R1年 大気特論 問3(燃焼計算)

問題

通常空気使用時の理論空気量がA0 m3N/kg である燃料を,酸素濃度を25.0%とした酸素富化空気により燃焼させる。酸素富化空気を使用した場合の理論湿り燃焼排ガス量は,通常空気使用時のそれに比べ,何m3N/kg 減少するか。

  1. 0.04 A0
  2. 0.08 A0
  3. 0.12 A0
  4. 0.16 A0
  5. 0.20 A0

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解答

(4)

解説

燃料とO2が反応して、生成物ができたとすると、化学反応式は以下の通りとなります。

燃料+O_2→生成物

ここで、O2の体積をx[m3N]とおくと、理論空気量A0は以下の通りとなります。

A_0 = \dfrac{x}{0.21}

酸素濃度を25.0%とした場合の理論空気量をA0'とすると、A0'は以下の通りとなります。

A_0' = \dfrac{x}{0.25}

よって、A0'とA0の比を計算すると、

 A_0'=\dfrac{0.21}{0.25}A_0=0.84A_0

求めたいのは減少分のため、

A_0-A_0'=0.16A_0

となり、(4)が正解となります。

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