ความสัมพันธ์ระหว่างมวลของไอน้ำที่เกิดขึ้นจากการเผาไหม้และพลังงานที่สูญเสียไปจากการผลิตน้ำนี้คืออะไร?

ฉันกำลังทำการทดลองการถ่ายเทความร้อนอย่างง่ายจำนวนหนึ่งโดยใช้สนามแม่เหล็กรอบ ๆ ท่อเชื้อเพลิงเพื่อประเมินผลกระทบ เพื่อพยายามหาปริมาณการสูญเสียความร้อนในระบบฉันได้ทำการคำนวณจำนวนของโมลของน้ำที่จะเกิดขึ้นจากการเผาไหม้ของส่วนผสมของก๊าซโพรเพนบิวเทนในอากาศ ฉันหวังว่าจะพบความสัมพันธ์ระหว่างมวลของน้ำกับพลังงานที่สูญเสียจากระบบโดยการผลิตน้ำนั้น

ฉันรู้ว่าความสัมพันธ์ระหว่าง HHV และ LHV แต่ดูเหมือนว่าจะเกี่ยวข้องกับไอน้ำที่ควบแน่นเป็นของเหลวเท่านั้นดังนั้นฉันจึงไม่แน่ใจว่ามันจะมีประโยชน์หรือไม่

ถ้าคุณได้รับการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ของน้ำมันเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนใด ๆ ผลิตภัณฑ์ของคุณจะเป็นหลักและH_2Oผลิตภัณฑ์อื่น ๆ จะปรากฏในปริมาณที่น้อยเกินไปที่จะเกี่ยวข้องกับการสูญเสียความร้อนที่คุณกำลังดูH 2$CO_2$$H_2O$

ก๊าซทั้งสองนี้จะเปลี่ยนความจุความร้อนการนำไฟฟ้าและความหนาแน่นของเปลวไฟและก๊าซไอเสียของคุณ ดังนั้นการคำนวณการถ่ายเทความร้อนที่คุณดำเนินการเกี่ยวกับการพาความร้อนและการนำความร้อนควรเปลี่ยนตาม โปรดทราบว่าคุณสมบัติเหล่านี้แตกต่างกันไปตามอุณหภูมิในช่วงที่คุณสนใจ (300–2,000 K, คร่าวๆ) ดังนั้นจึงไม่ควรเลือกเพียงค่าเดียว

พลังงานทั้งหมดจากเชื้อเพลิงควรคำนวณจากความร้อนจากการเผาไหม้ ( ) ของก๊าซที่ถูกเผา จากการปรับสมดุลสมการทางเคมีคุณสามารถกำหนดปริมาณน้ำที่ผลิตได้สำหรับเชื้อเพลิงทุกโมล ความร้อนที่เก็บไว้ในน้ำขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของมัน (ดูนี่ในตารางหรือคำนวณส่วนประกอบของบวกกับความร้อนของการกลายเป็นไอ) อัตราส่วนบอกให้คุณทราบถึงพลังงานที่ลงไปในน้ำคพีH H 2 O / Δ H $\Delta H_C$$c_p$$H_{H_2O}/\Delta H_c$

ก๊าซเหล่านี้มีการแผ่รังสีความร้อนเช่นกันและคุณอาจต้องการพิจารณาการแผ่รังสีของพวกมันแม้ว่าแผ่นเปลวไฟเอง (ซึ่งการเผาไหม้ยังอยู่ในกระบวนการ) ก็น่าจะเป็นหม้อน้ำสำคัญ

ความแตกต่างของ HHV-LHV นั้นมีความหมายหากคุณพยายามที่จะดึงความร้อนออกมามากที่สุดจากก๊าซไอเสียของคุณ ตัวอย่างเช่นหลังจากเครื่องยนต์กังหันสกัดงานจากผลิตภัณฑ์เผาไหม้พวกเขาจะเย็นเกินไปที่จะผลิตงานทางกล แต่สามารถใช้เพื่อให้ความร้อนในอาคาร มันต้องเย็นพอที่น้ำจะกลั่นตัวเพื่อให้ความร้อนของการระเหยกลายเป็นไอ (<100 ° C)

คุณควรจะสามารถค้นหาคุณสมบัติทางความร้อนที่เกี่ยวข้องได้ทางออนไลน์ (ในNIST Chem Web Bookในรายการสำหรับ 'คุณสมบัติของของไหล' ข้อความมาตรฐานใด ๆ ของการเผาไหม้ (กฎหมาย, ผลัดกัน, แก้ว ฯลฯ ) มักจะมีข้อมูลแบบตาราง ในโครงการของคุณคุณควรปรึกษาอย่างน้อยหนึ่งในนั้น)

คุณต้องพิจารณาความร้อนแฝงของการระเหยของน้ำที่เกิดขึ้น จากข้อความที่ตัดตอนมาจากแหล่งนี้:

เนื่องจากอุณหภูมิการเผาไหม้ที่สูงน้ำนี้ใช้รูปแบบของไอน้ำซึ่งเก็บพลังงานเล็กน้อยที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้เนื่องจากความร้อนแฝงของการระเหย ในแง่ง่าย ๆ เช่นพลังงานความร้อนที่เก็บไว้ใน 'สถานะ' ของไอน้ำ

จำนวนความร้อนทั้งหมดที่ปลดปล่อยระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงหนึ่งหน่วยคือ HHV หรือ HCV นั้นรวมถึงความร้อนแฝงที่เก็บอยู่ในน้ำที่มีไอระเหย

ความร้อนแฝงของน้ำที่ระเหยเป็น 2,260 กิโลจูล / กิโลกรัม