De verbrandingstemperatuurcalculator schat de adiabatische vlamtemperatuur bereikt tijdens een verbrandingsproces. Deze berekening is cruciaal bij het optimaliseren verbranding efficiëntie, minimaliseert de vorming van verontreinigende stoffen en verbetert het brandstofgebruik. Het helpt ingenieurs en wetenschappers om de maximale temperatuur te bepalen op basis van brandstofeigenschappen, reactantcondities en specifieke verbrandingsproducten.
Formule van verbrandingstemperatuurcalculator
De formule voor de adiabatische verbrandingstemperatuur is:
T_verbranding = T_initieel + (ΔH_verbranding / Σ(n_i * c_p,i))
Waar:
- T_combustion is de adiabatische verbrandingstemperatuur (in Kelvin, K).
- T_initial is de begintemperatuur van de reactanten (in Kelvin, K).
- ΔH_verbranding is de verbrandingswarmte (in joule of kilojoule per mol (van brandstof).
- n_i is het aantal mol van elke productsoort.
- c_p,i is de specifieke warmtecapaciteit van elke productsoort (in joule per mol per kelvin, J/(mol·K)).
Afhankelijke variabele formules
- Verbrandingswarmte
ΔH_verbranding = Σ(ΔHf_reactanten) – Σ(ΔHf_producten)
Waar:- ΔHf_reactanten is de enthalpie van de vorming van reactanten.
- ΔHf_producten is de vormingsenthalpie van de producten.
- Totale warmtecapaciteit van producten
Σ(n_i * c_p,i) = n_CO2 * c_p,CO2 + n_H2O * c_p,H2O + n_N2 * c_p,N2 + …
Waar:- n_CO2, n_H2O, n_N2, enz., zijn de mol verbrandingsproducten.
- c_p,CO2, c_p,H2O, c_p,N2, enz., zijn de specifieke warmtecapaciteiten van de producten.
- Begintemperatuur van reactanten
T_initieel = T_omgeving + ΔT_voorverwarmen
Waar:- T_ambient is de omgevingstemperatuur.
- ΔT_preheat is de temperatuurverhoging door het voorverwarmen van reactanten.
Gecombineerde formule
T_verbranding = T_initieel + (Σ(ΔHf_reactanten – ΔHf_producten) / Σ(n_i * c_p,i))
Handige conversietabel
| Parameter | Eenheid | Typische waarden/opmerkingen |
|---|---|---|
| Verbrandingswarmte (ΔH_verbranding) | kJ/mol of MJ/kg | Afhankelijk van de brandstof, ~50 MJ/kg voor methaan |
| Soortelijke warmte (c_p,i) | J/(mol·K) of BTU/(lb·°F) | 37 J/(mol·K) voor CO₂, 33 J/(mol·K) voor H₂O |
| Omgevingstemperatuur (T_ambient) | K of °C | Typisch bereik: 298 K (25°C) |
| Voorverwarmtemperatuurverhoging (ΔT_preheat) | K | Verschilt, meestal 100–200 K |
| Mol producten (n_i) | Dimensieloos | Gebaseerd op stoichiometrische verbrandingsvergelijkingen |
Voorbeeld van een verbrandingstemperatuurcalculator
Een methaanverbrandingssysteem verbrandt 1 mol CH₄ in aanwezigheid van 2 mol O₂. De reactanten hebben een begintemperatuur (T_initial) van 298 K en het voorverwarmen voegt 150 K toe. De producten omvatten CO₂ en H₂O, met specifieke warmtecapaciteiten van respectievelijk 37 J/(mol·K) en 33 J/(mol·K). De verbrandingswarmte voor methaan is 890 kJ/mol.
- Bereken de totale warmtecapaciteit van producten: Σ(n_i * c_p,i) = (1 * 37 J/(mol·K)) + (2 * 33 J/(mol·K)) = 103 J/(mol·K)
- Bereken ΔH_verbranding: ΔH_verbranding = 890,000 J/mol
- Bereken de adiabatische verbrandingstemperatuur: T_verbranding = T_initieel + (ΔH_verbranding / Σ(n_i * c_p,i)) T_verbranding = 298 K + 150 K + (890,000 J / 103 J/K) T_verbranding = 298 K + 150 K + 8,640 K = 9,088 K.
De berekende adiabatische verbrandingstemperatuur bedraagt ongeveer 9,088 K.
Meest voorkomende veelgestelde vragen
De adiabatische verbrandingstemperatuur is de theoretische maximumtemperatuur die een verbrandingssysteem kan bereiken zonder warmteverlies naar de omgeving.
Het berekenen van de verbrandingstemperatuur helpt bij het ontwerpen van verbrandingssystemen en het optimaliseren van brandstof efficiëntieen het verminderen van schadelijke emissies.
Nee, adiabatische verbrandingstemperatuur vertegenwoordigt de theoretische bovengrens. De temperaturen in de echte wereld zijn lager vanwege warmteverlies en inefficiënties.