Verbrennungsrechnung

• Aufgabenstellung:
  • Bestimmung des Sauerstoff- und Luftbedarfs einer Verbrennung
  • Bestimmung der Menge und Zusammensetzung des Verbrennungsgases
• Mengenangaben:
  • am einfachsten in Molanteilen (wegen Reaktionsgleichungen)
  • bei festen und flüssigen Brennstoffen Umrechnung von Massenanteil μ_i der Komponente i in kmol/kg Brennstoff
  • mit Index B für gesamten Brennstoff also
    • 
  • einfache Näherungen für Molmassen meist hinreichend genau
  • z.B. für Kohlenstoffanteil
    • 
• Sauerstoffbedarf o_min:
  • benötigter Luftsauerstoff O₂/ kg Brennstoff
  • Faktoren aus aus den Reaktionsgleichungen
    • 1 mol O₂ / 1 mol C
    • 1/4 mol O₂ / 1 mol H
    • 1 mol O₂ / 1 mol S
  • im Brennstoff enthaltenen Sauerstoff vom Bedarf abziehen
    • -1/2 mol O₂ / 1 mol O
  • zusammen also
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• Luftbedarf l_min:
  • benötigte Luft / kg Brennstoff
  • bei trockener Luft durch Sauerstoffanteil y_O der Luft
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  • molarer Feuchtegehalt w_l der Luft bei Luftfeuchtigkeit φ
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  • feuchte Mindestluftmenge daher
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  • in der Praxis für Verbrennung mehr Luft nötig
    • l = λ l_min
    • Luftverhältnis λ > 1
    • typische Werte bei 1.1 (Ölbrenner) bis 1.6 (Kohle)
    • Luftüberschuss := λ - 1
• Verbrennungsgasmenge:
  • Anteile v_i für Abgaskomponenten in kmol/kg Brennstoff
  • bei CO₂ und SO₂ einfach aus Brennstoff
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  • Sauerstoff aus zugeführter Luft
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  • Stickstoff aus Brennstoff und Luft
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  • Wasser aus Wasser- und Wasserstoffgehalt des Brennstoffs und aus Luftfeuchtigkeit der Zuluft
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  • gesamte trockene Verbrennungsgasmenge (ohne Wasser)
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  • (feuchte) Verbrennungsgasmenge
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  • Mindestverbrennungsgasmenge: Wert für λ = 1