Appunti sulla combustione [modalità compatibilità]

Appunti sulla combustione

ARGOMENTI

• I combustibili– Classificazione– Caratteristiche– Caratterizzazione

• Il processo di combustione– Stechiometria– Stechiometria– Massa d’aria stechiometrica– Eccesso d’aria– Temperatura dei fumi– Rendimento di combustione

OBIETTIVI

• Definire le proprietà dei combustibili• Caratterizzare un combustibili ai fini degli usi energetici per la produzione di

calore• Analizzare il processo di combustione

– Stechiometria della combustione– Definire il rendimento di combustione– Definire il rendimento di combustione– Definire la temperatura dei fumi

I COMBUSTIBILI

• Il termine combustibile si riferisce tradizionalmente a sostanze capaci, in opportune condizioni, di combinarsi con un comburente rilasciando energia utile a seguito di una reazione chimica

• Le reazioni di combustione sono sempre reazioni di ossidazione, dove il combustibile rappresenta la sostanza ossidabile e il comburente, generalmente ossigeno, la sostanza ossidante

Generalità

• I combustibili tradizionali sono composti essenzialmente da carbonio (C) ed idrogeno (H): questi sono detti elementi utili, in quanto l’energia rilasciata è dovuta alla scissione dei legami del C e dell’H

ANALISI DEI COMBUSTIBILI

• Stato di aggregazione– I parametri rilevanti per un combustibile solido saranno in linea di massima

diversi da quelli per uno liquido e per uno gassoso

• Analisi immediata– Analisi delle sostanze che si trovano mescolate nella composizione del

carburantecarburante

• L’analisi definitiva– Identificazione dei componenti primari

ANALISI IMMEDIATA

• Umidità– È la quantità di acqua presente nel combustibile

• si misura riscaldando il combustibile in atmosfera inerte• Sostanze volatili

– È la porzione trasformabile in gas attraverso riscaldamento• Si determinata riscaldando il combustibile all’interno di un forno chiuso

riempito di materiale inerte per un tempo e una temperatura prefissata• Ceneri

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• Ceneri– Sono i residui non organici che rimangono dopo la combustione completa

(silicati, alluminati, ossido di ferro, ossidi di calcio, ossidi di magnesio, piccole tracce di ossidi di titanio, alkali e composti dello zolfo)

• Carbonio fisso– È ottenuto per differenza dagli elementi misurati rispetto al campione

originale (in realtà quello misurato come carbonio fisso in realtà non è carbonio puro ma contiene al suo interno ancora tracce di H, O, S, N…)

ANALISI DEFINITIVA

• Percentuali in peso– Carbonio– Idrogeno– Ossigeno– Zolfo– Azoto

• Frazioni

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• Frazioni– O/C e H/C

• Indicano la prevalenza dei legami carbonio-ossigeno e carbonio-idrogeno sui legami carbonio-carbonio, a più alto contenuto d’energia

– Il contenuto di C nella la biomassa ed il carbone determina il PC• C/N

– Processi biochimici o termochimici

PROPRIETÀ DEI COMBUSTIBILI

• Potere calorifico• Tonalità termica• Temperatura Teorica di Combustione• Temperatura di Flash Point• Temperatura di Accensione• Temperatura di Autoaccensione • Temperatura di Autoaccensione • Temperatura di Ignizione• Limiti di Infiammabilità• Indice di Wobbe• Viscosità Cinematica

POTERE CALORIFICO DEI COMBUSTIBILI

• Potere Calorifico Superiore (PCS o HHV - Higher Heating Value)– È la quantità di calore che si rende disponibile per effetto della combustione

completa a pressione costante della massa unitaria del combustibile, quando i prodotti della combustione sono riportati alla temperatura iniziale del combustibile e del comburente.

• Potere Calorifico Inferiore (PCI o LHV – Low Heating Value)• Potere Calorifico Inferiore (PCI o LHV – Low Heating Value)– È il calore ottenibile dalla combustione quando l’acqua di reazione resta in

fase vapore • Di fatto è il potere calorifico superiore diminuito del calore latente di

condensazione dell'acqua presente nei prodotti di reazione (Combustione dell’idrogeno del combustibile)

• Potere Calorifico Utile– Tiene conto dell’umidità del combustibile (i valori del PCS e del PCI sono

riferiti al “secco”)

POTERE CALORIFICO SUPERIORE

• Il PCS per i principali combustibili è tabellato e disponibile in letteratura (Perry’s Chemical Handbook)

• Esistono relazioni empiriche per il calcolo del PCS nota la formula

• In prima approssimazione

∑ ⋅=i

ii PCSXPCS

• Esistono relazioni empiriche per il calcolo del PCS nota la formula bruta del combustibile o la composizione in peso delle diverse sostanze

Formula bruta: CnHmOpNq (in assenza di umidità e ceneri)

[ ] ( )qpmnmolekJPCS +⋅−⋅+⋅= 916,1322,1092,4/

Percentuali in peso (C, H2, O, N, A)

[ ] ( ) ANOSHCkgkJPCS ⋅−+⋅−⋅+⋅+⋅= 30,159,11950,68323.195,340/ 2

POTERE CALORIFICO INFERIORE

2H2 + O2 → 2H2O 1 kg H 2 + 7,9367 kg O 2 → 8,9367 kg H 2O

λ calore latente di liquefazione del vapore

λ = 2.400 kJ/kg

HPCSQPCSPCI OH ⋅⋅−=−= 9 2 λ

λ = 2.400 kJ/kg

POTERE CALORIFICO UTILE

• Il potere calorifico si riferisce all’unità di massa (o volume) del combustibile secco

• Il potere calorifico utile tiene conto della presenza di umidità nel combustibile

• Se si indica con U la frazione umida, allora è possibile calcolare il potere calorifico utile a partire dal potere calorifico inferiore:potere calorifico utile a partire dal potere calorifico inferiore:

P.C.U. P.C.I. (1-U) – ·USλ= ⋅

POTERE CALORIFICO UTILE

Il potere calorifico si riferisce all’unità di massa (o volume) del combustibile secco

U: percentuale in peso di H2O nel combustibile

( ) λ⋅−−= UUPCIPCI 1

-

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

14.000

16.000

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70%U

kJ/kg

CALCOLO DEL POTERE CALORIFICO

E’ possibile ottenere una stima del potere calorifico di un combustibile a partire dalle entalpie di formazione degli elementi

costituenti il combustibile e il comburente.

legge di Hesse ( ) ( )∑∑ ∆⋅−∆⋅=∆reagfjprodfir ji

HHH 000 υυ

0 −=∆ ..0 CPH r −=∆

( ) ( )∑∑ ∆⋅−∆⋅=prodfireagfj ij

HHCP 00.. υυ


H2

O2

C

Composti

0,000,000,00

Entalpie di Formazione (kJ/mol)

CCOCO2

CH4

H2O(g)H2O(l)

0,00-110,54-393,50

-74,85-241,84-285,85

S2O -296,80


Esempio: CH 4

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

02,

02,

02,

04, 2121.. OHfCOfOfCHf HHHHCP ∆⋅−∆⋅−∆⋅+∆⋅=

( ) ( )∑∑ ∆⋅−∆⋅=prodfireagfj ij

HHCP 00.. υυ

molekJPCI / 49,56084,24150,39385,74 =++−=

molekJPCS / 50,60485,28550,39385,74 =++−=

TONALITA’ TERMICA

H: alore prodotto dalla combustione di 1kg di combustibileR: rapporto aria/combustibile

1+=

R

Ht

R: rapporto aria/combustibile

La tonalità termica offre una misura di quanta parte del calore fornito dal processo di combustione vero e proprio venga spesa per riscaldare l’aria

necessaria alla combustione. Nel caso di combustibili con elevato contenuto di O2 (ad esempio gli esplosivi), a

fronte di un PC basso si ha un’alta tonalità termica (R basso, la combustione avviene con l’ossigeno presente nel combustibile).

Temperature caratteristiche dei combustibili

• Temperatura teorica di combustione– È la temperatura che in teoria è possibile raggiungere a combustione

ultimata a partire dalle condizioni normali in un ambiente di volume unitario costante senza scambi di calore con l’esterno, in presenza della quantità d’aria stechiometrica

• Temperatura di autoaccensione– È la temperatura oltre la quale è possibile che si inneschino fenomeni di

autocombustione, in assenza di innesco

• Temperatura di flash point– È la temperatura più bassa alla quale può formarsi una miscela

infiammabile con aria• A tale temperatura il vapore cessa di bruciare nel momento in cui la

sorgente infiammabile viene rimossa

• Temperatura di ignizione– È la temperatura, leggermente superiore alla temperatura di flash point,

alla quale il vapore continua a bruciare dopo essere stato acceso

TEMPERATURA DI IGNIZIONE

• I combustibili liquidi si definiscono:– molto infiammabili (Cat. A)

• Ti < 21°C

– infiammabili (Cat. B)• 21°C < Ti < 65°C

– combustibili (Cat. C)• olii combustibili

Sostanza

Idrogeno

BenzinaGasolio

Pentano (C5H12)Abete in trucioli

560

250220

420260

T(°C)

• olii combustibili– 65°C < Ti < 125°C

• olii lubrificanti– Ti > 125

Carta da giornale in ritagliCotone lenzuolo in rotolo

Lana coperte in rotolo

FiammiferiGomma sintetica in piani

Legno pannelli truciolariNitrocellulosa film

Seta naturale

NylonRayon

230238

205

163294 ÷ 310

216 ÷ 310137

570

476280

LIMITI DI INFIAMMABILITÀ

• Nel caso in cui si abbia una miscela combustibile-ossidante allo stato vapore o gassoso, affinché la combustione innescata in un punto si propaghi a tutta la massa, è necessario che i rapporti volumetrici di composizione siano compresi all’interno di un certo range.

• I limiti superiore e inferiore di tale range sono detti limite inferiore e limite superiore di infiammabilità

INDICE DI WOBBE(Combustibili Liquidi e gassosi)

d

PCW k

k =

È definito come il rapporto tra il potere calorifico (superiore o inferiore) del gas e la radice quadrata della densità del gas rispetto all’ aria .

d

Da una misura dell’intercambiabilità nell’utilizzo finale di diversi combustibili.Combustibili che hanno valori dell’indice di Wobbe simili sono

intercambiabili per gli usi finali

VISCOSITÀ CINEMATICA(Combustibili Liquidi e gassosi)

È la resistenza allo scorrimento di un fluido in gravità [mm2/s]

Per i combustibili liquidi la viscosità cinematica viene di solito Per i combustibili liquidi la viscosità cinematica viene di solito valutata alla temperatura di 40 °C

• Definisce il contenuto energetico di un combustibile in termini di volume• Influisce sui si ripercuote sui costi di trasporto e stoccaggio del materiale• Determina il sistema di immissione e processamento.• Il calcolo della densità può essere effettuato in modo differente a seconda

della composizione del combustibile e del suo stato di aggregazione– Solido

DENSITA’

– Solido– Liquido– Gassoso

CLASSIFICAZIONE DEI COMBUSTIBILI

• Una classificazione dei combustibili può essere fatta a partire da diverse caratteristiche che possono essere di volta in volta più o meno interessanti per i diversi scopi

• Si possono distinguere i combustibili in funzione di– stato di aggregazione:

• Combustibili solidi• Combustibili solidi• Combustibili liquidi• Combustibili gassosi

– processo di produzione:• Combustibili naturali• Combustibili derivati

– ciclo generativo• Combustibili rinnovabili• Combustibili non rinnovabili

CLASSIFICAZIONE PER STATO DI AGGREGAZIONE

• Combustibili solidi – Carbone– Biomassa– Coke di petrolio– Bitume– Uranio

• Combustibili liquidi – Gasolio– Olio Combustibile– Benzina– GPL– Kerosene

• Combustibili gassosi– Gas naturale– Biogas– Syngas– Idrogeno

– Biodiesel– Oli vegetali o animali– Bioetanolo e alcoli

CLASSIFICAZIONE PER PROCESSO DI PRODUZIONE

• Naturali: sono quelli che si usano in seguito a trattamenti molto limitati rispetto a come vengono trovati in natura, per esempio.

• Gas naturale• Carbon fossile• Biomassa

• Derivati: sono il risultato di trasformazioni o di lavorazioni che modificano • Derivati: sono il risultato di trasformazioni o di lavorazioni che modificano sostanzialmente la materia reperibile in natura

• Carbone di legna• Derivati del Petrolio• Biodiesel• Bioetanolo• Biogas• Syngas• Idrogeno

CLASSIFICAZIONE PER DURATA DEL CICLO GENERATIVO

• Non rinnovabili:– Fossili

• Carbone• Gasolio• Benzina• Gas naturale

• Rinnovabili:– Legna– Pellets– Biodiesel– Bioetanolo– Idrogeno• Gas naturale

– Nucleare• Uranio

– Idrogeno– Biogas

– Syngas

ANALISI DEI COMBUSTIBILI SOLIDI

• Composizione– Umidità– Materia Volatile

• Incondensabile (gas)• Condensabile (catrami)

– Carbonio fisso– Ceneri (quantità, temperatura di fusione, composizione chimica)– Ceneri (quantità, temperatura di fusione, composizione chimica)

• Caratteristiche– Dimensioni (granulometria e forma a temperatura ambiente e dopo

riscaldamento) – Densità superficiale– Temperatura di autoaccensione– Temperatura di fusione ceneri

ANALISI DEI COMBUSTIBILI LIQUIDI

• Composizione– Acqua– Composizione per componente

• Metanolo (CH3OH)• Aromatici (in particolare benzene (C6H6)

– Composti organici che contengono uno o più anelli aromatici nella loro struttura; la presenza di tali anelli conferisce loro reattività particolari, molto diverse da quelle di composti aventi peso molecolare e gruppi funzionali similicomposti aventi peso molecolare e gruppi funzionali simili

• Paraffine– Miscela di idrocarburi solidi, in prevalenza alcani [CnH(2n + 2)], le cui molecole presentano

catene con più di 20 atomi di carbonio• Nitrati alchilici [CnH(2n - 2)]

– Sali dell'acido nitrico (HNO3), in cui è presente lo ione nitrato NO3-

• Glicerina legata (metil esteri, monogliceridi, digliceridi e trigliceridi) e libera– Composto organico nella cui struttura sono presenti tre gruppi OH

– Solidi sospesi– Ceneri/Residuo carbonioso

ANALISI DEI COMBUSTIBILI LIQUIDI

• Caratteristiche– Viscosità – Punto di Intorbidamento

• È la temperatura a cui compaiono le prime formazioni solide– Punto di scorrimento

• È la temperatura a cui le formazioni solide impediscono il flusso del combustibile– Tensione di vapore e Infiammabilità

Proprietà antidetonanti–– Proprietà antidetonanti

• Numero di Ottano:– Miscele di ottano (C8H18) (100) e neptano (CH3(CH2)5CH3) (0)

– Proprietà di accendibilità• Numero di Cetano

– Cetano (C16H34) (100) e metilnaftene (C11H10) (0)– Le caratteristiche antidetonanti e quelle di accendibilità di un combustibile

sono inversamente proporzionali– Corrosione– Congelamento

DENSITA’ DEI COMBUSTIBILI SOLIDI

• Vs : Volume del solo materiale solido• Vp: Volume dei vuoti (pori) nelle particelle• Vl : Volume dei vuoti tra le particelle (del letto)• Vtot: Volume totale• εp : Porosità delle particelle

– rapporto tra volume dei pori e la somma del volume dei pori e del volume del solido

– rapporto tra volume dei pori e la somma del volume dei pori e del volume del solido

• εb: porosità del letto– rapporto tra volume del letto e il volume totale

• ρs: densità di scheletro– rapporto tra la massa e il volume del solido

• ρa: densità apparente– rapporto tra la massa e la somma del volume del solido e del volume

dei pori• ρb: densità di Bulk

– rapporto tra la massa e il volume totale


lpstot VVVV ++=

pp VV

V

+=εPorosità delle particelle

spp VV +

tot

lb V

V=ε

ss V

m=ρ

Porosità delle particelle

Porosità del letto

Densità di scheletro

Densità di Bulk

Densità Apparente


( )psa

sp

s

sp

psp

sp

pp

sps

s

psa

VV

V

VV

VVV

VV

V

VV

V

VV

m

ερρε

ρρ−⋅=⇒

+=

+−+

=+

−=−

⋅+

=+

=

1

11

Densità di Bulk

( )( )bab

tot

ps

tot

llps

tot

ltot

tot

lb

tot

psa

totb

V

VV

V

VVVV

V

VV

V

V

V

VV

V

m

ερρε

ρρ−⋅=⇒

+=

−++=−=−=−

+==

1

11

DENSITA’ DEI COMBUSTIBILI LIQUIDI E GASSOSI

• Densità o massa volumica– Massa per unità di volume

• Peso specifico o volumico– Peso per unità di volume

• Densità (o peso) specifico relativi– Rapporto fra massa (o peso) e massa (o peso) di eguale volume di

acqua distillata a 4 C

spapb ρρρεε ==⇒== 0

– Rapporto fra massa (o peso) e massa (o peso) di eguale volume di acqua distillata a 4°C

• Densità allo stato “naturale”, ad umidità normale, ad umidità commerciale, allo stato anidro– Relativa a valori di umidità decrescenti

• Densità basale– Rapporto tra la massa allo stato anidro ed il volume allo stato “naturale”

LA COMBUSTIONE

• La trasformazione chimica associata alla combustione è principalmente una trasformazione di ossidazione– l’energia che si rende disponibile deriva dalla scissione dei legami chimici

delle specie soggette a variazioni dello stato di ossidazione

• Gli elementi ossidabili all’interno dei combustibili tradizionali sono essenzialmente

GENERALITÀ

essenzialmente– Carbonio– Idrogeno– Zolfo

• L’ossigeno necessario per la combustione viene di norma prelevato direttamente dall’aria

• La quantità d’aria strettamente necessaria alla completa combustione della massa unitaria di combustibile si dice quantità d’aria stechiometrica(ovvero “potere comburivoro”)

LA COMBUSTIONE

C + O2 → CO2 1 kg C + 2,6642 kg O 2 → 3,6642 kg CO 2

Rapporto stechiometrico

2H2 + O2 → 2H2O 1 kg H 2 + 7,9367 kg O 2 → 8,9367 kg H 2O

S + O2 → SO2 1 kg S + 0,9979 kg O 2 → 1,9979 kg SO 2

PROCESSO DI COMBUSTIONE


C: carbonio (% in massa) contenuto nel combustibileH2: idrogeno (% in massa) contenuto nel combustibileS: zolfo (% in massa) contenuto nel combustibileO2c: ossigeno (% in massa) contenuto nel combustibile

mO2 = 2,664 · C · mcomb + 7,937 · H2 · mcomb + 0,998 · S · mcomb - O2c · mcomb

mO2 = (2,664 · C + 7,937 · H2 + 0,998 · S - O2c ) · mcomb

LA COMBUSTIONE


Aria atmosferica secca (in volume)N2: 78,080 %O2: 20,950 %Ar: 0,934 %Altro: 0,036 %

PMO2 = 31,99988 uma

PMAria = 28,9644 uma

Aria atmosferica secca (in peso)O2: 23,15 %

LA COMBUSTIONE

2

2

232,4

2315,02315,0 O

OariaariaO m

mmmm ⋅==⇒⋅=

m = (11,511 · C + 34,291 · H + 4,312 · S – 4,32 · O ) · m


maria = (11,511 · C + 34,291 · H2+ 4,312 · S – 4,32 · O2c ) · mcomb

maria = (11,511 · C + 34,291 · H+ 4,312 · S – 4,32 · Oc ) ·(1-U-A) · mcomb

Se sono presenti umidità (U) e ceneri (A)

LA COMBUSTIONE

Rapporto stechiometrico: esempi

Benzina C8H14,8 C = 86,56% H = 13,44% maria,st = 14,6

Gasolio C H C = 86,52% H = 13,48% m = 14,6

Carbone C C = 90,00% A = 10,00% maria,st = 9,3

Gasolio C16H29,7 C = 86,52% H = 13,48% maria,st = 14,6

Metano CH4 C = 74,87% H = 25,13% maria,st = 17,2

GPL C3H8 C = 81,71% H = 18,19% maria,st = 15,7

IdrogenoH2 C = 00,00% H = 100,00% maria,st = 34,3

MASSA DEI FUMI

comb

aria

m

mR = Rapporto aria / combustibile

combariaf mmm +=

comb

combcomb

comb

comb

ariaf m

m

m

m

mm ⋅

+=

( ) combf mRm ⋅+= 1

ACCESSO D’ARIA

• Ottimizzare le condizioni di combustione– Combustibili solidi: α = 0,5 ÷ 1 – Combustibili gassosi: α = 0,1 ÷ 0,3

• Controllare la temperatura di combustione st

st

aria

ariaaria

m

mm −=α

ariaariamm

st−

st

st

comb

aria

comb

aria

comb

aria

aria

ariaaria

R

RR

m

mm

m

m

m

m

mm

st

st

st

st−=

−=

−=α

1−Φ=αstR

R=Φ

MASSA DEI FUMI

( ) combf mRm ⋅+= 1

stst

RRR

R ⋅Φ=⇒=Φ ( ) combstf mRm ⋅+⋅Φ= 1

11 +=Φ⇒−Φ= αα ( )[ ] combstf mRm ⋅++= 11α

1+= Rm f

1+⋅Φ= stf Rm ( ) 11 ++= αstf Rm

Per unità di massa del combustibile

TEMPERATURA DEI FUMI

TcmmPCI fumipfumicomb ∆⋅⋅=⋅ ,

Rc

PCI

mm

m

c

PCI

cm

mPCIT combcomb

+=

+=

⋅⋅=∆

1

1

Rcmmccm fumipariacombfumipfumipfumi ++⋅ 1,,,

( ) 0, 1

TRc

PCIT

fumipfumi +

+=

COMPOSIZIONE DEI FUMI

• Prodotti della combustione– CO2: dalla combustione del C– H2O: dalla combustione del H2

– SO2: dalla combustione dello S

• Sostanze presenti nell’aria– N– N– O2 (in eccesso rispetto alle quantità stechiometriche)– Argon, CO2, altri gas nobili: in prima approssimazione possono essere

trascurati considerando l’aria composta da N e O2.

• Altre sostanze presenti nei combustibili– N– O2 (in eccesso rispetto alle quantità stechiometriche)


C + O2 → CO2 1 kg C + 2,6642 kg O 2 → 3,6642 kg CO 2

2H2 + O2 → 2H2O 1 kg H 2 + 7,9367 kg O 2 → 8,9367 kg H 2O

combCO mCm ⋅⋅= 6642,32

combOH mHm ⋅⋅= 22 9367,9

Prodotti della combustione

S + O2 → SO2 1 kg S + 0,9979 kg O 2 → 1,9979 kg SO 2

combOH 22

combSO mSm ⋅⋅= 9979,12


CmCO ⋅= 6642,32

22 9367,9 Hm OH ⋅=

SmSO ⋅= 9979,12


7685,0⋅= ariaN mm

Altre sostanze presenti nei combustibili e nell’aria : azoto

Aria atmosferica secca (in peso)O2 23,15 %N 76,85 %

( )1+=⇒−

= αα ariaaria mmmm

st ( )1+=⇒= αα ariaariaaria

mmm st

st

st

( ) ( ) combstariaN mRmmst

17685,017685,0 +⋅=+⋅= αα

( )17685,0 +⋅= αstN Rm



Altre sostanze presenti nei combustibili e nell’aria : ossigeno

stst

st

st

ariaariaariaaria

ariaaria mmmm

mm⋅=−⇒

−= αα

( ) mmmm ⋅⋅=−= α2315,02315,0 ( )stst ariaariaariaO mmmm ⋅⋅=−= α2315,02315,02

combstO mRm ⋅⋅⋅= α2315,02


stO Rm ⋅⋅= α2315,02


( ) 0, 1

TRc

PCIT

fumipfumi +

+=

Il c dei fumi è la media pesata dei c delle sostanze che compongono i fumiIl cp dei fumi è la media pesata dei cp delle sostanze che compongono i fumi

fumi

OOpSOSOpOHOHpCOCOpfumip m

mcmcmcmcc 22,22,22,22,

,

⋅+⋅+⋅+⋅=

TEMPERATURA DEI FUMI

( ) stfumifumip

RTTc

PCIR ⋅Φ=−= 1

_ 0,

( ) RTTcR

PCI 1

_−

⋅=Φ ( ) stfumifumipst RTTcR _ 0,⋅

( ) 11

_ 0,

+=−⋅

=Φ αstfumifumipst RTTcR

PCI

( ) 11

_ 0,

−−⋅

=stfumifumipst RTTcR

PCIα

COMPOSIZIONE E TEMPERATURA DEI FUMI

• La combustione non è completa– Il calore sviluppato è inferiore al PCI del combustibile– Nei fumi sono presenti altre sostanze

• HC• CO

• Alcuni composti presenti nei fumi reagiscono tra loro

Caso reale

• Alcuni composti presenti nei fumi reagiscono tra loro– NOx


• Il CO si forma dalla combustione incompleta del carbonio (fenomeno del congelamento della reazione)– Fattori che influiscono sulla formazione di CO

• Durata della combustione• Eccesso d’aria

• NOx

Caso reale

• NOx– ossido di azoto: NO– diossido di azoto: NO2– ossido di diazoto: N2O – triossido di diazoto: N2O3

– pentossido di diazoto: N2O5

• Fattori che influiscono sulla formazione di NOx– Temperatura– Eccesso d’aria– Durata della combustione


ossido di azoto NO

NO2

N2O

diossido di azoto

ossido di diazoto

91,3

33,2

81,6

Sostanza Formula ∆Hf

N2O

N2O3

N2O5

ossido di diazoto

triossido di diazoto

pentossido di diazoto

81,6

91,3

91,3

RENDIMENTO TERMICO DI COMBUSTIONE

• Rapporto tra la potenza termica convenzionale e la potenza del focolare– Potenza del focolare

• prodotto del potere calorifico inferiore del combustibile impiegato e la portata di combustibile bruciato

– Potenza termica convenzionale• potenza del focolare diminuita della potenza termica persa al camino, • potenza del focolare diminuita della potenza termica persa al camino,

(perdita per calore sensibile dei fumi nell’unità di tempo)

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