Tüzeléstechnika Gázok égése L. Szabó Gábor Debreceni Egyetem Műszaki Kar Épületgépészeti és Létesítménymérnöki Tanszék l.szabo.gabor@eng.unideb.hu

Égés Égés: olyan kémiai reakció, amelynek során az éghető gáz a levegő oxigénjével exoterm (hőtermelő) reakcióba lép. Sebessége szerint megkülönböztetünk: Lassú: pl.: rozsdásodás Normál: pl.: a köznapi értelemben vett égés Gyors: pl.: gázpalack felrobbanása

A fontosabb szénhidrogének Gáztechnikai jele Neve Összetétele Molekulatömege [kg/kmol] C1 Metán CH4 16 C2 Etán C2H6 30 C3 Propán C3H8 44 C4 Bután C4H10 58 C5 Pentán C5H12 72 C6 Hexán C6H14 86 Szénhidrogének általánosan: CnH2n+2

A szénhidrogének égése 1[m3] CH4+ 2[m3] O2 = 1[m3] CO2 + 2[m3] H2O Adott szénhidrogén oxigénnel való tökéletes egyesülése folytán szén-dioxid és víz keletkezeik.

Az égés egyenletei 1 CH4+ 2 O2 = 1 CO2 + 2 H2O 2 CO+ 1 O2=2 CO2 2 H2+1 O2=2 H2O

Az égés bruttó egyenletei 1 CH4+ 2 O2 = 1 CO2 + 2 H2O 1 C2H6+ 3,5 O2 = 2 CO2 + 3 H2O 1 C3H8+ 5 O2 = 3 CO2 + 4 H2O 1 C4H10+ 6,5 O2 = 4 CO2 + 5 H2O 1 C5H12+ 8 O2 = 5 CO2 + 6 H2O 1 C6H14+ 9,5 O2 = 6 CO2 + 7 H2O 1 C7H16+ 11 O2 = 7 CO2 + 8 H2O 1 CO+ 0,5 O2=1 CO2 1 H2+0,5 O2=1 H2O

A bruttó egyenletek elemeinek szorzótényezői Az O2 együtthatóját f1-el jelöljük. 1 [m3] adott gáz elégetéséhez szükséges oxigén [m3]-ben Az CO2 együtthatóját f2-vel jelöljük. 1 [m3] adott gáz elégetésekor keletkező szén-dioxid [m3]-ben Az H2O együtthatóját f3-mal jelöljük. 1 [m3] adott gáz elégetésekor keletkező víz [m3]-ben A szorzó tényezők mértékegysége ezért [m3/m3]

A gázkeverék „inert” gázainak f1, f2, f3 értékei Jele f1 f2 f3 Nitrogén N2 Víz H2O 1 Szén-dioxid CO2 Oxigén O2 -1

Az égési levegő összetétele Alkotó Térfogatarány [m3/m3] [tf%] Nitrogén 0,780.5 78,05 Oxigén 0,21 21 Argon és más nemes gázok 0,009.2 0,92 Szén-dioxid 0,000.3 0,03

Gázkeverék égéséhez szükséges minimális oxigén illetve levegő igény Azt a mennyiséget, mely az éghető gáz elégéséhez szükséges minimális oxigén igénynek nevezzük: Jele: O2,min , Mértékegysége [m3/m3] A minimális oxigénigényt biztosítani tudó levegő mennyiség a minimális levegő igény: Jele: Lmin , Mértékegysége [m3/m3]

Légellátási (légfelesleg) tényező Az égésben résztvevő levegőmennyiség viszonya az elméleti levegőszükséglethez a légellátási tényező. Gáztüzelő berendezésekben mindig több levegő adnak a gázhoz, mint az elméleti levegő szükséglet, ennek oka, a tökéletes égés biztosítása Jele: λ, Mértékegysége: [-] Meghatározása: Értéke: Tökéletes égésnél λ=1,0 Gázégőknél λ=1,1-1,4

A széndioxid és a vízgőz mennyisége Az égési és a bruttó egyenletekből adódóan megtudjuk határozni az elméletileg keletkező szén-dioxid és vízgőz mennyiségét. A keletkező szén-dioxid mennyisége: A keletkező vízgőz mennyisége:

Köszönöm a figyelmet !