Θεωρία καύσης άνθρακα

Η καύση είναι μια γρήγορη χημική αντίδραση μεταξύ καυσίμου και οξυγόνου. Όταν τα καύσιμα στοιχεία του καυσίμου συνδυάζονται με O2, παράγεται θερμοενέργεια. Κατά τη διάρκεια της καύσης, τα καύσιμα στοιχεία όπως ο άνθρακας, ο θείο, το υδρογόνο κλπ. συνδυάζονται με το οξυγόνο και παράγουν τα αντίστοιχα οξείδια. Η πηγή οξυγόνου στην καύση του καυσίμου είναι η ατμόσφαιρα. Σε όγκο, υπάρχει 21% οξυγόνο στην ατμόσφαιρα και σε βάρος 23,2%. Παρόλο που υπάρχει 79% (σε όγκο) αζώτο στην ατμόσφαιρα, δεν έχει ρόλο στην καύση.
Στην πραγματικότητα, ο αζώτος μεταφέρει την θερμότητα που παράγεται κατά την καύση στην ατμοπαροχή του καυστήρα. Σύμφωνα με τη θεωρία της καύσης, η ποσότητα αέρα που απαιτείται για την καύση είναι αυτή που παρέχει αρκετό O2 για την πλήρη οξείδωση των καύσιμων στοιχείων του καυσίμου. Αυτή η ποσότητα αέρα είναι γενικά γνωστή ως απαιτούμενος STOICHIOMETRIC AIR.

Αυτή η ποσότητα αέρα εξαρτάται από τη φύση του καυσίμου. Οι απαιτήσεις STOICHIOMETRIC AIR για διαφορετικά καύσιμα προκύπτουν από την ανάλυση του καυσίμου και είναι δοθείσες σε πινακοειδή μορφή παρακάτω,

Καύση Άνθρακα

Για αρκετό αέρα,

Έχουμε ήδη πού ο αέρας περιέχει 23,2% O2 σε βάρος. Συνεπώς, η ποσότητα αέρα που απαιτείται για την παροχή 2,67 γραμμάρια O2 είναι

Σύμφωνα με την ιδανική θεωρία της καύσης, μετά την καύση ενός γραμμαρίου άνθρακα (C), το προϊόν της καύσης περιέχει μόνο 3,67 γραμμάρια CO2 καιN2.

Καύση Άνθρακα με Ανεπαρκή Αέρα

Σε βάρος, η απαίτηση αέρα για την παροχή αυτής της ποσότητας O2 είναι

Μετά την καύση ενός γραμμαρίου άνθρακα (C), το προϊόν της καύσης περιέχει μόνο 2,33 γραμμάρια CO καιN2.
Από τις εξισώσεις (1) και (2) είναι σαφές ότι λόγω ανεπαρκούς αέρας, η ζέστη που χάνεται κατά την καύση 1 γραμμαρίου άνθρακα είναι