Ecuația de combustie

Studiul ecuației de combustie pentru arderea completă a unui hidrocarbon aplicat la depoluarea motorului.

Citește mai mult: forum la ardere

Pornim de la formula generică de ardere completă a Alcanes:

CnH(2n+2) + (3n+1)/2*(O2+3.76N2) –> nCO2 + (n+1)H2O+(3n+1)/2*3.76N2

1) Studiul de volum al ecuației complete de ardere:

Având în vedere gazele de evacuare din CNPT.
1 mol de gaz = 25 L
Motiv pentru arderea unui mol de combustibil CnH (2n + 2)

Ecuația anterioară ne oferă deci evadarea:
25n L din CO2
25 (n + 1) L de H2O
25 (3n + 1) / 2 * 3.76 L de N2

Fie un total de 25n + 25 (n + 1) + 25 (3n + 1) / 2 * 3.76 = 25 (7.64n + 2.88) = 191 n + 72 L de gaz.

Notă: Pentru n = 0, 72 L corespund molului de H2O și 1.88 mol de N2, rezultate din arderea hidrogenului pur.

Pentru un alcan dat, avem, respectiv:

25n / (191n + 72)% din CO2
25 (n + 1) / (191n + 72)% din H2O
(25(3n+1)/2*3.76)/(191n+72) % de N2

O diviziune pe 25 ar simplifica formulele.

Aceasta este valabilă în cazul unei combustii complete (fără crearea de CO sau a particulelor) și ideală (fără crearea Nox)

Pentru a citi, de asemenea: Efectul Casimir

2) Studiul de masă al ecuației complete de ardere:

Să studiem respingerile de masă ale ecuației complete.

[CO2]=12+2*16=44 g/mol
[H2O] = 2 * 1 + 16 = 18 g / mol
[N2] = 2 14 * = 28g / mol

Calculul pe N2 este inutil în cazul unei combustii ideale (fără crearea de Nox), deoarece acest element nu intervine, este un gaz inert.

Prin urmare, masele respective ar fi:
pentru CO2: 44n
pentru H2O: 18 (n + 1)

Aplicare la benzină (octan pur). n = 8
[C8H18] = 8 * 12 + 18 * 1 = 114 g / mol.
Masa de CO2 eliberată pentru un mol de octan consumat este: 44 * 8 = 352 g.
Masa de H2O eliberată pentru un mol de octan consumat este: 18 (8 + 1) = 162 g.
Raportul dintre consumul de combustibil și emisiile de CO2 este de 352/114 = 3.09

Pentru a citi, de asemenea: Geoengineeringul global

Deoarece unitatea de volum este mai frecventă atunci când vorbim despre combustibil, este de preferat să treceți acest raport în grame de CO2 la litrul de benzină consumat.

Știind că densitatea benzinei este de 0.74 kg / l și că 1 gram de benzină arsă eliberează 3.09 grame de CO2, vine: 0.74 * 3.09 = 2.28 kg CO2 la litrul de benzină arsă.

Acești 2.28 kg ocupă un volum de 2280/44 * 25 = 1295 L CO2 degajat la litrul de benzină consumat.

La fel pentru H2O: raportul dintre consumul de combustibil și emisiile de CO2 este de 162/114 = 1.42
de aceea: 0.74 * 1.42 = 1.05 kg H2O per litru de combustibil ars.

Concluzie

Prin urmare, un vehicul care consumă 1 L de benzină va elibera puțin mai mult de un kilogram de apă și 2.3 kg de CO2.

Apa se va condensa destul de rapid direct sau sub forma unui nor și va cădea înapoi în formă lichidă destul de repede (pentru că nu trebuie să uităm că vaporii de apă sunt un gaz cu efect de seră foarte bun, mult mai „puternic” decât CO2), nu este cazul CO2, care are o durată de viață de aproximativ 100 de ani.

Pentru a citi, de asemenea: Thèse des Mines de Paris: combustibil de combustibil și apă

Pentru alți combustibili, înlocuiți pur și simplu n cu combustibilul utilizat. De exemplu, motorina este formată din alcani cu o n care variază între 12 și 22. Ar fi de asemenea interesant să se calculeze emisiile de CO2 comparativ cu energia furnizată de un combustibil dat. Acesta poate fi subiectul unei alte pagini.

Oricum, un articol va urma cu studiul combustiei incomplete (crearea de CO) și non-ideal (crearea Nox)

Lasă un comentariu

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate *