燃焼計算

質問

熱工学の分野での質問があります。
オクタンの燃焼計算について、半径100μmの液滴を１秒間に2000個供給します。
その時の燃焼ガスの体積流量はいくらになるかを教えてください。
よろしくお願いします。

回答No.2

okormazd · ベストアンサー

Ｃ8Ｈ18 の密度0.70[g/cm^3](20℃)、分子量114[g/mol]、生成ガス100[℃]、101.3[kPa]、空気中のＯ2濃度21[vol%](=[mol%])とする。
Ｃ8Ｈ18 の流量
0.70[g/cm^3]*4/3*3.14*(100*10^(-4)[cm])^3*2000=0.00586[g/s]
=0.00586/114[mol/s]

　　Ｃ8Ｈ18　　＋　　25/2Ｏ2　　→　　８ＣＯ2　　＋　　9Ｈ2Ｏ
　　　1mol　　　　　25/2mol　　　　　　8mol　　　　　　9mol
の割合だから、Ｃ8Ｈ18
1[mol/s]が燃焼したときの、
生成ガスは、
ＣＯ2：8[mol/s]
Ｈ2Ｏ：9[mol/s]
消費されるＯ2：25/2[mol/s]
に見合う
Ｎ2：79/21*25/2[mol/s]
合計：8+9+79/21*25/2[mol/s]
だろう。
Ｃ8Ｈ18：0.00586/114[mol/s]
だったら、
0.00586/114*(8+9+79/21*25/2)[mol/s]
じゃないか。
このガスが、100[℃]、101.3[kPa]なら、
22.4[L/mol]*(100+273)/273*101.3/101.3
を、
かければいいんじゃないか。

お礼

本当にありがとうございました。
分かりやすく教えていただきありがとうございます。
もう一つ教えていただきたいのですが、ガス温度１００℃のとき101.3[kPa]、というのは、どこからあたえられたものなのかを教えていただけませんか。

回答No.3

okormazd

あなたはまじめに考えて質問しているのだと思いますが、もっと基本的な学習が必要と思います。

気体の体積は、温度と圧力を指定しなければ、決まりません。
あなたの質問では、この両方とも指定されていません。
#1さんの指摘で、温度は出しましたが、圧力はありませんでした。
#1さんも圧力が必要なことは百も承知なことですよ。

仕方がないので、圧力を大気圧101.3[kPa]にした計算を示しました。
他の圧力なら、
22.4[L/mol]*(100+273)/273*101.3/101.3
の分母101.3をその圧力に変えてください。

お礼

すみません。もっと基本的な学習をしていきたいと思います。
本当にご迷惑をおかけしましてすみませんでした。
これから基本的なことを頑張って勉強していきます。
ありがとうございました。

回答No.1

noname#160321

オクタンの密度約0.7g/mL、分子量114.23、液滴体積(4/3)×3.14×(0.01)^3 (mL)、液滴個数2000、完全燃焼の反応式
Ｃ8Ｈ18 ＋ Ｏ2 → ８ＣＯ2 ＋ 9Ｈ2Ｏ
酸素濃度21%、ここまでは問題無し。
で、分らないのが「燃焼後のガスの温度」これが無いとどんな計算も無駄。

補足

すいみません。条件の記入もれでした。
燃焼後のガスの温度を１００度として計算をお願いします。よろしくお願いします。