Mam problem. Chciałbym policzyć temperaturę spalania metanu w zależności od ilości dostarczanego powietrza.
Z kombinowania w ChF jestem nietęgi, więc proszę Was o pomoc.
Z czego skorzystac? Pewnie z jakichś ciepeł spalania albo innych entalpii tworzenia..
Są na to takie śmieszne wzory, ale chciałbym w miarę proste (i logiczne!) rozumowanie.
Serdeczne.

Tak, na pewno trzeba uwzględnić rodzaj spalania (niepełne, pełne), z tablic odczytać efekt energetyczny (ciepło spalania) i obliczyć na temperaturę.

Ino jak..
w moim wzorze jest dziewięć róznych wielkości, w tym dwie określa się na podstawie nomogramu. Wiesz jak nazywa się wielkość szukana?
TEORETYCZNA temperatura spalania. Za taką teoretykę to ja dziękuję.

Eee, wiem, że może niezbyt potrafię to wyjaśnić, a pamiętam, coś tam pamiętam, to tak: ciepło spalania z tablic. Jak nie da rady, to standardowo, czyli ciepło tworzenia produktów minus ciepło tworzenia substratów (entalpie), otrzymany efekt energetyczny będzie ciepłem, które chcemy orzymać. A wzór to, wiadomo, deltaH = delta H stand. - całka od temp 298 do x Cp(s)dT. Mam nadzieję, że za bardzo nie pokręciłem, bo trochę dzisiaj nie kontaktuję (oczywiście obliczasz x)

No tak, tylko, że paliwo spala się w jakimś otoczeniu - chciałbym wziąć na nie poprawkę. Zdaje się, że jest coś takiego jak pojemność cieplna..
Czy byłbyś łaskaw wyłożyć mi, jak się z niej korzysta? :]
Ostrzegałem, że termodynamika to nie jest moja mocna strona.. więc jak mi się coś nagle przyśni wyliczyć, to same problemy są.

Masz rację, jest takie coś, jak pojemność cieplna. Niemniej możesz obliczyć sam efekt energetyczny, bo będzie to "czyste ciepło" powstałe w reakcji, natomiast później trzeba uwzględnić pojemność cieplną mieszaniny O2-N2 (powietrze) w celu określenia odchylenia od temp. obliczonej. Hmmm, przykro mi, ale jaśniej wytłumaczyć tego nie umiem... Poza tym, mam nadzieję, że za bardzo nie namieszałem, bo dzisiaj jest jeden z tych "słabszych intelektualnie" dni.

Z drugiej strony, w ten sposób, będziesz mógł raczej określić temperaturę otoczenia, a interesuje nas temp. spalania, więc...

Ee.. no, ale jak uwzględnić tę pojemność? Jest taki wzór.. prawda?
Przecież spalany gaz oddaje ciepło otoczeniu, więc jego temperatura jest mniejsza niż idealna. Więc wszystko jest w porządku.

"Podstawy procesów spalania", A. Kowalewicz, WNT 2000r.
Książka jest kiepściutka, ale coś na ten temat tam jest.

Miała być teoretyczna temperatora spalania więc jakie oddawanie ciepła do otoczenia?
Ja to wyobrazam sobie tak. Ciepło powstające przy reakcji łatwo obliczyć (entalpie tworzenia czy jakoś tak - nie jestem chemikiem) lub w przypadku mieszaniny stechiometrycznej lub uboższej wziąć ciepło spalania z tabeli. Następnie znając skład mieszaniny przed spaleniem można wyznaczyć skład spalin. Temperaturę spalin można wyznaczyć wyobrażając sobie, że spaliny te o temperaturze początkowej (takiej jak temperatura mieszaniny przed spaleniem) ogrzewamy obliczonym poprzednio ciepłem. Należy tylko znać ciepło właściwe spalin - można je wyznaczyć znając ciepła właściwe ich składników. I uwaga na ciepło parowania wody - ciepło spalania (nie wartość opałowa) podawane w tabelach dotyczy przypadku gdy woda ze spalin ulega skropleniu (jak w kotle kondensacyjnym). Oczywiście ciepło właściwe spalin nie jest stałe w funkcji temperatury i trzeba by je uśrednić, lub korzystać z tabel entalpii składników spalin od temperatury przy stałym ciśnieniu (no i wtedy liczyć w EXCELu).

Tak, w sumie to masz rację Elektryk, no i zgadza się z tym co napisałem.
A swoją drogą, to rzeczywiście, jeśli chcemy obliczyć rzeczywistą temp. spalania w jakimś konkretnym otoczeniu, to musimy wziąć poprawkę na pojemność cieplną tego ośrodka. Wydaje mi się, że najlepiej będzie to opisywać zjawisko promieniowania, bo właśnie w taki sposób w takim wypadku będzie zachodzić wymiana ciepła z otoczeniem. A liość ciepła wymienionego będzie zależała od różnicy temperatur w 4 potęgach.

Chosen, nie bardzo rozumiem co masz na myśli pisząc o pojemności cieplnej otoczenia. W spalającej się mieszance znajduje się jakiś pył nagrzewajacy się razem ze spalinami? Jeżeli osiąga on temperaturę spalin to traktujesz go w zaproponowanej przeze mnie metodzie jak jeden z gazowych składników spalin.
Gdy potem piszesz o wymianie ciepła z otoczeniem to wyobrażam sobie płomień palnika, którego temperatura jest niższa od teoretycznej bo palący się strumień mieszanki w sposób ciągły wypromieniowuje strumień ciepła. Jest to zupełnie inne zagadnienie. Tutaj temperatura będzie zależała od kształtu, wielkości płomienia i miejsca pomiaru. Nie widzę tu miejsca dla "pojemności cieplnej otoczenia". Chyba, że chodzi Ci o stopniowe nagrzewanie się otoczenia a nie o proces ustalony.

Właśnie to mam na myśli, a opisywane jest to przez różnice temp. w 4 potęgach, a nie przez bezpośrednią różnicę temp. bo wymiana ciepła zachodzi na skutek zjawiska promieniowania. Dlatego w różnych odległościach od "żądła" płomienia temperatura będzie się zmieniać wraz z podaną zależnością. Jeżeli Duminowi chodzi właśnie o to, to w tej chwili nie mam za bardzo pomysłu, ale taka sugestia: gdyby zróżniczkować równanie wymiany ciepła i zastosować warunki brzegowe T1 = 298 K T0 = absolutna temp. płomienia?? Na razie nie bardzo sobie to wyobrażam, zastosować w praktyce, bo wymaga to nieco pomyślenia, natomiast sam pomysł jest niezły, bo w efekcie otrzymalibyśmy temp. otoczenia w funkcji odległości od źródła

Nawiasem mówiąc, Dumin podał ciekawy problem do rozwiązania, bo o ile obliczenie temp. absolutnej nie jest takie złe, o tyle otrzymanie poprawnych wyników w 2 wypadku wymaga nieco pomyślenia.

PS. Jak zapodałem jakieś bzdury, proszę poprawcie mnie

Wygoglowałem (tegoroczne) zadanie z konkursu:
http://66.102.9.104/search?q=cache:7wvW ... a%22&hl=pl

Proces jest adiabatyczny, temperatura jest teoretyczna, a jednak powietrze odbiera ciepło (bo chcą, żeby to uwzględnić). To jak to jest?


Dokładnie o takie wyobrażenie mi chodziło! (tylko nie umiałem tego wyrazić.. :)

A jak wygląda równanie wymiany ciepła dla gazów?
Ja znam tylko takie, które jest fajne w odniesieniu do wymienników, bo jest proste, ale wystepuje w nim współczynnik.. wyznaczany empirycznie.

Zaproponowana przeze mnie metoda obliczeń właśnie uwzględnia ciepło pobrane przez nadmiar powietrza o którym jest mowa w zadaniu. W spalinach których ciepło właściwe musisz obliczyć znajduje sie to "balastowe" powietrze (nieprzereagowany tlen i azot).
To o taki "odbiór ciepła" tu chodzi, zapomnij o promieniowaniu i wymianie ciepła przez gazy.

A, czyli Elektryk, tak jak myślałem, zaproponował prostszą wersję. Beż promieniowania itd. (chociaż upierając się, trzeba by to było uwzględnić) jednakże matematycznie byłoby to dość skomplikowane.

Ale wtedy temperatura nie byłaby teoretyczna.

Oczywiście, ale napisałem to (...) od zadania.

Edit: ponieważ dziwny system zapobiegający pisaniu niecenzuralnych słów, wykropkował mój tekst, zatem sformułuję to inaczej: nie napisałem tego w nawiązaniu do zadania

Jeszcze raz, proszę.
Mam efekt energetyczny reakcji (deltaH) i pojemność cieplną spalin (Cp - liczone ze średniej ważonej, dobrze?).
I wzór, deltaH=deltaH0 - Cp * całka z dT/T w granicach 298 i x.
Gdzie mam podstawić tę zmianę entalpii, którą policzyłem? We wzorze jest deltaH i deltaH0.. a ja mam tylko jedną.. którą..?
Jestem z termodynamiką na bakier - wyrozumiałości. I łopatologizmu..

Przyrost temperatury otrzymasz dzieląc efekt energetyczny przez pojemność cieplną spalin. A ten wzór jakiś dziwny...

Wzór jest całkiem ok, tylko całka jest przed Cp. A to co masz Dumin, to jest deltaH0.

Ale Cp jest stałe więc można je wyciągnąć przed całkę..
Więc wystarczy podzielić!

To kiedy się używa tego wzoru? Też widzę go pierwszy raz w życiu..

Aaa, bo Ty bierzesz Cp jako wartość liczbową, a nie w funkcji temperatury?? Tak, ze masz tylko stałe przed: T;T^2;T^-1 itd...

W tym wzorze najbardziej mnie dziwi to /T

Hmmm.... dlaczego?? Cp jest wyrażone wielomianem typu aT bT2 cT^-1 itd...

Teraz to już ja nic nie rozumiem. Dla mnie pojemność cieplna to ilość ciepła potrzebna do ogrzania układu o jeden stopień, jednostka: dżul na kelwin. Chyba, że to Cp to nie pojemnośc cieplna.