Heizwert bei unstöchiometrischer Verbrennung berechnen

Physinetz · Anmeldungsdatum: 20.09.2006 Beiträge: 317

Guten Tag,

ich habe einen Luft-Massenstrom m_0 den ich zusammen mit m_B stöchiometrisch verbrenne.

Meine Energebilanz mit der Eingangstemperatur der Luft T_t,m0 sähe dann so aus:

m_0 * T_t,m0 + m_B*H_U = (m_0 + m_B) * T_out

Frage: Angenommen ich reduziere nun meinen Luftmassenstrom m_0 , dann verbrenne ich nicht mehr stöchiometrisch. Wie kann ich dies in einer Energiebilanz berücksichtigen? Im Prinzip sinkt ja dann H_U ?

Gibt es hierfür irgendwelche einfacheren Abschätzungen oder muss ich da eine Verbrennungsgleichung (Standardbildungsenthalpien, ...) aufstellen?

Vielen Dank und liebe Grüße
Physinetz

Nobby1 · Anmeldungsdatum: 19.08.2019 Beiträge: 1547

Wenn nicht stöchiometrisch muss man die limintierende Komponente erfassen. Die Chemie läuft immer noch stöchiometrisch aber eben mit weniger Edukt. Oder gar eine neue Gleichung aufstellen, wenn andere Produkte entstehen wie CO anstatt CO2.

Physinetz · Anmeldungsdatum: 20.09.2006 Beiträge: 317

Danke Nobby für deine Hilfe.

Angenommen mein Flugzeugtriebwerk hat für seinen Kraftstoff ein stöchiometrisches Verhältnis von 14,7 (Luft / Kraftstoff).

Bedeutet wenn ich stöchiometrische fliegen möchte dann gilt:

m_air * T_t,air + m_fuel*H_fuel = (m_air + m_fuel) * T_out

wobei gilt m_air / m_fuel = 14,7

Öffne ich nun mein Triebwerk etwas, sodass mehr Luftmassenstrom hineinkommt , also zusätzlich m_add wäre die Gleichung für die Energie einfach:

m_air * T_t,air + m_fuel*H_fuel = (m_air + m_fuel + m_add) * T_out

Folglich sinkt T_out etwas.

Ist das korrekt?

Viele Grüße
Physi

Nobby1 · Anmeldungsdatum: 19.08.2019 Beiträge: 1547

Leider sagen die Abkürzungen mir überhaupt nichts.
In dem Fall es wird mehr Luft ( Sauerstoff) zugefügt, verbrennt das Kerosin immer noch vollständig und hat den gleichen Energie Beitrag. Ein Teil der Luft wird halt nicht genutzt.

Physinetz · Anmeldungsdatum: 20.09.2006 Beiträge: 317

Hallo Nobby,

es handelt sich um eine reine energetische Betrachtung auf Basis von Enthalpien, wobei gilt:

T_t = Totaltemperatur in Kelvin
m_air = Luftmassenstrom in kg/s