equazione di combustione

Studio dell'equazione di combustione per la combustione completa di un idrocarburo applicato alla depolverazione del motore.

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Partiamo dalla formula generica di combustione completa di alcani:

CnH(2n+2) + (3n+1)/2*(O2+3.76N2) –> nCO2 + (n+1)H2O+(3n+1)/2*3.76N2

1) Studio del volume dell'equazione di combustione completa:

Considerando i gas di scarico in CNPT.
1 25 gas talpa = L
Motivo della combustione di una mole di carburante CnH (2n + 2)

L'equazione precedente quindi ci dà la via di fuga:
25n L CO2
25 (n + 1) L H2O
25 (3n 1 +) / 2 3.76 * L N2

Un totale di 25n 25 + (n + 1) + 25 (3n 1 +) / * 2 3.76 25 = (7.64n 2.88 +) = n + 191 72 L gas.

Nota: per n = 0 i 72 L corrispondono alla mole di H2O e alla 1.88 mole di N2 risultanti dalla combustione dell'idrogeno puro.

Per un dato alcano quindi abbiamo rispettivamente:

25n / (191n 72 +)% del CO2
25 (n + 1) / (191n 72 +)% del H2O
(25(3n+1)/2*3.76)/(191n+72) % de N2

Una divisione per 25 semplificare formule.

Ciò è valido in caso di combustione completa (nessuna creazione di CO o particelle) e ideale (nessuna creazione di Nox)

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2) Studio di massa dell'equazione di combustione completa:

Studiamo i rifiuti di massa dell'equazione completa.

[CO2]=12+2*16=44 g/mol
[H2O] = 2 1 * + = 16 18 g / mol
[N2] = 2 14 * = 28g / mol

Il calcolo su N2 è inutile nel caso di una combustione ideale (nessuna creazione di Nox) poiché questo elemento non interviene, è un gas inerte.

quindi le rispettive masse sarebbero:
per CO2: 44n
per H2O: 18 (n + 1)

Applicazione a benzina (ottano puro). n = 8
[C8H18] = 8 12 * + = 18 1 114 * g / mol.
La massa di CO2 rilasciata per mole di ottano consumata è: 44 * 8 = 352 g.
La massa di H2O rilasciata per mole di ottano consumata è: 18 (8 + 1) = 162 g.
Il rapporto tra consumo di carburante ed emissioni di CO2 è 352/114 = 3.09

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Poiché l'unità di volume è più comune quando si parla di carburante, è preferibile passare questo rapporto in grammi di CO2 per litro di benzina consumata.

Sapendo che la densità della benzina è di 0.74 kg / le che 1 grammo di benzina bruciata rilascia 3.09 grammi di CO2, arriva: 0.74 * 3.09 = 2.28 kg di CO2 per litro di benzina bruciata.

Questi 2.28 kg occupano un volume di 2280/44 * 25 = 1295 L di CO2 rilasciata per litro di benzina consumata.

Allo stesso modo per H2O: il rapporto tra consumo di carburante ed emissioni di CO2 è 162/114 = 1.42
quindi: 0.74 * 1.42 = 1.05 kg di H2O per litro di combustibile bruciato.

Conclusione

Un veicolo che consuma 1 litro di benzina rilascerà quindi poco più di un chilo di acqua e 2.3 kg di CO2.

L'acqua si condenserà abbastanza rapidamente direttamente o sotto forma di nuvola e ricadrà in forma liquida abbastanza rapidamente (perché non dobbiamo dimenticare che il vapore acqueo è un ottimo gas serra, molto più "potente" di CO2), questo non è il caso della CO2, che ha una durata di circa 100 anni.

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Per altri carburanti, è sufficiente sostituire n con il carburante utilizzato. Ad esempio, il diesel è costituito da alcani con una n che varia tra 12 e 22. Sarebbe anche interessante calcolare le emissioni di CO2 rispetto all'energia fornita da un dato combustibile. Questo potrebbe essere l'oggetto di un'altra pagina.

Ad ogni modo, seguirà un articolo con lo studio della combustione incompleta (creazione di CO) e non ideale (creazione di Nox)

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