Определить низшую теплоту сгорания природного газа

Определим низшую теплоту сгорания:
Qнс=108⋅H2+126⋅CO+234⋅H2S+358⋅CH4+638⋅C2H6+913⋅C3H8+1187⋅C4H10+1461⋅C5H12=358⋅85,8+638⋅0,2+913⋅0,1+1187⋅0,1=31054кДжм3
Определим теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания 1 м3 сухого газообразного топлива:
V0=0,0478⋅0,5⋅CO+H2+1,5⋅H2S+2⋅CH4+i=1nm+n4⋅CmHn-O2
V0=0,0478⋅2⋅85,8+2+64⋅0,2+3+84⋅0,1+4+104⋅0,1-5=8,052
Найдем теоретические объемы продуктов сгорания:
VRO2=0,01CO2+CO+H2S+i=1nm⋅CmHn=0,01⋅1⋅85,8+2⋅0,2+3⋅0,1+4⋅0,1=0,869
VN20=0,79V0+0,8⋅NP100=0,79⋅8,025+13,7100=6,498
Найдем характеристику топлива β:
β=0,21⋅0,01⋅N2+0,79⋅V0VRO2-0,79=0,21⋅0,01⋅13,7+0,79⋅8,0520,869-0,79=0,78
Содержание азота N2 и кислорода О2 в сухих газах при полном сгорании топлива определяются выражениями:
O2=21-RO2⋅β+1=21-9⋅0,78+1=4,977N2=100-RO2-O2=86,023
При полном сгорании топлива коэффициент избытка воздуха в топке определяется по формуле:
αт=2121-79⋅O2N2=2121-79⋅4,97786,023=1,278
Коэффициент избытка воздуха за газоходом определяется как сумма коэффициента избытка воздуха в топке αт и присосов воздуха по газовому тракту Δα:
α=αт+Δα=1,278+0,11=1,388
Действительное количество воздуха, поступающего в топку:
Vд=αт⋅V0=1,278⋅8,052=10,292
Действительный объем дымовых газов на выходе из топки Vг:
Vг=Vсг+VH2O=VRO2+VN2=VRO2+VN20+α-1⋅V0=0,869+6,498+1,388-1⋅8,051=10,493м3кг
Энтальпия воздуха при α = 1 и температуре θ 0С определяется выражением
IВ0=V0⋅cθв=8,051⋅1515,5=12202,67 кДж/м3
Энтальпия продуктов сгорания при α = 1 и температуре газов θ 0С определяется по формуле
Iг0=VRO2⋅cθRO2+VN20⋅cθN2=0,869⋅2329,5+6,498⋅1469,5=11573,16 кДж/м3
Энтальпия продуктов сгорания 1 кг твердого, жидкого или 1 нм3 газообразного топлива определяется из выражения:
Iг=Iг0+α-1⋅Iв0=11573,16+1,388-1⋅12202,67=16310,62 кДж/м3
Ответ: Qнс=31054кДжм3; α=1,388;Vд=10,292м3кг;Vг=10,493м3кг;Iг=16310,62 кДж/м2