Matematiska tabeller
Energiteknik-tabeller, Data och Diagram
Institutionens formelsamling, Mollierdiagram
Teknisk formelsamling S. Kaasa
ANSV LÄRARE: namn
telnr
besöker tentamen kl
Mats Jarlros
772 2669
09.30 och 10.30
DATUM FÖR ANSLAG
av resultat samt av tid
och plats för granskning
Snarast
ÖVRIG INFORM.
50 poäng. Godkänt 20 poäng, VG 30 poäng och
MVG 40 poäng
(ex.vis antal frågor,
uppgifter, poäng o dyl)
NAMN (tentand):
_____________________________________________________________
Institutionen för Sjöfart och Marin Teknik
1. Korta frågor korta svar. 2 poäng per fråga.
a) Vad är volymändringsarbete?
b) Ett system är isolerat. Vad innebär detta?
c) Vilka två typer av konvektion finns det?
d) Du diskuterar med en kompis om det är möjligt att komprimera luft av atmosfärstillstånd isotermt till vätska. Går detta? Förklara.
e) Vilket av ett bränsles värmevärde är det man oftast använder i praktiken? Vad
kännetecknar detta värmevärde?
10 poäng
Lösning
a) Det arbete som en gas gör eller förbrukar då dess volym förändras
2
w 12 = ∫ p ⋅ dV
1
b) Detta innebär att förutom att systemet är slutet så sker ingen energitransport över
systemgränserna.
c) Naturlig konvektion, där drivkraften för masstransporten är de temperaturskillnader och
därmed densitetsskillnader som värmeöverföringen ger upphov till. Vid forcerad
konvektion drivs masstransporten av extern apparat t.ex. fläkt, pump eller då föremålet
rör sig i förhållande till en stillastående fluid.
d) Detta går inte beroende på att tillståndet för luft vid atmosfärstillstånd ligger långt över
det kritiska trycket och den kritiska temperaturen. Skall man få luft till flytande form
(delgaserna) krävs det att man kyler till en temperatur under den kritiska.
e) Det effektiva värmevärdet används. Detta förutsätter att den vattenånga som bildas vid
förbränningen är i ångfas. Alltså förutsätts att detta ångbildningsvärme går förlorat.
Institutionen för Sjöfart och Marin Teknik
2. En massiv axel av stål med längden 5,00 m och diametern 50 mm tillförs värme så att dess
temperatur stiger från 20ºC till 100ºC. Stålets densitet är 7800 kg/m3, dess längdutvidgningskoefficient är 11 ⋅ 10 −6 1/K och dess specifika värmekapacitet är 0,46 kJ/kg. Beräkna tillförd
värmemängd och dimensionsförändringarna.
5 poäng
Lösning
Förutsättningar
Axel
Längd L0 = 5,00 m
Diameter D0 = 50 mm = 0,050 m
Material stål
Densitet ρ = 7800 kg/m3
Längdutvidgningskoefficient α = 11 ⋅ 10 −6 1/K
Specifika värmakapaciteten c = 0,46 kJ/kg
Initial temperatur t1 = 20 ºC
Sluttemperatur t2 = 100 ºC
Frågor
Till stålet tillförd värmemängd
Dimensionförändringarna
Längdutvidgningen ∆L
Diameterförändringen ∆D
Antaganden
Inga värmeförluster från stålet
Värmeutvidgningskoefficienten konstant
Analys
Tillförd värmemängd Q
D ⋅π
Q = m ⋅ c ⋅ (t 2 − t 1 ) = V ⋅ ρ ⋅ c ⋅ (t 2 − t 1 ) = 0
⋅ L 0 ⋅ ρ ⋅ c ⋅ (t 2 − t 1 ) =
4
0,050 2 ⋅ π
=
⋅ 5,00 ⋅ 7800 ⋅ 0,46 ⋅ (100 − 20 ) ≈ 2820 kJ
4
2
Längdutvidgningen ∆L
∆L = L 0 ⋅ α ⋅ (t 2 − t 1 ) = 5,00 ⋅ 11 ⋅ 10 −6 ⋅ (100 − 20 ) = 4,4 ⋅ 10 −3 m = 4,4 mm
Diameterutvidgningen ∆D
∆D = D 0 ⋅ α ⋅ (t 2 − t 1 ) = 0,050 ⋅ 11 ⋅ 10 −6 ⋅ (100 − 20 ) = 4,4 ⋅ 10 −5 m = 0,044 mm
Svar: Tillförd värmemängd 2820kJ
Längdutvidgningen ∆L = 4,4 mm
Diameterutvidgningen ∆D = 0,044 mm
Institutionen för Sjöfart och Marin Teknik
3. I en behållare med volymen 10 m3 finns det 7 kg syrgas och 22 kg kvävgas. Temperaturen är
50°C. Beräkna gasernas partialtryck och totaltrycket.
5 poäng
Lösning
Förutsättningar
Gas
Behållare
Volym V = 10 m3
Sammansättning
Syrgas mO2 = 7 kg
Kvävgas mN2 = 22 kg
Temperatur t = 50ºC ⇒ T = 323 K
Fråga
Beräkna gasernas partialtryck och totaltrycket
Antagande
Ideala gaser
Analys
Gasernas allmänna tillståndslag ger:
pi ⋅ V = mi ⋅ R i ⋅ T
mi ⋅ R i ⋅ T
V
Där pi är partialtrycket för respektive gas.
pi =
Gasernas individuella gaskonstant Ri kan beräknas med sambandet:
M i ⋅ R i = 8314
8314
Mi
Mi = Molekylvikten kg/kmol
Ri =
Gasernas molekylvikter Mi erhålls från tabell 8.2 sidan 45 ger
Syrgas M O 2 = 2 ⋅ 16,00 = 32,00 kg/kmol
Kvävgas M N 2 = 2 ⋅ 14,01 = 28,01 kg/kmol
De individuella gaskonstanterna kan nu beräknas:
8314 8314
Syrgas R O 2 =
=
= 260 J/(kgK)
M O 2 32,00
8314 8314
Kvävgas R N 2 =
=
= 297 J/(kgK)
M N 2 28,01
Institutionen för Sjöfart och Marin Teknik
Partialtrycken kan nu beräknas:
Syrgas: p O 2 =
m O2 ⋅ R O2 ⋅ T
=
V
m O2 ⋅
8314
8314
⋅T 7⋅
⋅ 323
M O2
32,00
=
= 58700 N/m 2 = 58,7 kN/m 2
V
10
Kvävgas:
p N2 =
m N2 ⋅ R N2 ⋅ T
=
V
m N2 ⋅
8314
8314
⋅ T 22 ⋅
⋅ 323
M N2
28,01
=
= 210900 N/m 2 = 210,9 kN/m 2
V
10
Totaltrycket kan nu beräknas med Daltons lag
p = p O 2 + p N 2 = 58,7 + 210,9 = 269700 N/m 2 = 269,7 kN/m 2
Svar: Syrets partialtryck är 58,7 kN/m2
Kvävets partialtryck är 210,9 kN/m2
Totaltrycket 269,7 kN/m2
Institutionen för Sjöfart och Marin Teknik
4. 10 kg överhettad vattenånga med trycket 30 bar och temperaturen 350ºC expanderar isentropiskt (entropin s = konstant) till trycket 2 bar. Bestäm/beräkna:
a) Sluttillståndet
b) Entalpiskillanden mellan tillstånden
5 poäng
Lösning
Förutsättningar
Ånga (vattenånga)
Massa m = 10 kg
Tillstånd 1
Överhettat
Tryck p1 = 30 bar
Temperatur t1 = 350ºC
Isentropisk expansion till sluttillståndet 2
Tillstånd 2
Tryck p2 = 2 bar
Frågor
a) Sluttillståndet
b) Entalpiskillnaden mellan tillstånden.
Antagande
Inga
Analys
Lösningen görs både med tabell och med mollierdiagram. Det räcker med att ena metoden har
använts.
Lösningen börjar med att bestämma initialtillståndet.
Med mollierdiagrammet
Isobaren 30 bar söks upp
Isotermen 350ºC söks upp
Skärningspunkten mellan dessa linjer ger initialtillståndet. Ur diagrammet avläses:
Entalpin i1 = 3115 kJ/kg
Entropin s1 = 6,75 kJ/(kgK)
Med tabell.
Ur överhettningstabellen för 30bar avläses för temperaturen 350º:
Entalpi i1 = 3115 kJ/kg
Entropin s1 = 6,743 kJ/(kgK)
Sedan följer en isentropisk expansion. Detta ge att entropin är konstant. Alltså:
s2 = s1 = 6,743 kJ/(kgK)
I tillstånd 2 är trycket känt. Tryck och entropi ger att två tillståndsstorheter är kända. Detta
gör att trycket kan bestämmas.
Institutionen för Sjöfart och Marin Teknik
a) Sluttillståndet
Med mollierdiagram
Tillstånd 2 erhålls som skärningspunkten mellan isentalpen s2 = s1 = 6,743 kJ/(kgK) och
isobaren 2 bar. Avläsning ger
Specifika ånghalten x2 = 0,932
Entalpin i2 = 2555
Med tabell
Ur tabellen hämtas följande data för 2 bar.
Mättad vätska
Entalpi i2’ = 504,75 kJ/kg
Entropi s2’ = 1,5302 kJ/(kgK)
Torr mättad ånga
Entalpi i2’’ = 2 706,65 kJ/kg
Entropi s2’ = 7,1274 kJ/(kgK)
Konstaterar att aktuell entropi ligger mellan entropin för mättad vätska och för torr
mättad ånga. Alltså har vi en fuktig ånga.
Specifika ånghalten x2 beräknas med formel hämtad ur formelsamling
s 2 = x 2 ⋅ s 2 ' '+(1 − x 2 ) ⋅ s 2 '
x2 =
s 2 − s 2 ' 6,743 − 1,5302
=
= 0,931 kg/kg
s 2 ' '−s 2 ' 7,1274 − 1,5302
Entalpin kan nu beräknas:
i 2 = x 2 ⋅ i 2 ' '+(1 − x 2 ) ⋅ i 2 ' = 0,931 ⋅ 2706,65 + (1 − 0,931) ⋅ 504,75 = 2555,43 kJ/(kgK)
b) Entalpiskillnaden mellan tillstånden
Första huvudsatsen för ett öppet system ger:
I1 − I 2 = m ⋅ (i1 − i 2 ) = 10 ⋅ (3115 − 2555) = 5600 kJ
Svar: a) Sluttillstånd
Tryck 2 bar
Specifik ånghalt 0,931
Entalpi 2555 kJ/kg
Entropin 6,743 kJ/(kgK)
b) Entalpiskillnaden mellan tillstånden 5600 kJ
Institutionen för Sjöfart och Marin Teknik
5. En värmeväxlare av plattvärmeväxlartyp kyler en gas från 100ºC till 20ºC med vatten med en
ingående temperatur på 10ºC och en utgående på 30ºC. Värmeväxlaren har en värmeöverförande area på A = 30 m2. Plattorna är gjorda av koppar med godstjockleken 1 mm. Koppar har
värmeledningskoefficient λ = 401 W/(mK), Värmeövergångstalet mellan gas och koppar är 20
W/(m2K) och värmeövergångstalet mellan koppar och vatten är 9000 W/(m2K),
Beräkna:
a) Värmeväxlarens värmegenomgångskoefficient
b) I värmeväxlaren överförd värmeeffekt.
5 poäng
Lösning
Förutsättningar
Värmeväxlare
Plattvärmeväxlare
Värmeöverförande area A = 30 m2.
Godstjocklek t = 1 mm = 0,001 m
Material koppar
Värmeledningskoefficient λ = 401 W/(mK)
Värmeövergångstal
Gas – koppar αgk = 20 W/(m2K)
Koppar – vatten αkv = 9000 W/(m2K)
Luft
Ingående temperatur tl1 = 100ºC
Utgående temperatur tl2 = 20ºC
Vatten
Ingående temperatur tv1 = 20ºC
Utgående temperatur tv2 = 30ºC
Frågor
a) Värmeväxlarens värmegenomgångskoefficient k
⋅
b) I värmeväxlaren överförd värmeeffekt Q .
Antagande
Ideal värmeväxlare
Institutionen för Sjöfart och Marin Teknik
Analys
a) Värmeväxlarens värmegenomgångskoefficient k
För värmegenomgång med konvektion – ledning – och strålning gäller:
1
1
1
1
1
0,001
δ
+
+
= 0,0500000 + 0,0001111 + 0,0000025 = 0,05011
=
+
+ =
k α gk α kv λ 20 9000 401
k = 19,95 ≈ α gk = 20 W/m 2 K
Som framgår av beräkningen ovan är värmemotståndet genom ledning i plåten samt konvektionen vid värmeövergången koppar vätska utan betydelse. Detta då dessa är mycket små
i förhållande till värmeövergångsmotståndet i värmeövergången mellan gas och koppar.
b) I värmeväxlaren överförd värmeeffekt.
Temperaturdiagram
Luft in
tl1 = 100ºC
Vatten ut
tv2 = 30ºC
Luft ut
tl2 = 20ºC
Vatten in
tv1 = 10ºC
Temperaturerna visar att värmeväxlaren måste vara kopplad i motström
Logaritmiska medeltemperaturdifferensen beräknas.
ϑ'−ϑ' ' (t l1 − t v 2 ) − (t l 2 − t v1 ) (100 − 30 ) − (20 − 10 )
ϑm =
=
=
(t l1 − t v 2 )
(100 − 30) = 30,83°C
ϑ'
ln
ln
ln
ϑ' '
(20 − 10)
(t l2 − t v1 )
⋅
I värmeväxlaren överförd värmeeffekt Q kan nu beräknas.
•
Q = A ⋅ k ⋅ ϑ m = 30 ⋅ 19,95 ⋅ 30,83 ≈ 18500 W = 18,5 kW
Svar: a) Värmegenomgångskoefficienten k = 20,0 W/(m2K)
•
b) Överförd värmeeffekt Q = 18,5 kW
Institutionen för Sjöfart och Marin Teknik
6. En gas genomgår två tillståndsändringar, först en isokor och sedan en isobar. Det initiala
tillståndet är 0,96 bar och -20ºC och sluttillståndet är 1,15 bar och 100ºC. κ = 1,4 och cp = 1,00
kJ/kg. Rita tillståndsändringarna i ett pv- och ett Ts-diagram samt beräkna:
a) Tillståndet mellan isokoren och isobaren
b) Tillförd värmemängd.
c) Uträttat volymändringsarbete.
10 poäng
Lösning
Förutsättningar
Gas
κ = 1,4
−
c v = 1,00 kJ/kg
Initialtillstånd – tillstånd 1
Tryck p1 = 0,96 bar
Temperatur t1 = -20ºC ⇒ T1 = 253 K
Isokor värmetillförsel tillstånd 2
Mellantillstånd – tillstånd 2
Isobar värmetillförsel tillstånd 3
Sluttillstånd – tillstånd 3
Tryck p3 = 1,15 bar
Temperatur t3 = 100ºC ⇒ T3 = 373 K
Frågor
Rita tillståndsändringarna i pv- och Ts-diagram.
a) Tillståndet mellan isokoren och isobaren, tryck – p2 och temperatur - t2.
b) Tillförd värmemängd. q123
c) Uträttat volymändringsarbete w123.
Antagande
Ideal gas
Inget värmeläckage till omgivningen
Reversibla tillståndsändringar
Specifika värmekapaciteterna är konstanta
Analys
P
bar
1,15
T
K
2
373
3
3
2
253
0,96
1
1
v
s
Institutionen för Sjöfart och Marin Teknik
Allmänt
Från formalsamlingen sidan 16 erhålls:
cp
c p 1,00
κ=
⇒ cv =
=
= 0,714 kJ/ (kgK )
cv
κ
1,4
cp − cv = R
c
1,4 − 1
κ −1
1
R = c p − c v = c p ⋅ 1 − v = c p ⋅ 1 − = c p ⋅
=
= 1,00 ⋅
c
κ
κ
1,4
p
= 0,286 kJ/ (kgK ) = 286 J/ (kgK )
a) Tillståndet mellan isokoren och isobaren, tryck – p2 och temperatur - t2.
Konstaterar först att 2 – 3 är en isobar. Alltså
p 2 = p 3 = 1,15 bar
Konstaterar att 1 – 2 är en isokor. För isokorer gäller enligt formalsamlingen
p
p1 p 2
1,15
=
⇒ T2 = 2 ⋅ T1 =
⋅ 253 = 303 K
p1
0,96
T1 T2
b) Tillförd värmemängd. q123
Tillförd värmemängd under isokoren 1 – 2 erhålls ur formalsamlingen:
−
cp p2
q 12 = c v ⋅ (T2 − T1 ) =
⋅ ⋅ T1 − T1 =
κ p1
=
1,00 1,15
⋅
⋅ 253 − 253 = 0,714 ⋅ (303 − 253) = 35,8 kJ
1,4 0,96
Tillförd värmemängd under isobaren 2 – 3 erhålls ur formalsamlingen:
−
p
q 23 = c p ⋅ (T3 − T2 ) = c p ⋅ T3 − 2 ⋅ T1 =
p1
1,15
= 1,0 ⋅ 373 −
⋅ 253 = 1,00 ⋅ (373 − 303) = 70 kJ
0,96
Totalt tillförd värmemängd q123 kan nu beräknas:
q 123 = q 12 + q 23 = 35,8 + 70 = 105,8 kJ/kg
Institutionen för Sjöfart och Marin Teknik
c) Uträttat volymändringsarbete w123
Uträttat volymändringsarbete w12 under isokoren 1 -2 är enligt formelsamlingen
w 12 = 0
Uträttat volymändringsarbete w23 under isobaren 3- 4 är enligt formelsamlingen
w 23 = p 3 ⋅ (v 2 − v 1 )
Gasernas allmänna tillståndslag ger.
p⋅V = m⋅R ⋅T
p⋅v = R ⋅T
R ⋅T
p
Alltså
v=
R ⋅ T3
R ⋅ T2 R ⋅ T2
=
och v 3 =
p3
p2
p3
Insättning
R ⋅ T3 R ⋅ T2
w 23 = p 3 ⋅ (v 2 − v1 ) = p 3 ⋅
−
p3
p3
v2 =
= (T3 − T2 ) ⋅ R =
p
κ −1
κ −1
= (T3 − T2 ) ⋅ c p ⋅
= T3 − 2 ⋅ T1 ⋅ c p ⋅
=
p1
κ
κ
1,15
1,4 − 1
1,4 − 1
= 373 −
⋅ 253 ⋅ 1,00 ⋅
= 20,0 kNm/kg
= (373 − 303) ⋅ 1,00 ⋅
0,96
1,4
1,4
Svar: pv- och Ts-diagram se ovan
a) Tillstånd mellan isokoren och isobaren
Tryck 1,15 bar och temperatur 303 K = 30ºC
b) Tillförd värmemängd 105,8 kJ/kg
c) Uträttat volymändringsarbete 20,0 kNm/kg
Institutionen för Sjöfart och Marin Teknik
7. Ett gasformigt bränsle med följande volymsammansättning förbränns med ett luftöverskott på
10 %.
CH4 = 50%
CO2 = 40%
H2 = 8%
O2 = 2 %
Beräkna:
a) Stökiometrisk luftbehov och rökgasflöde
b) Verkligt luftbehov och rökgasflöde
c) Rökgasens verkliga volymsammansättning.
10 poäng
Lösning
Förutsättningar
Gasformigt bränsle
Volymsammansättning
Metan CH4 = 50 %
Koldioxid CO2 = 40%
Vätgas H2 = 8%
Syrgas O2 = 2%
Förbränning
Alternativ A stökiometrisk förbränning
Alternativ B förbränning med luftöverskott 10 % ger n = 1,10
Frågor
a) Stökiometrisk luftbehov och rökgasflöde
b) Verkligt luftbehov och rökgasflöde
c) Rökgasens verkliga volymsammansättning.
Antagande
Ideala gaser
Analys
Det kan konstateras att volymsammansättningen är lika med mängdsammansättningen. Vi
analysen för 1 kmol av bränngasen. Detta ger att vi har följande mängder:
Metan CH4 - nCH4 = 0,50 kmol
Koldioxid CO2 - nCO2 = 0,40 kmol
Vätgas H2 - nH2 = 0,08 kmol
Syrgas O2 – nO2 = 0,02 kmol
Förbränningsreaktionerna:
Metan CH4
CH 4 + 2 ⋅ (O 2 + 3,76 ⋅ N 2 ) = CO 2 + 2 ⋅ H 2 O + 7,52 ⋅ N 2
0,50 ⋅ CH 4 + 0,50 ⋅ 2 ⋅ (O 2 + 3,76 ⋅ N 2 ) = 0,50 ⋅ CO 2 + 0,50 ⋅ 2 ⋅ H 2 O + 0,50 ⋅ 7,52 ⋅ N 2
0,50 ⋅ CH 4 + (O 2 + 3,76 ⋅ N 2 ) = 0,50 ⋅ CO 2 + H 2 O + 3,76 ⋅ N 2
Koldioxid CO2
CO 2 = CO 2
0,40 ⋅ CO 2 = 0,40 ⋅ CO 2
Institutionen för Sjöfart och Marin Teknik
Vätgas H2
2 ⋅H 2 + (O 2 + 3,76 ⋅ N 2 ) = 2 ⋅ H 2 O + 3,76 ⋅ N 2
1
1
1
H 2 + ⋅ (O 2 + 3,76 ⋅ N 2 ) = ⋅ 2 ⋅ H 2 O + ⋅ 3,76 ⋅ N 2
2
2
2
1
1
1
0,08 ⋅H 2 +0,08 ⋅ ⋅ (O 2 + 3,76 ⋅ N 2 ) = 0,08 ⋅ ⋅ 2 ⋅ H 2 O + 0,08 ⋅ ⋅ 3,76 ⋅ N 2
2
2
2
0,08 ⋅H 2 +0,04 ⋅ (O 2 + 3,76 ⋅ N 2 ) = 0,04 ⋅ H 2 O + 0,15 ⋅ N 2
Syrgas O2
0,02 ⋅ (O 2 + 3,76 ⋅ N 2 ) = −0,02 ⋅ O 2 − 0,02 ⋅ 3,76 ⋅ N 2 = −0,02 ⋅ O 2 − 0,08 ⋅ N 2
Syrgasen förbrukas vid förbränningen och minskar luftbehovet.
Luftbehovet och rökgasernas sammansättning
Det kan konstateras att för varje kmol syrgas som tillförs så tillförs också 3,76 kmol kvävgas.
Alltså för vare kmol syrgas så tillförs 4,76 kmol luft.
Luft
CH4
CO2
H2
O2
Summa
O2
1,00
Luft
4,76
0,04
-0,02
1,02
0,19
-0,10
4,85
Rökgasernas sammansättning
CO2
H2 O
N2
0,50
1,00
3,76
0,40
0,08
0,15
-0,08
0,9
1,08
3,83
5,81
Av tabellen framgår att:
Den teoretiska luftmängden lt = 4,85 kmol/kmol = 4,85 mn3/ mn3
Det teoretiska total rökgasflödet gt = 5,81 kmol/kmol = 8,81 mn3/ mn3
Vid förbränning med 10 % luftöverskott
Formelsamling ger verkligt luftflöde lv:
3
3
l v = n ⋅ l t = 1,10 ⋅ 4,85 = 5,35 kmol/kmol = 5,34 m n / m n
Formelsamlingen ger det verkliga rökgasflödet
3
3
g v = g t + (n − 1) ⋅ l t = 5,81 + (1,1 − 1) ⋅ 4,85 = 6,27 kmol/kmol = 6,30 m n / m n
Extra tillfört kväve
1,02 ⋅ 3,76 = 3,84
Institutionen för Sjöfart och Marin Teknik
Rökgasernas verkliga sammansättning:
Luftöverskottet kommer att gå rätt igenom och ”späda ut” rökgaserna. Detta ger att sammansättningen blir:
Rökgasen sammansättning
CO2
H2 O
O2
N2
Metan CH4
0,50 kmol 1,00 kmol
3,76 kmol
Koldioxid CO2
0,40 kmol
Vätgas H2
0,08 kmol
0,15 kmol
Syrgas O2
-0,08 kmol
Luftöverskottet
0,10 kmol
• O2 - 1,02 ⋅ 0,1 =
0,38 kmol
• N – 3,84 ⋅ 0,1 =
2
Summa
Totalt rökgasflöde
Torra rökgaser
Torrt rökgasflöde
0,90 kmol
0,90 kmol
1,08 kmol 0,10 kmol
6,30 kmol
----0,10 kmol
5,21 kmol
4,21 kmol
4,21 kmol
Rökgasernas procentuella sammansättning
Totala rökgaser
Torra rökgaser
CO2
0,90
0,90
⋅ 100 = 14,3%
⋅ 100 = 17,3%
6,30
5,21
-------H2 O
1,08
⋅ 100 = 17,1%
6,30
O2
0,10
0,10
⋅ 100 = 1,6%
⋅ 100 = 1,9%
6,30
5,21
N2
4,22
4,22
⋅ 100 = 67,0%
⋅ 100 = 81,0%
6,30
5,21
Svar: a) Stökiometriskt luftbehov 4,85 kmol luft/kmol bränngas = 4,85 mn3 luft/mn3 bränngas
Stökiometriskt rökgasflöde 5,82 kmol/kmol = 5,82 mn3/mn3
b) Verkligt luftbehov 5,34 mn3/mn3
Verkligt totalt rökgasflöde 6,30 mn3/mn3
Verkligt torrt rökgasflöde 5,21 mn3/mn3
c) Den verkliga rökgasens procentuella sammansättning
Totala rökgaser Torra rökgaser
Koldioxid CO2
14,3 %
17,3 %
Vatten H2O
17,1 %
-----Syrgas O2
1,6 %
1,9 %
Kvävgas N2
67,0 %
81 %
