اﺣﺘﺮاق و ﺗﺮﻣﻮﺷﯿﻤﯽ

(1)

Advanced Numerical Methods 1

ﯽﻤﯿﺷﻮﻣﺮﺗ و قاﺮﺘﺣا

Advanced Combustion

(2)

قاﺮﺘﺣا يﺮﺘﻣﻮﯿﮐﻮﺘﺳا تﺎﺒﺳﺎﺤﻣ

تﺎﺒﺳﺎﺤﻣ



يا ﻪﯾﺎﭘ قاﺮﺘﺣا

) تﺎﺒﺳﺎﺤﻣ يﺮﺘﻣﻮﯿﮐﻮﺘﺳا

(

قاﺮﺘﺣا



ﻞﻣﺎﮐ ﯽﻗاﺮﺘﺣا

ﺖﺳا ﻪﮐ

رد نآ مﺎﻤﺗ يﺎﻫ ﻦﺑﺮﮐ

ﺖﺧﻮﺳ ﻪﺑ

CO

₂

،

مﺎﻤﺗ ﻪﺑ ( ﺪﺷﺎﺑ ﻪﺘﺷاد دﻮﺟو ﺮﮔا ) نآ دﺮﮔﻮﮔ مﺎﻤﺗ و H

₂

O ﻪﺑ ﺖﺧﻮﺳ يﺎﻫ نژورﺪﯿﻫ SO

₂

ﻞﯾﺪﺒﺗ دﻮﺷ

.

طﻮﻠﺨﻣ



ﺖﺳرد ﺎﯾ

يﺮﺘﻣﻮﯿﮐﻮﺘﺳا )

Stoichiometry

( ترﺎﺒﻋ ﺖﺳا

زا ﯽﻃﻮﻠﺨﻣ

ﻪﮐ . ﺪﺷﺎﺑ اراد ﻞﻣﺎﮐ قاﺮﺘﺣا ياﺮﺑ ار ناﺪﯿﺴﮐا ﻞﻗاﺪﺣ ﺮﻈﻧ رد ار ﺮﯾز ﺶﻨﮐاو ﺪﯾﺮﯿﮕﺑ

: C

_x

H

_y

+OxidizerProducts

CH

₄

+2O

₂

CO

₂

+2H

₂

O

C

₂

H

₆

+3.5O

₂

2CO

₂

+3H

₂

O

C

₂

H

₆

+4.5O

₂

2CO

₂

+3H

₂

O+O

₂

(3)

قاﺮﺘﺣا



ﺖﺧﻮﺳ و

اﻮﻫ

ياﺮﺑ



لﺎﺜﻣ :

رد 

تﺎﺒﺳﺎﺤﻣ ﻦﯾا

ﺶﺨﺑ N₂

ترﻮﺻ ﻪﺑ ﻪﻧﻮﮔ

ﯽﺜﻨﺧ ظﺎﺤﻟ

دﻮﺷ ﯽﻣ .

ﻪﺘﺒﻟا ﺮﮔا

يﺎﻣد تﻻﻮﺼﺤﻣ

ﻻﺎﺑ

،ﺪﺷﺎﺑ يراﺪﻘﻣ

زا N₂ ﺎﺑ O₂ ﺶﻨﮐاو هداد

و يﺎﻫزﺎﮔ هﺪﻨﯾﻻآ

NO_x ﻞﮑﺷ

ﺪﻧﺮﯿﮔ ﯽﻣ .

ﻞﻣﺎﺷ اﻮﻫ ﻪﮐ دﻮﺷ ﯽﻣ ضﺮﻓ سرد ﻦﯾا رد يزﺎﺳ هدﺎﺳ رﻮﻈﻨﻣ ﻪﺑ 21

% و نﮋﯿﺴﮐا ﯽﻤﺠﺣ 79

% .ﺖﺳا اﻮﻫ رد N₂ لﻮﻣ 3_/76 ،O₂ لﻮﻣ ﮏﯾ يازا ﻪﺑ ﯽﻨﻌﯾ .ﺖﺳا نژوﺮﺘﯿﻧ ﯽﻤﺠﺣ

CH

₄

+2(O

₂

+3.76N

₂

)CO

₂

+2H

₂

O+7.52N

₂

C

₂

H

₆

+3.5(O

₂

+3.76N

₂

)2CO

₂

+3H

₂

O+13.16N

₂

C

₂

H

₆

+4.5(O

₂

+3.76N

₂

)2CO

₂

+3H

₂

O+O

₂

+16.92N

₂

O

₂

+3.76 N

₂

≡ 4.76 Air

(4)

قاﺮﺘﺣا



ﺺﻗﺎﻧ

ﻞﻣاﻮﻋ



قاﺮﺘﺣا ﺺﻗﺎﻧ

:

مﺪﻋ 

دﻮﺟو نﮋﯿﺴﮐا

؛ﯽﻓﺎﮐ

طﻼﺘﺧا 

ﺐﺳﺎﻨﻣﺎﻧ ﺖﺧﻮﺳ

و ناﺪﯿﺴﮐا )

ﺖﻠﻋ ﻪﺑ نﺎﻣز

دوﺪﺤﻣ سﺎﻤﺗ

ﻦﯿﺑ ﺖﺧﻮﺳ

و (؛نﮋﯿﺴﮐا

ﻪﯾﺰﺠﺗ 

ﯽﯾﺎﻤﯿﺷ يﺎﻫ ﻪﻧﻮﮔ

ﯽﻠﺻا )

CO₂ و

H₂O (

رد ﺮﺛا يﺎﻣد ﻻﺎﺑ

.

ﺮﮔا رد تﻻﻮﺼﺤﻣ قاﺮﺘﺣا

ﺖﺧﻮﺳ ﻪﺘﺧﻮﺴﻧ

و ﺎﯾ ﯽﯾﺎﻫ ﻪﻧﻮﮔ ﺮﯿﻈﻧ

،C H₂

،

،CO

،OH

،O و H

هﺮﯿﻏ دﻮﺟو

ﻪﺘﺷاد

،ﺪﻨﺷﺎﺑ نآ

،قاﺮﺘﺣا ﺺﻗﺎﻧ

ﺖﺳا .

C₃H₆ + 4.307 O₂ ^ 1.903 CO + 1.097 CO₂ + 0.383 H + 0.432 H₂ + 2.004 H₂O + 0.386 O + 0.745 OH + 0.691 O₂

(5)

ﮏﯾ



ﺖﺧﻮﺳ ﯽﻨﺑﺮﮐورﺪﯿﻫ

ﺎﺑ لﻮﻣﺮﻓ ﯽﻣﻮﻤﻋ

C

_x

H

_y

ار

رد ﺮﻈﻧ ﺪﯾﺮﯿﮕﺑ

:

ﺖﺒﺴﻧ



ﺖﺧﻮﺳ ﻪﺑ

اﻮﻫ و ﺖﺒﺴﻧ اﻮﻫ

ﻪﺑ ﺖﺧﻮﺳ

ﺖﺒﺴﻧ



ﻢﻫ يزرا )

Equivalence Ratio

(

2 2

2

3 . 76 ) ( / 2 ) 3 . 76

( O N xCO y H O aN

a H

C

_x _y

+ + → + +

4 x y

a = +

يﺮﺘﻣﻮﯿﮐﻮﺘﺳا طﻮﻠﺨﻣ ياﺮﺑ

fuel air fuel

air air

fuel air

fuel

MW MW a

m AF m

MW a

MW m

FA m

1 76 .

; 4 76

. 4

1 = =

=

a st st

a

AF AF FA

FA

) (

)

( =

ϕ = 𝒂𝒂 ≠ 𝒙𝒙 + 𝒚𝒚𝟒𝟒 :يﺮﺘﻣﻮﯿﮐﻮﺘﺳا ﺮﯿﻏ طﻮﻠﺨﻣ ياﺮﺑ

ياﺮﺑ طﻮﻠﺨﻣ

يﺮﺘﻣﻮﯿﮐﻮﺘﺳا :

𝒂𝒂 = 𝒙𝒙 + ^𝒚𝒚_𝟒𝟒

(6)

طﻮﻠﺨﻣ



ﯽﻨﻏ )

(

Rich

و ﻖﯿﻗر )

(

Lean

ياﻮﻫ



ﯽﻓﺎﺿا )

Excess air (

رد يﺎﻫﺪﻨﯾآﺮﻓ ﯽﻗاﺮﺘﺣا

ﯽﻌﻗاو

ًﻻﻮﻤﻌﻣ ياﺮﺑ

ﻪﮑﻨﯾا لﺎﻤﺘﺣا

عﻮﻗو قاﺮﺘﺣا

ﻞﻣﺎﮐ ار

ﯾاﺰﻓا

ﺶ ﻪﺑ ﺖﺒﺴﻧ يﺮﺘﺸﯿﺑ ياﻮﻫ زا ﺪﻨﯾﺎﻤﻧ لﺮﺘﻨﮐ ار قاﺮﺘﺣا ﻪﻈﻔﺤﻣ يﺎﻣد ﺎﯾ و ﺪﻨﻫد

ياﻮﻫ .دﻮﺷ ﯽﻣ هدﺎﻔﺘﺳا يﺮﺘﻣﻮﯿﮐﻮﺘﺳا

يﺮﻈﻧ ﺎﯾ يرﻮﺌﺗ ياﻮﻫ ﺪﺻرد 

%a_th=%100/ϕ

ﯽﻓﺎﺿا ياﻮﻫ ﺪﺻرد 

%𝑬𝑬𝒙𝒙_{𝒂𝒂𝒊𝒊𝒓𝒓} = 𝟏𝟏 − 𝝋𝝋 𝝋𝝋⁄ × 𝟏𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎

ﯽﻨﻏ طﻮﻠﺨﻣ



(

Rich

) ϕ >1

ﻖﯿﻗر طﻮﻠﺨﻣ



(

Lean

) ϕ <1

ﺖﺳرد طﻮﻠﺨﻣ



)

Stoichiometry

( ϕ =1

C

_x

H

_y

+ 𝒂𝒂

_{𝒕𝒕𝒕𝒕}

𝝋𝝋 (O

₂

+3.76 N

₂

) 𝐏𝐏𝐏𝐏𝐏𝐏𝐏𝐏𝐏𝐏𝐏𝐏𝐏𝐏𝐏𝐏

(7)

تﺎﺒﺳﺎﺤﻣ



يﺮﺘﻣﻮﯿﮐﻮﺘﺳا

رد ﯽﯾﺎﻫ ﺶﻨﮐاو ﺪﻨﻧﺎﻣ

:

C_xH_y+z(O₂+3.76N₂)aCO+bCO₂+cH₂O+dN₂+eO₂+fHO+gNO+…

ﺐﯾاﺮﺿ o داﻮﻣ

ﺖﮐﺮﺷ هﺪﻨﻨﮐ

رد ﺶﻨﮐاو (Reactants)

و تﻻﻮﺼﺤﻣ (Products)

ﻪﮐ ﺐﯾاﺮﺿ

يﺮﺘﻣﻮﯿﮐﻮﺘﺳا هﺪﯿﻣﺎﻧ

ﺪﻧﻮﺷ ﯽﻣ ﺮﺑ

يﺎﻨﺒﻣ نﻮﻧﺎﻗ

يﺎﻘﺑ مﺮﺟ

ﺮﺻﺎﻨﻋ ﺖﺳد ﻪﺑ

ﺪﻨﯾآ ﯽﻣ .

رد o قاﺮﺘﺣا

ًﻻﻮﻤﻌﻣ ﺎﺑ

4 ﺮﺼﻨﻋ ﻦﺑﺮﮐ

، (C) نژورﺪﯿﻫ

،(H) نﮋﯿﺴﮐا

،(O) و

نژوﺮﺘﯿﻧ

(N) .ددﺮﮔ ﯽﻣ هﺪﻫﺎﺸﻣ ﺎﻫ ﺖﺧﻮﺳ ﯽﻀﻌﺑ ﺐﯿﮐﺮﺗ رد ﺰﯿﻧ (S) دﺮﮔﻮﮔ ترﺪﻨﺑ .ﻢﯾراد رﺎﮐوﺮﺳ ﻦﯾاﺮﺑﺎﻨﺑ o ياﺮﺑ

ﺖﺳد ﻪﺑ ندروآ

ﺐﺋاﺮﺿ لﻮﻬﺠﻣ

رد ﺶﻨﮐاو قﻮﻓ

زا نﻮﻧﺎﻗ يﺎﻘﺑ

مﺮﺟ ﺻﺎﻨﻋ

ﺮ (ﻪﻟدﺎﻌﻣ رﺎﻬﭼ .)دﻮﺷ ﯽﻣ هدﺎﻔﺘﺳا نژوﺮﺘﯿﻧ و نﮋﯿﺴﮐا ،نژورﺪﯿﻫ ،ﻦﺑﺮﮐ

رد o قاﺮﺘﺣا ﻞﻣﺎﮐ

داﺪﻌﺗ تﻻدﺎﻌﻣ

) يﺎﻘﺑ ﺮﺻﺎﻨﻋ

( ﺎﺑ داﺪﻌﺗ تﻻﻮﻬﺠﻣ

ﺮﺑاﺮﺑ ﺖﺳا

.

قاﺮﺘﺣارد o ﺮﯿﻏ

ﻞﻣﺎﮐ داﺪﻌﺗ

تﻻدﺎﻌﻣ )

يﺎﻘﺑ ﺮﺻﺎﻨﻋ

( ﺮﺘﻤﮐ زا

داﺪﻌﺗ تﻻﻮﻬﺠﻣ

ﺪﺷﺎﺑ ﯽﻣ

. .ﺪﺷﺎﺑ ﯽﻤﻧ لﻮﻬﺠﻣ ﺐﺋاﺮﺿ ﻪﺒﺳﺎﺤﻣ ﻪﺑ ردﺎﻗ يﺮﺘﻣﻮﯿﮐﻮﺘﺳا تﺎﺒﺳﺎﺤﻣ ﻦﯾاﺮﺑﺎﻨﺑ

(8)

لﺎﺜﻣ



1:

قاﺮﺘﺣا ﮏﯾ

لﻮﻣ نﺎﺘﮐا

ﺎﺑ ﯽﯾاﻮﻫ ﻞﻣﺎﺷ

20 لﻮﻣ O₂

ار رد ﺮﻈﻧ ﺪﯾﺮﯿﮕﺑ

. ضﺮﻓ ﺪﯿﻨﮐ

رد لﻮﻣ داﺪﻌﺗ ﺖﺳا بﻮﻠﻄﻣ .دﻮﺷ ﯽﻣ ﺮﻫﺎﻇ O₂, CO₂, H₂O, N₂ ﻂﻘﻓ تﻻﻮﺼﺤﻣ يﺎﻫ ﻪﻧﻮﮔ

دﻮﺟﻮﻣ رد

تﻻﻮﺼﺤﻣ و

ﺖﺒﺴﻧ اﻮﻫ

ﻪﺑ ﺖﺧﻮﺳ .

C₈H₁₈+20(O₂+3.76N₂)xCO₂+yH₂O+zO₂+wN₂

C: 8=x  x=8

H: 18=2y  y=9

O: 40=2x+y+2z  z=7.5 N₂: 20(3.76)=w  w=75.2

AF= 𝒎𝒎_{𝒂𝒂𝒊𝒊𝒓𝒓}

𝒎𝒎_{𝒇𝒇𝒇𝒇𝒇𝒇𝒇𝒇} = 𝐍𝐍_{𝒂𝒂𝒊𝒊𝒓𝒓}𝐌𝐌𝐌𝐌_{𝒂𝒂𝒊𝒊𝒓𝒓}

𝐍𝐍_𝒄𝒄𝐌𝐌𝐌𝐌_𝒄𝒄 + 𝐍𝐍_𝑯𝑯_𝟐𝟐𝐌𝐌𝐌𝐌_𝑯𝑯_𝟐𝟐 = 𝟐𝟐𝟎𝟎 × 𝟒𝟒.𝟕𝟕𝟕𝟕 × 𝟐𝟐𝟐𝟐.𝟐𝟐𝟖𝟖

𝟐𝟐 × 𝟏𝟏𝟐𝟐 + 𝟗𝟗 × 𝟐𝟐 = 𝟐𝟐𝟒𝟒.𝟏𝟏 𝐤𝐤𝐤𝐤 𝐚𝐚𝐚𝐚𝐏𝐏 𝐤𝐤𝐤𝐤 𝐟𝐟𝐏𝐏𝐟𝐟𝐟𝐟

(9)

لﺎﺜﻣ



2:

رد تﻻﻮﺼﺤﻣ قاﺮﺘﺣا

ﮏﯾ ﺮﻠﯾﻮﺑ ﯽﺘﻌﻨﺻ

ﻪﮐ ﺎﺑ زﺎﮔ ﯽﻌﯿﺒﻃ رﺎﮐ

ﺪﻨﮐ ﯽﻣ 3

ﺪﺻرد ﯽﻟﻮﻣ

نﮋﯿﺴﮐا

هﺪﻫﺎﺸﻣ هﺪﺷ

ﺖﺳا .

بﻮﻠﻄﻣ ﺖﺳا

ﺖﺒﺴﻧ اﻮﻫ

ﻪﺑ ﺖﺧﻮﺳ و

ﺖﺒﺴﻧ ﻢﻫ

يزرا ﺎﺑ

ضﺮﻓ قاﺮﺘﺣا

ﻞﻣﺎﮐ .

زﺎﮔ ﯽﻌﯿﺒﻃ ار

نﺎﺘﻣ رد

ﺮﻈﻧ ﺪﯾﺮﯿﮕﺑ .

زا ﻒﯾﺮﻌﺗ ﺮﺴﮐ

ﯽﻟﻮﻣ ﻢﯾراد

: CH₄+a(O₂+3.76N₂)CO₂+2H₂O+bO₂+3.76aN₂ O: 2a=2+2+2b  b=a-2

𝑿𝑿_𝑶𝑶_𝟐𝟐= 𝑵𝑵_𝑶𝑶_𝟐𝟐

𝑵𝑵_{𝒎𝒎𝒊𝒊𝒙𝒙} = 𝒃𝒃

𝟏𝟏 + 𝟐𝟐 + 𝒃𝒃 + 𝟑𝟑.𝟕𝟕𝟕𝟕𝒂𝒂 = 𝒂𝒂 − 𝟐𝟐

𝟏𝟏 + 𝟒𝟒. 𝟕𝟕𝟕𝟕𝒂𝒂 = 𝟎𝟎. 𝟎𝟎𝟑𝟑 a=2.386

(10)

لﺎﺜﻣ



2 ) ﻪﻣادا (:

ﻪﺒﺳﺎﺤﻣ ﺖﺒﺴﻧ

اﻮﻫ ﻪﺑ ﺖﺧﻮﺳ :

ﻪﺒﺳﺎﺤﻣ ﺖﺒﺴﻧ

يزرا ﻢﻫ :

ﻪﺒﺳﺎﺤﻣ ﺪﺻرد

ياﻮﻫ ﯽﻓﺎﺿا

𝝋𝝋=AF_{𝒔𝒔𝒕𝒕}

:

𝑨𝑨𝑨𝑨_𝒂𝒂 = 𝟏𝟏𝟕𝟕.𝟏𝟏

𝟐𝟐𝟎𝟎.𝟑𝟑 = 𝟎𝟎.𝟐𝟐𝟒𝟒

AF= 𝒎𝒎_{𝒂𝒂𝒊𝒊𝒓𝒓}

𝒎𝒎_{𝒇𝒇𝒇𝒇𝒇𝒇𝒇𝒇} = 𝐍𝐍_{𝒂𝒂𝒊𝒊𝒓𝒓}𝐌𝐌𝐌𝐌_{𝒂𝒂𝒊𝒊𝒓𝒓}

𝐍𝐍_{𝒇𝒇𝒇𝒇𝒇𝒇𝒇𝒇}𝐌𝐌𝐌𝐌_{𝒇𝒇𝒇𝒇𝒇𝒇𝒇𝒇} = 𝟐𝟐.𝟑𝟑𝟕𝟕𝟐𝟐 × 𝟒𝟒.𝟕𝟕𝟕𝟕 × 𝟐𝟐𝟐𝟐.𝟐𝟐𝟖𝟖

𝟏𝟏 × 𝟏𝟏𝟕𝟕.𝟎𝟎𝟒𝟒 = 𝟐𝟐𝟎𝟎.𝟑𝟑 𝐤𝐤𝐤𝐤 𝐚𝐚𝐚𝐚𝐏𝐏 𝐤𝐤𝐤𝐤 𝐟𝐟𝐏𝐏𝐟𝐟𝐟𝐟

AF_{𝒔𝒔𝒕𝒕}=𝟐𝟐 × 𝟒𝟒.𝟕𝟕𝟕𝟕 × 𝟐𝟐𝟐𝟐.𝟐𝟐𝟖𝟖

𝟏𝟏 × 𝟏𝟏𝟕𝟕.𝟎𝟎𝟒𝟒 = 𝟏𝟏𝟕𝟕.𝟏𝟏 𝐤𝐤𝐤𝐤 𝐚𝐚𝐚𝐚𝐏𝐏 𝐤𝐤𝐤𝐤 𝐟𝐟𝐏𝐏𝐟𝐟𝐟𝐟

%𝑬𝑬𝒙𝒙_{𝒂𝒂𝒊𝒊𝒓𝒓} = 𝟏𝟏 − 𝝋𝝋

𝝋𝝋 × 𝟏𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎 ≅ %𝟏𝟏𝟗𝟗

(11)

لﺎﺜﻣ



3 :

زﺎﮔ ﻦﯾﺰﻨﺑ رد

ﯽﻃ ﮏﯾ ﺪﻨﯾآﺮﻓ قاﺮﺘﺣا

ﺎﺑ 90

% ياﻮﻫ يرﻮﺌﺗ

قﺮﺘﺤﻣ دﻮﺷ ﯽﻣ

. رد ﯽﻃ قاﺮﺘﺣا

مﺎﻤﺗ ﺮﺴﮐ .دزﻮﺳ ﯽﻣ ﻦﺑﺮﮐ ﺪﯿﺴﮐﻮﻨﻣ ﻞﮑﺷ ﻪﺑ ﻦﺑﺮﮐ زا ﯽﺘﻤﺴﻗ ﺎﻣا هﺪﺷ ﻞﯾﺪﺒﺗ بآ ﻪﺑ نژورﺪﯿﻫ

ﯽﻟﻮﻣ .ﺪﯿﺑﺎﯿﺑ ار تﻻﻮﺼﺤﻣ رد دﻮﺟﻮﻣ ﻦﺑﺮﮐ ﺪﯿﺴﮐﻮﻨﻣ

ﺎﺑ ﻪﺟﻮﺗ ﻪﺑ

تﺎﺒﺳﺎﺤﻣ يﺮﺘﻣﻮﯿﮐﻮﺘﺳا

ﻢﯾراد :

a_th=8+18/4=12.5

C₈H₁₈+0.9×a_th(O₂+3.76N₂)xCO₂+yCO+zH₂O+wN₂

C: 8=x+y  x+y=8 H: 18=2z  z=9

O: 22.5=2x+y+z  2x+y=13.5 N₂: 11.25(3.76)=w  w=42.3

� 𝐱𝐱 + 𝐲𝐲 = 𝟐𝟐 𝟐𝟐𝐱𝐱 + 𝐲𝐲 = 𝟏𝟏𝟑𝟑.𝟖𝟖

(12)

لﺎﺜﻣ



3 ) ﻪﻣادا (:

ﺶﻨﮐاو ﯽﻌﻗاو

ﺮﺴﮐ ﯽﻟﻮﻣ

ﺪﯿﺴﮐﻮﻨﻣ ﻦﺑﺮﮐ

ﺖﺒﺴﻧ ﻢﻫ

يزرا

C₈H₁₈+11.25 (O₂+3.76N₂)5.5 CO₂+2.5 CO+9 H₂O+42.3 N₂

� 𝐱𝐱 + 𝐲𝐲 = 𝟐𝟐

𝟐𝟐𝐱𝐱 + 𝐲𝐲 = 𝟏𝟏𝟑𝟑.𝟖𝟖 �𝐱𝐱 = 𝟖𝟖.𝟖𝟖 𝐲𝐲 = 𝟐𝟐. 𝟖𝟖

𝐗𝐗_{𝑪𝑪𝑶𝑶}= 𝐍𝐍_{𝑪𝑪𝑶𝑶}

𝐍𝐍_{𝒎𝒎𝒊𝒊𝒙𝒙} = 𝟐𝟐.𝟖𝟖

𝟖𝟖.𝟖𝟖 + 𝟐𝟐.𝟖𝟖 + 𝟗𝟗 + 𝟒𝟒𝟐𝟐.𝟑𝟑 = 𝟎𝟎.𝟎𝟎𝟒𝟒𝟐𝟐

𝝋𝝋=AF_{𝒔𝒔𝒕𝒕}

𝑨𝑨𝑨𝑨_𝒂𝒂 = 𝟏𝟏𝟐𝟐.𝟖𝟖

𝟏𝟏𝟏𝟏.𝟐𝟐𝟖𝟖 = 𝟏𝟏.𝟏𝟏𝟏𝟏

(13)

ﻖﻠﻄﻣ ﯽﭙﻟﺎﺘﻧآ )

دراﺪﻧﺎﺘﺳا (

ﻞﯿﮑﺸﺗ ﯽﭙﻟﺎﺘﻧآ و

زا



ﻪﮐ ﯽﯾﺎﺠﻧآ رد

ﯽﻃ ﺪﻨﯾآﺮﻓ

قاﺮﺘﺣا رﺎﺘﺧﺎﺳ

ﯽﻟﻮﮑﻟﻮﻣ هدﺎﻣ

ﺮﯿﯿﻐﺗ

،ﺪﻨﮐ ﯽﻣ ﺑ

ﻦﯾاﺮﺑﺎﻨ

ﺢﻄﺳ يژﺮﻧا

ﯽﯾﺎﯿﻤﯿﺷ ﺎﻫﺮﮕﺸﻨﮐاو

و تﻻﻮﺼﺤﻣ توﺎﻔﺘﻣ

ﺪﻫاﻮﺧ دﻮﺑ

.

ﯽﻣﺎﮕﻨﻫ 

ﻪﮐ يﺮﯿﯿﻐﺗ رد

ﺐﯿﮐﺮﺗ ﯽﺋﺎﯿﻤﯿﺷ

ﻢﺘﺴﯿﺳ يور

،ﺪﻫﺪﻧ ﺖﻟﺎﺣ

ﻊﺟﺮﻣ ﯽﺑﺎﺨﺘﻧا

يﺮﯿﺛﺄﺗ

رد ﺞﯾﺎﺘﻧ ﺪﻫاﻮﺨﻧ

ﺖﺷاﺬﮔ .

ﺎﻣا ﻪﮐ ﯽﻣﺎﮕﻨﻫ ﺪﻨﯾآﺮﻓ

ﻞﻣﺎﺷ ﺶﻨﮐاو

ﯽﯾﺎﯿﻤﯿﺷ

،ﺪﺷﺎﺑ ﮐﺮﺗ

ﺐﯿﯽﻣﻮﻤﻋ) كﺮﺘﺸﻣ ﻊﺟﺮﻣ ﺖﻟﺎﺣ ﮏﯾ ﻪﮐ ﺖﺳا يروﺮﺿ ﺖﻟﺎﺣ ﻦﯾا رد .ﺪﻨﮐ ﯽﻣ ﺮﯿﯿﻐﺗ ﻢﺘﺴﯿﺳ

( .دﻮﺷ ﻒﯾﺮﻌﺗ داﻮﻣ مﺎﻤﺗ ياﺮﺑ

ﺖﻟﺎﺣ 

ﻊﺟﺮﻣ دراﺪﻧﺎﺘﺳا

: يﺎﻣد 25 °C=298.15 K

و رﺎﺸﻓ 1 atm=101325 Pa

∆E

_chem

∆E

_sys

= ∆E

_state

+

ﯿﻐﺗ ﺮﺛا رد يژﺮﻧا ﺮﯿﯿﻐﺗ ﺮﯿ ﯽﺋﺎﯿﻤﯿﺷ ﺐﯿﮐﺮﺗ ﯿﻐﺗ ﺮﺛا رد يژﺮﻧا ﺮﯿﯿﻐﺗ

ﺮﯿﯽﮑﯿﻣﺎﻨﯾدﻮﻣﺮﺗ ﺖﻟﺎﺣ ﻃ رد ﻢﺘﺴﯿﺳ ﻞﮐ يژﺮﻧا ﺮﯿﯿﻐﺗ

ﯽ بﺎﯿﻏ رد) ﯽﯾﺎﯿﻤﯿﺷ ﺶﻨﮐاو ﻧﺎﺘﭘ ،ﯽﺸﺒﻨﺟ يژﺮﻧا تاﺮﯿﯿﻐﺗ ﻞﯿﺴ (يا ﻪﺘﺴﻫ و

(14)

رد 

يﺎﻫ ﻢﺘﺴﯿﺳ ﯽﻗاﺮﺘﺣا

ﻒﯾﺮﻌﺗ ﯽﭙﻟﺎﺘﻧآ

ﻖﻠﻄﻣ دﺮﺑرﺎﮐ

ﯽﻤﻬﻣ رد

تﺎﺒﺳﺎﺤﻣ نﻮﻧﺎﻗ

وا ل دراد :

�𝒕𝒕

_𝒊𝒊

𝑻𝑻 = �𝒕𝒕

_{𝒇𝒇,𝒊𝒊}^𝟎𝟎

𝑻𝑻

_{𝒓𝒓𝒇𝒇𝒇𝒇}

+ ∆�𝒕𝒕

_{𝒔𝒔,𝒊𝒊}

𝑻𝑻

سﻮﺴﺤﻣ ﯽﭙﻟﺎﺘﻧآ ﺮﯿﯿﻐﺗ زا T ﺎﺗ T_ref يﺎﻣد

ﺣ رد ﻞﯿﮑﺸﺗ ﯽﭙﻟﺎﺘﻧآ ﺖﻟﺎ دراﺪﻧﺎﺘﺳا ﻊﺟﺮﻣ

𝑻𝑻_{𝒓𝒓𝒇𝒇𝒇𝒇},𝑷𝑷^𝟎𝟎 ﻪﻧﻮﮔ ﻖﻠﻄﻣ ﯽﭙﻟﺎﺘﻧآ

يﺎﻣد رد i T

ﯽﭙﻟﺎﺘﻧآ ﻞﯿﮑﺸﺗ

( Enthalpy of Formation )

ﯽﭙﻟﺎﺘﻧآ o ﺪﻨﮐ ﯽﻣ نﺎﯿﺑ ار ﯽﯾﺎﯿﻤﯿﺷ تﻻﺎﺼﺗا رد هﺪﺷ هﺮﯿﺧذ يژﺮﻧا ﻞﯿﮑﺸﺗ

.

يا يژﺮﻧا o ﻪﮐ

رد ﺮﺛا ﻞﯿﮑﺸﺗ يﺎﻫ ﻪﻧﻮﮔ

ﯽﯾﺎﯿﻤﯿﺷ زا

ﺮﺻﺎﻨﻋ ﻪﯿﻟوا

رد ﻂﯾاﺮﺷ 298_/15

ﻦﯾﻮﻠﮐ

و رﺎﺸﻓ 1

ﺮﻔﺴﻤﺗا بﺬﺟ

ﺎﯾ دازآ دﻮﺷ ﯽﻣ

.

ﯽﭙﻟﺎﺘﻧآ ﺖﺳاﺮﻔﺻ قﻮﻓ ﻂﯾاﺮﺷ رد راﺪﯾﺎﭘ ﺖﻟﺎﺣ رد ﺮﺻﺎﻨﻋ ﻪﻤﻫ ﻞﯿﮑﺸﺗ

.

(15)

ﯽﭙﻟﺎﺘﻧآ



ﻞﯿﮑﺸﺗ CO

₂

ﺶﻨﮐاو 

C+O₂CO₂ رد

ﻂﯾاﺮﺷ دراﺪﻧﺎﺘﺳا

ار رد ﺮﻈﻧ ﺪﯾﺮﯿﮕﺑ .

نﻮﻧﺎﻗ 

لوا ﮏﯿﻣﺎﻨﯾدﻮﻣﺮﺗ :

داﻮﻣ 

ﺮﮕﺸﻨﮐاو رد

ﻂﯾاﺮﺷ دراﺪﻧﺎﺘﺳا

راﺮﻗﺴﺤﻣ ﯽﭙﻟﺎﺘﻧآ ﺮﯿﯿﻐﺗ ﻦﯾاﺮﺑﺎﻨﺑ ﺪﻧراد سﻮ .ﺖﺳا ﺮﻔﺻ ﺮﺑاﺮﺑ ﺎﻫ نآ ياﺮﺑ 

ﺮﺻﺎﻨﻋ راﺪﯾﺎﭘ

رد ﻂﯾاﺮﺷ دراﺪﻧﺎﺘﺳا

ﯽﭙﻟﺎﺘﻧآ ﻞﯿﮑﺸﺗ

ﺮﺑاﺮﺑ ﺮﻔﺻ

ﺖﺳا .

CO₂ 

رد ﻂﯾاﺮﺷ

دراﺪﻧﺎﺘﺳا راﺮﻗ

دراد نآ سﻮﺴﺤﻣ ﯽﭙﻟﺎﺘﻧآ ﺮﯿﯿﻐﺗ ﻦﯾاﺮﺑﺎﻨﺑ ﺮﺑاﺮﺑ

ﺮﻔﺻ ﺖﺳا

.

Q = H

_P

- H

_R

H

_R

= 0

𝑸𝑸 = �𝒕𝒕_{𝒇𝒇,𝐂𝐂𝐂𝐂𝟐𝟐}^𝟎𝟎 𝟐𝟐𝟗𝟗𝟐𝟐 𝐊𝐊

= −𝟑𝟑𝟗𝟗𝟑𝟑𝟖𝟖𝟐𝟐𝟎𝟎 𝐤𝐤𝐤𝐤/𝐤𝐤𝐤𝐤𝐏𝐏𝐟𝐟

(16)



ﻞﯿﮑﺸﺗ

يﺎﻣﺮﮔ 

ﻞﯿﮑﺸﺗ

،CO 110530 kJ/kmole

ﺪﺷﺎﺑ ﯽﻣ .

رد 

ﻪﺠﯿﺘﻧ ﺮﮔا

قاﺮﺘﺣا ترﻮﺻ ﻪﺑ

ﺺﻗﺎﻧ ﺠﻧا

مﺎ ﻋ ،ددﺮﮔ ﻞﯿﮑﺸﺗ ﻦﺑﺮﮐ ﺪﯿﺴﮐﻮﻨﻣ و دﻮﺷ هوﻼ.دﻮﺷ ﯽﻣ دازآ يﺮﺘﻤﮐ يژﺮﻧا ،نآ ﯽﮔﺪﻨﯾﻻآ ﺮﺑ

(17)

ﯽﻗاﺮﺘﺣا يﺎﻫ ﻢﺘﺴﯿﺳ ياﺮﺑ ﮏﯿﻣﺎﻨﯾدﻮﻣﺮﺗ لوا نﻮﻧﺎﻗ

ﻢﺘﺴﯿﺳ



زﺎﺑ رد ﻂﯾاﺮﺷ ﺎﯾﺎﭘ

) ( SSSF

رد 

بﺎﯿﻏ تاﺮﯿﯿﻐﺗ

يژﺮﻧا ﯽﺸﺒﻨﺟ

و ﻞﯿﺴﻧﺎﺘﭘ و

عاﻮﻧا

،رﺎﮐ نﻮﻧﺎﻗ لوا

ﯿﻣﺎﻨﯾدﻮﻣﺮﺗ ﮏ

ياﺮﺑ :ﺖﺳا ﺮﯾز ﻞﮑﺷ ﻪﺑ ﺎﯾﺎﭘ ﺪﻨﯾآﺮﻓ ﯽﻃ زﺎﺑ ﻢﺘﺴﯿﺳ

ﻦﯾا 

ﻞﮑﺷ ﻪﻟدﺎﻌﻣ

ياﺮﺑ يﺎﻫ ﻢﺘﺴﯿﺳ

ﻪﺘﺴﺑ رﺎﺸﻓ

ﺖﺑﺎﺛ )

ﻪﺑ هاﺮﻤﻫ رﺎﮐ

يزﺮﻣ (

ﺰﯿﻧ ﺻ

قدﺎ .ﺖﺳا

ياﺮﺑ 

ﻪﺒﺳﺎﺤﻣ لﺎﻘﺘﻧا

ﺎﻣﺮﮔ رد

يﺎﻫ ﻪﻈﻔﺤﻣ قاﺮﺘﺣا

ﻦﯿﺑرﻮﺗ

،زﺎﮔ يﺎﻫ هرﻮﮐ

ﯽﺘﻌﻨﺻ و

ﺎﯾ .دﻮﺷ ﯽﻣ هدﺎﻔﺘﺳا تﻻدﺎﻌﻣ ﻦﯾا زا (لﺰﯾد ﻞﮑﯿﺳ) لﺰﯾد رﻮﺗﻮﻣ

𝐐𝐐 = 𝐇𝐇

_𝑷𝑷

− 𝐇𝐇

_𝑹𝑹

𝐇𝐇

_𝑷𝑷

= �

𝑷𝑷

𝑵𝑵

_𝒊𝒊

�𝒕𝒕

_𝒊𝒊

𝑻𝑻 = �

𝑷𝑷

𝑵𝑵

_𝒊𝒊

�𝒕𝒕

_𝒇𝒇^𝟎𝟎

+ ∆�𝒕𝒕

_𝒊𝒊

𝐇𝐇

_𝑹𝑹

= �

𝑹𝑹

𝑵𝑵

_𝒊𝒊

�𝒕𝒕

_𝒊𝒊

𝑻𝑻 = �

𝑹𝑹

𝑵𝑵

_𝒊𝒊

�𝒕𝒕

_𝒇𝒇^𝟎𝟎

+ ∆�𝒕𝒕

_𝒊𝒊

(18)

ﻢﺘﺴﯿﺳ



ﻪﺘﺴﺑ ﻢﺠﺣ

ﺖﺑﺎﺛ

رد 

بﺎﯿﻏ تاﺮﯿﯿﻐﺗ

يژﺮﻧا ﯽﺸﺒﻨﺟ

و ﻞﯿﺴﻧﺎﺘﭘ و

عاﻮﻧا

،رﺎﮐ نﻮﻧﺎﻗ لوا

ﯿﻣﺎﻨﯾدﻮﻣﺮﺗ ﮏ

ياﺮﺑ :ﺖﺳا ﺮﯾز ﻞﮑﺷ ﻪﺑ ﺖﺑﺎﺛ ﻢﺠﺣ ﻪﺘﺴﺑ ﻢﺘﺴﯿﺳ

ياﺮﺑ 

ﻪﺒﺳﺎﺤﻣ لﺎﻘﺘﻧا

ﺎﻣﺮﮔ رد

ﻪﻈﻔﺤﻣ رﻮﺗﻮﻣ

ﯽﻨﯾﺰﻨﺑ )

ﻞﮑﯿﺳ ﻮﺗا

( زا ﻦﯾا تﻻدﺎﻌﻣ هدﺎﻔﺘﺳا

دﻮﺷ ﯽﻣ .

𝐐𝐐 = 𝐔𝐔_𝑷𝑷 − 𝐔𝐔_𝑹𝑹

𝐔𝐔_𝑷𝑷 = 𝐇𝐇_𝑷𝑷 − 𝐏𝐏_𝑷𝑷𝑽𝑽 = �

𝑷𝑷

𝑵𝑵_𝒊𝒊 �𝒕𝒕_𝒇𝒇^𝟎𝟎 + ∆�𝒕𝒕 − 𝐏𝐏�𝒗𝒗 _𝒊𝒊 =�

𝑷𝑷

𝑵𝑵_𝒊𝒊 �𝒕𝒕_𝒇𝒇^𝟎𝟎 + ∆�𝒕𝒕 − 𝐑𝐑_𝐏𝐏𝐓𝐓 _𝒊𝒊

𝐔𝐔_𝑹𝑹 = 𝐇𝐇_𝑹𝑹 − 𝐏𝐏_𝑹𝑹𝑽𝑽 = �

𝑹𝑹

(19)

لﺎﺜﻣ



4:

ياﺮﺑ ﻪﻈﻔﺤﻣ

قاﺮﺘﺣا هداد

هﺪﺷ رد

ﻞﮑﺷ ﺮﯾز

بﻮﻠﻄﻣ ﺖﺳا

خﺮﻧ تراﺮﺣ

ﻞﻘﺘﻨﻣ هﺪﺷ

زا :ﺪﺷﺎﺑ ﯽﻣ ﺮﯾز ترﻮﺻ ﻪﺑ ﺶﻨﮐاو ﻪﻟدﺎﻌﻣ .ﺖﺧﻮﺳ لﻮﻣ ﻮﻠﯿﮐ ﮏﯾ يازا ﻪﺑ قاﺮﺘﺣا ﻪﻈﻔﺤﻣ

10.2CH₄+23.1(O₂+3.76N₂)9.7CO₂+0.5CO+2.95O₂+86.85N₂+20.4H₂O

ار نﺎﯾﺮﺟ ضﺮﻓ ﺎﯾﺎﭘ

زا هدﺮﮐ يﺎﻫ يژﺮﻧا

ﻞﯿﺴﻧﺎﺘﭘ و ﯽﺸﺒﻨﺟ ﺮﻈﻧ فﺮﺻ

ﺪﯿﻨﮐ .

(20)

لﺎﺜﻣ



4 ) ﻪﻣادا (

ﺶﻨﮐاو ياﺮﺑ :

10.2CH₄+23.1(O₂+3.76N₂)9.7CO₂+0.5CO+2.95O₂+86.85N₂+20.4H₂O

ﯽﭙﻟﺎﺘﻧآ فﺮﻃ ود

ﻪﺒﺳﺎﺤﻣ ار ﻢﯿﻨﮐ ﯽﻣ

:

(21)

لﺎﺜﻣ



4 ) ﻪﻣادا (

يﺎﻫ ﯽﭙﻟﺎﺘﻧآ جاﺮﺨﺘﺳا ﻪﻃﻮﺑﺮﻣ لواﺪﺟ زا سﻮﺴﺤﻣ و ﻞﯿﮑﺸﺗ

ﻧدﺮﮔ ﯽﻣ ﺪ

:

∆ ̅𝐡𝐡_{𝟏𝟏𝟐𝟐𝟎𝟎𝟎𝟎𝐊𝐊}(kJ/kmol)

∆ ̅𝐡𝐡_{𝟖𝟖𝟎𝟎𝟎𝟎𝐊𝐊}(kJ/kmol)

̅𝐡𝐡_𝐟𝐟^𝟎𝟎 (kJ/kmol) Substance

- -

-74831 CH₄ (gas)

51660 6097

0 O₂

48971 5920

0 N₂

79399 -

-393546 CO₂

49517 -

-110541 CO

62717 -

-241845 H₂O

(22)

لﺎﺜﻣ



4 ) ﻪﻣادا

ﯽﭙﻟﺎﺘﻧآ ﻒﯾﺮﻌﺗ رد داﺪﻋا يراﺬﮕﯾﺎﺟ ﺎﺑ

(

:

𝐐𝐐 = 𝑯𝑯_𝑷𝑷 − 𝑯𝑯_𝑹𝑹

𝑵𝑵_𝐟𝐟 = −𝟐𝟐𝟐𝟐𝟏𝟏𝟕𝟕𝟐𝟐𝟐𝟐𝟒𝟒

𝟏𝟏𝟎𝟎. 𝟐𝟐 = −𝟐𝟐𝟏𝟏𝟕𝟕𝟒𝟒𝟑𝟑𝟗𝟗. 𝟕𝟕 𝐤𝐤𝐤𝐤 𝐤𝐤𝐤𝐤𝐏𝐏𝐟𝐟 𝐟𝐟𝐏𝐏𝐟𝐟𝐟𝐟⁄

51660

(23)

لﺎﺜﻣ



5 :

نﺎﭘوﺮﭘ ﻊﯾﺎﻣ

رد يﺎﻣد

°C و 25

ﺎﺑ خﺮﻧ ﯽﻣﺮﺟ 0.05 kg/min

دراو ﮏﯾ

ﻪﻈﻔﺤﻣ قاﺮﺘﺣا

ﺎﯾﺎﭘ نﺎﺸﻧ قاﺮﺘﺣا تﻻﻮﺼﺤﻣ ﺰﯿﻟﺎﻧآ .دزﻮﺳ ﯽﻣ 7^°C يﺎﻣد ﺎﺑ ﯽﻓﺎﺿا ياﻮﻫ %50 ﺎﺑ و هﺪﺷ ﺪﻫد ﯽﻣ

ﻪﮐ مﺎﻤﺗ نژورﺪﯿﻫ

ﺖﺧﻮﺳ ترﻮﺻ ﻪﺑ

H₂O ﻪﺘﺧﻮﺳ

هﺪﺷ ﺎﻣا

ﺎﻬﻨﺗ 90

% زا ﻦﺑﺮﮐ ﻪﺑ

CO₂ ﻞﯾﺪﺒﺗ

هﺪﺷ و

ﯽﻘﺑﺎﻣ 10

% نآ ﻪﺑ ﻞﮑﺷ ﺖﺳا CO

. يﺎﻣد قاﺮﺘﺣا

K ﺖﺳا 1500

. ﯽﺑد ﯽﻣﺮﺟ اﻮﻫ

و

خﺮﻧ .ﺪﯿﺑﺎﯿﺑ ار قاﺮﺘﺣا ﻪﻈﻔﺤﻣ زا هﺪﺷ ﻞﻘﺘﻨﻣ يﺎﻣﺮﮔ

C₃H₈+1.5×5(O₂+3.76N₂)2.7CO₂+0.3CO+4H₂O+2.65O₂+28.2N₂

(24)

لﺎﺜﻣ



5 ) ﻪﻣادا (:

C₃H₈+7.5 (O₂+3.76N₂)2.7CO₂+0.3CO+4H₂O+2.65O₂+28.2N₂

دﻮﺷ ﯽﻣ ﻪﺒﺳﺎﺤﻣ ﺮﯾز ترﻮﺻ ﻪﺑ اﻮﻫ ﯽﺑد و ﺖﺧﻮﺳ ﻪﺑ اﻮﻫ ﺖﺒﺴﻧ :

(25)

لﺎﺜﻣ



5 ) ﻪﻣادا (:

C₃H₈+7.5 (O₂+3.76N₂)2.7CO₂+0.3CO+4H₂O+2.65O₂+28.2N₂

ﯽﭙﻟﺎﺘﻧآ فﺮﻃ ود

ﻢﯿﻨﮐ ﯽﻣ ﻪﺒﺳﺎﺤﻣ ار :

𝐇𝐇_{𝒓𝒓𝒇𝒇𝒂𝒂𝒄𝒄} = �

𝒓𝒓𝒇𝒇𝒂𝒂𝒄𝒄

𝑵𝑵_𝒊𝒊 �𝒕𝒕_𝒊𝒊

= 𝟏𝟏 �𝒕𝒕_𝒇𝒇^𝟎𝟎 + ∆�𝒕𝒕 _𝐂𝐂

𝟑𝟑𝐇𝐇_𝟐𝟐 + 𝟕𝟕. 𝟖𝟖 �𝒕𝒕_𝒇𝒇^𝟎𝟎 + ∆�𝒕𝒕 _𝐂𝐂

𝟐𝟐 + 𝟐𝟐𝟐𝟐.𝟐𝟐 �𝒕𝒕_𝒇𝒇^𝟎𝟎 + ∆�𝒕𝒕 _𝐍𝐍

= 𝟏𝟏 �𝒕𝒕_𝒇𝒇^𝟎𝟎 _𝐂𝐂 𝟐𝟐

𝟑𝟑𝐇𝐇_𝟐𝟐 + 𝟕𝟕.𝟖𝟖 ∆�𝒕𝒕 _𝐂𝐂

𝟐𝟐 + 𝟐𝟐𝟐𝟐.𝟐𝟐 ∆�𝒕𝒕 _𝐍𝐍

𝟐𝟐

𝐇𝐇_{𝒑𝒑𝒓𝒓𝒑𝒑𝒑𝒑} = �

𝒑𝒑𝒓𝒓𝒑𝒑𝒑𝒑

𝑵𝑵_𝒊𝒊 �𝒕𝒕_𝒊𝒊

= 𝟐𝟐. 𝟕𝟕 �𝒕𝒕_𝒇𝒇^𝟎𝟎 + ∆�𝒕𝒕 _{𝐂𝐂𝐂𝐂}

𝟐𝟐 + 𝟎𝟎.𝟑𝟑 �𝒕𝒕_𝒇𝒇^𝟎𝟎 + ∆�𝒕𝒕 _{𝐂𝐂𝐂𝐂} + 𝟒𝟒 �𝒕𝒕_𝒇𝒇^𝟎𝟎 + ∆�𝒕𝒕 _𝐇𝐇

𝟐𝟐𝐂𝐂

+ 𝟐𝟐.𝟕𝟕𝟖𝟖 ∆�𝒕𝒕 _𝐂𝐂

𝟐𝟐 + 𝟐𝟐𝟐𝟐.𝟐𝟐 ∆�𝒕𝒕 _𝐍𝐍

𝟐𝟐

(26)

لﺎﺜﻣ



5 ) ﻪﻣادا (:

يﺎﻫ ﯽﭙﻟﺎﺘﻧآ جاﺮﺨﺘﺳا ﻪﻃﻮﺑﺮﻣ لواﺪﺟ زا سﻮﺴﺤﻣ و ﻞﯿﮑﺸﺗ

ﻧدﺮﮔ ﯽﻣ ﺪ

:

∆�𝒕𝒕_{𝟏𝟏𝟖𝟖𝟎𝟎𝟎𝟎𝐊𝐊}(kJ/kmol)

∆�𝒕𝒕_{𝟐𝟐𝟐𝟐𝟎𝟎𝐊𝐊}(kJ/kmol)

�𝒕𝒕_𝒇𝒇^𝟎𝟎 (kJ/kmol) Substance

- -

-118910 C₃H₈ (liq)

40590 -520.9

0 O₂

38404 -521.8

0 N₂

61681 -

-393546 CO₂

38847 -

-110541 CO

48181 -

-241845 H₂O

𝐐𝐐 = 𝑯𝑯_𝑷𝑷 − 𝑯𝑯_𝑹𝑹 = 𝟐𝟐.𝟕𝟕 −393546 + 61681 + 𝟎𝟎. 𝟑𝟑 −110541 + 38847 +𝟒𝟒 −241845 + 48181 + 𝟐𝟐.𝟕𝟕𝟖𝟖 40590 + 𝟐𝟐𝟐𝟐.𝟐𝟐 38𝟒𝟒𝟎𝟎𝟒𝟒 − 𝟏𝟏 −118910

−𝟕𝟕.𝟖𝟖 −520.9 − 𝟐𝟐𝟐𝟐.𝟐𝟐 −521.8 = −𝟑𝟑𝟕𝟕𝟒𝟒𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏.𝟗𝟗 𝐤𝐤𝐤𝐤/𝐤𝐤𝐤𝐤𝐏𝐏𝐟𝐟

̇𝐐𝐐 = 𝒎𝒎̇_𝐟𝐟 _{𝑴𝑴𝑾𝑾}^𝑸𝑸

𝐟𝐟 = 𝟎𝟎.𝟎𝟎𝟖𝟖 −𝟑𝟑𝟕𝟕𝟒𝟒𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏.𝟗𝟗

𝟒𝟒𝟒𝟒 = −413.8 _{𝐤𝐤𝐚𝐚𝐧𝐧}^{𝐤𝐤𝐤𝐤} = −𝟕𝟕.𝟗𝟗 𝐤𝐤𝐌𝐌

(27)

لﺎﺜﻣ



6:

ﻪﻈﻔﺤﻣ ﻢﺠﺣ

ﯽﺘﺑﺎﺛ ﻞﻣﺎﺷ

1 kmol نﺎﺘﻣ

يزﺎﮔ و

3 kmol نﮋﯿﺴﮐا

رد يﺎﻣد

°C و 25

رﺎﺸﻓ ترﻮﺻ ﻪﺑ نﺎﺘﻣ و هﺪﺷ ﻞﻌﺘﺸﻣ ﻪﻗﺮﺟ دﺎﺠﯾا ﺎﺑ نﺰﺨﻣ تﺎﯾﻮﺘﺤﻣ .دراد راﺮﻗ 1 atm ﻞﻣﺎﮐﻪﮐ ﯽﯾﺎﻣﺮﮔ و ﯽﯾﺎﻬﻧ رﺎﺸﻓ ،ﺪﺷﺎﺑ 750 ^°C تﻻﻮﺼﺤﻣ ﯽﺋﺎﻬﻧ يﺎﻣد ﻪﮐ ﯽﺗرﻮﺻ رد .دزﻮﺳ ﯽﻣ رد .ﺪﯿﻨﮐ ﻪﺒﺳﺎﺤﻣ ار دﻮﺷ ﯽﻣ دازآ ﻪﻈﻔﺤﻣ زا قاﺮﺘﺣا ﻦﯿﺣ

1CH₄+3O₂1CO₂+2H₂O+1O₂ 1 kmol CH₄

3 kmol O₂ 25 °C 1 atm

CO₂ H₂O O₂ 750 °C

P₂

(28)

لﺎﺜﻣ



6 ) ﻪﻣادا (:

ﺎﺑ هدﺎﻔﺘﺳا زا

ﻒﯾﺮﻌﺗ ﻪﻟدﺎﻌﻣ

ﺖﻟﺎﺣ ﻢﯾراد

:

𝑷𝑷_{𝐩𝐩𝐏𝐏𝐏𝐏𝐏𝐏} = 𝟏𝟏 𝐚𝐚𝐏𝐏𝐤𝐤 𝟒𝟒 𝐤𝐤𝐤𝐤𝐏𝐏𝐟𝐟 𝟒𝟒 𝐤𝐤𝐤𝐤𝐏𝐏𝐟𝐟

𝟏𝟏𝟎𝟎𝟐𝟐𝟑𝟑. 𝟏𝟏𝟖𝟖 𝐊𝐊

𝟐𝟐𝟐𝟐𝟗𝟗. 𝟏𝟏𝟖𝟖 𝐊𝐊 = 𝟑𝟑.𝟒𝟒𝟑𝟑 𝐚𝐚𝐏𝐏𝐤𝐤

𝐐𝐐 = 𝐔𝐔_𝑷𝑷 − 𝐔𝐔_𝑹𝑹

𝐔𝐔_𝑷𝑷 = 𝐇𝐇_𝑷𝑷 − 𝐏𝐏_𝑷𝑷𝑽𝑽 = �

𝑷𝑷

𝐔𝐔_𝑹𝑹 = 𝐇𝐇_𝑹𝑹 − 𝐏𝐏_𝑹𝑹𝑽𝑽 = �

𝑹𝑹

𝑵𝑵_𝒊𝒊 �𝒕𝒕_𝒇𝒇^𝟎𝟎 + ∆�𝒕𝒕 − 𝐑𝐑_𝐏𝐏𝐓𝐓 _𝒊𝒊 نﻮﻧﺎﻗ لوا

ياﺮﺑ ﻢﺘﺴﯿﺳ

ﻪﺘﺴﺑ ﻢﺠﺣ

ﺖﺑﺎﺛ :

(29)

لﺎﺜﻣ



6 ) ﻪﻣادا (:

ﺎﺑ ﻪﻌﺟاﺮﻣ ﻪﺑ

لواﺪﺟ ﻢﯾراد

:

∆ ̅𝐡𝐡𝟏𝟏𝟎𝟎𝟐𝟐𝟑𝟑 𝐊𝐊(kJ/kmol)

̅𝐡𝐡_𝐟𝐟^𝟎𝟎 (kJ/kmol) Substance

- -74831

CH₄ (gas)

23528.5 0

O₂

34686.8 -393546

CO₂

26958.5 -241845

H₂O 𝐔𝐔_𝑹𝑹 = �

𝑹𝑹

𝑵𝑵_𝒊𝒊 �𝒕𝒕_𝒇𝒇^𝟎𝟎 + ∆�𝒕𝒕 _𝒊𝒊 − �

𝑹𝑹

𝑵𝑵_𝒊𝒊𝐑𝐑_𝐏𝐏𝐓𝐓 = 𝟏𝟏 −74831 − 𝟒𝟒 𝟐𝟐.𝟑𝟑𝟏𝟏𝟖𝟖 × 𝟐𝟐𝟗𝟗𝟐𝟐.𝟏𝟏𝟖𝟖

= −𝟐𝟐𝟒𝟒𝟕𝟕𝟒𝟒𝟕𝟕.𝟖𝟖 𝐤𝐤𝐤𝐤/𝐤𝐤𝐤𝐤𝐏𝐏𝐟𝐟

1CH₄+3O₂1CO₂+2H₂O+1O₂

𝐔𝐔_𝑷𝑷 = �

𝑷𝑷

𝑵𝑵_𝒊𝒊 �𝒕𝒕_𝒇𝒇^𝟎𝟎 + ∆�𝒕𝒕 _𝒊𝒊 − �

𝑷𝑷

𝑵𝑵_𝒊𝒊𝐑𝐑_𝐏𝐏𝐓𝐓

= 𝟏𝟏 −393546+34686.𝟐𝟐 + 𝟐𝟐 −𝟐𝟐𝟒𝟒𝟏𝟏𝟐𝟐𝟒𝟒𝟖𝟖 + 𝟐𝟐𝟕𝟕𝟗𝟗𝟖𝟖𝟐𝟐.𝟖𝟖 + 𝟏𝟏 𝟐𝟐𝟑𝟑𝟖𝟖𝟐𝟐𝟐𝟐.𝟖𝟖

− 𝟒𝟒 𝟐𝟐.𝟑𝟑𝟏𝟏𝟖𝟖 × 𝟏𝟏𝟎𝟎𝟐𝟐𝟑𝟑.𝟏𝟏𝟖𝟖 = −𝟕𝟕𝟗𝟗𝟗𝟗𝟏𝟏𝟑𝟑𝟑𝟑.𝟕𝟕 𝐤𝐤𝐤𝐤/𝐤𝐤𝐤𝐤𝐏𝐏𝐟𝐟

𝐐𝐐 = −𝟕𝟕𝟏𝟏𝟒𝟒𝟑𝟑𝟐𝟐𝟕𝟕. 𝟐𝟐 𝐤𝐤𝐤𝐤/𝐤𝐤𝐤𝐤𝐏𝐏𝐟𝐟

(30)

قاﺮﺘﺣا ﯽﭙﻟﺎﺘﻧآ



قاﺮﺘﺣا

) Enthalpy of combustion

ﺎﯾ

(

ﯽﭙﻟﺎﺘﻧآ ﺶﻨﮐاو

ترﺎﺒﻋ ﺖﺳا

زا تراﺮﺣ دازآ

هﺪﺷ زا

ﮏﯾ قاﺮﺘﺣا ﻞﻣﺎﮐ

يﺮﺘﻣﻮﯿﮐﻮﺘﺳا ﻪﮐ ﯽﻣﺎﮕﻨﻫ

داﻮﻣ ﺸﻨﮐاو

ﺮﮕ .ﺪﻨﺷﺎﺑ هدﻮﺑ دراﺪﻧﺎﺘﺳا ﻂﯾاﺮﺷ رد ود ﺮﻫ تﻻﻮﺼﺤﻣ و

∆𝒕𝒕

_𝑹𝑹

≡ 𝒒𝒒

_{𝒄𝒄𝒗𝒗}

= 𝒕𝒕

_{𝒑𝒑𝒓𝒓𝒑𝒑𝒑𝒑}

- 𝒕𝒕

_{𝒓𝒓𝒇𝒇𝒂𝒂𝒄𝒄}

(kJ/kg fuel)

Reactants

(stoichiometric fuel-air mixture at standard state

condition)

Products

(complete combustion at standard state

condition) Heat removed

(31)

ﯽﺗراﺮﺣ شزرا

شزرا



ﯽﺗراﺮﺣ ﻦﯿﺋﺎﭘ

) Lower Heating Value (

ﺮﮔا يﺎﻫ لﻮﮑﻟﻮﻣ بآ

رد تﻻﻮﺼﺤﻣ قاﺮﺘﺣا

ترﻮﺻ ﻪﺑ رﺎﺨﺑ

ﺮﻫﺎﻇ ﺪﻧﻮﺷ

شزرا ﯽﺗراﺮﺣ

ار

شزرا .ﺪﻨﯾﻮﮔ ﯽﻣ ﻦﯿﯾﺎﭘ ﯽﺗراﺮﺣ

شزرا



ﯽﺗراﺮﺣ ﻻﺎﺑ

) Higher Heating Value (

ﺮﮔا ﯽﻣﺎﻤﺗ يﺎﻫ لﻮﮑﻟﻮﻣ

بآ رد تﻻﻮﺼﺤﻣ قاﺮﺘﺣا

ﻪﺑ ﻊﯾﺎﻣ ﻞﯾﺪﺒﺗ

ﺪﻧﻮﺷ شزرا

ﯽﺗراﺮﺣ ار

زرا

ش .دﻮﺷ ﯽﻣ دازآ يژﺮﻧا يراﺪﻘﻣ بآ نﺎﻌﯿﻣ ﺮﺛا رد اﺮﯾز .ﺪﻨﯾﻮﮔ ﯽﻣ ﻻﺎﺑ ﯽﺗراﺮﺣ

HHV=LHV+ 𝑵𝑵�𝒕𝒕

_{𝐟𝐟𝐤𝐤 𝐇𝐇}

𝟐𝟐𝐂𝐂

𝐤𝐤𝐤𝐤 𝐤𝐤𝐤𝐤𝐏𝐏𝐟𝐟 𝐟𝐟𝐏𝐏𝐟𝐟𝐟𝐟 ⁄

ﯽﺗراﺮﺣ شزرا ( Heating Value )

قاﺮﺘﺣا يﺎﻣﺮﮔ ﺎﯾ

قاﺮﺘﺣا يژﺮﻧا ﺮﺑاﺮﺑ راﺪﻘﻣ ﺮﻈﻧ زا o ﺪﺷﺎﺑ ﯽﻣ

ﺖﻣﻼﻋ ﺎﺑ ﯽﻟو ﻒﻟﺎﺨﻣ

.

(32)

ﯽﺗراﺮﺣ شزرا

صاﻮﺧ 

ﯽﻀﻌﺑ زا

يﺎﻫ ﺖﺧﻮﺳ ﯽﻨﺑﺮﮐورﺪﯿﻫ

(33)

ﮏﯿﺗﺎﺑﺎﯾدآ ﻪﻠﻌﺷ يﺎﻣد Adiabatic flame temperature )

(

ﯽﻃ رد هﺪﺷ ﻖﯾﺎﻋ قاﺮﺘﺣا ﻪﻈﻔﺤﻣ ﮏﯾ رد قاﺮﺘﺣا تﻻﻮﺼﺤﻣ ﻪﮐ ﯽﯾﺎﻣد ﺮﺜﮐاﺪﺣ o ﺪﻧروآ ﯽﻣ ﺖﺳد ﻪﺑ قاﺮﺘﺣا ﺪﻨﯾآﺮﻓ .

Reactants (T_init, P) Products

(T_ad, P) No heat removed (Q=0)

Adiabatic

combustion chamber

قاﺮﺘﺣا



رﺎﺸﻓ ﺖﺑﺎﺛ

قاﺮﺘﺣا



ﻢﺠﺣ ﺖﺑﺎﺛ

𝐐𝐐 = 𝐇𝐇

_𝑷𝑷

− 𝐇𝐇

_𝑹𝑹

= 𝟎𝟎

�

𝑷𝑷

𝑵𝑵

_𝒇𝒇

�𝒕𝒕

_𝒇𝒇^𝟎𝟎

+ ∆�𝒕𝒕

_𝒇𝒇

= �

𝑹𝑹

𝑵𝑵

_𝒊𝒊

�𝒕𝒕

_𝒇𝒇^𝟎𝟎

+ ∆�𝒕𝒕

_𝒊𝒊

𝐐𝐐 = 𝐔𝐔

_𝑷𝑷

− 𝐔𝐔

_𝑹𝑹

= 𝟎𝟎

�

𝑷𝑷

𝑵𝑵

_𝒇𝒇

�𝒕𝒕

_𝒇𝒇^𝟎𝟎

+ ∆�𝒕𝒕 − 𝐑𝐑

_𝐏𝐏

𝐓𝐓

_𝒇𝒇

= �

𝑹𝑹

𝑵𝑵

_𝒊𝒊

�𝒕𝒕

_𝒇𝒇^𝟎𝟎

+ ∆�𝒕𝒕 − 𝐑𝐑

_𝐏𝐏

𝐓𝐓

_𝒊𝒊

(34)

ﮏﯿﺗﺎﺑﺎﯾدآ ﻪﻠﻌﺷ يﺎﻣد Adiabatic flame temperature )

(

ﺖﺑﺎﺛ رﺎﺸﻓ ﮏﯿﺗﺎﺑﺎﯾدآ ﻪﻠﻌﺷ يﺎﻣد o Constant-pressure adiabatic flame temperature

T_init T_ad=?

h (kJ/kg_mix)

T (K) h_reac= h_prod

(35)

ﺖﺑﺎﺛ رﺎﺸﻓ ﮏﯿﺗﺎﺑﺎﯾدآ ﻪﻠﻌﺷ يﺎﻣد ﻪﺒﺳﺎﺤﻣ

لﺎﺜﻣ



7 :

يﺎﻣد ﻪﻠﻌﺷ

ﮏﯿﺗﺎﺑﺎﯾدآ رﺎﺸﻓ

ﺖﺑﺎﺛ ار

ياﺮﺑ قاﺮﺘﺣا

يﺮﺘﻣﻮﯿﮐﻮﺘﺳا نﺎﺘﻣ

- اﻮﻫ ﺳد ﻪﺑ ﺖ

ﺪﯾروآ

. .ﺪﺷﺎﺑ ﯽﻣ 298 K ﺮﮕﺸﻨﮐاو يﺎﻫزﺎﮔ يﺎﻣد و 1 atm ﻪﻈﻔﺤﻣ رﺎﺸﻓ

1CH₄+2(O₂+3.76N₂) 1CO₂+2H₂O+7.52N₂

ﺶﻨﮐاو مﺎﺠﻧا

هﺪﺷ ترﻮﺻ ﻪﺑ

ﺮﯾز ﺖﺳا :

𝐐𝐐 = 𝐇𝐇_𝑷𝑷 − 𝐇𝐇_𝑹𝑹 = 𝟎𝟎

�

𝑷𝑷

𝑵𝑵_{𝒑𝒑𝒓𝒓𝒑𝒑𝒑𝒑} �𝒕𝒕_𝒇𝒇^𝟎𝟎 + ∆�𝒕𝒕 _{𝒑𝒑𝒓𝒓𝒑𝒑𝒑𝒑} = �

𝑹𝑹

𝑵𝑵_{𝒓𝒓𝒇𝒇𝒂𝒂𝒄𝒄} �𝒕𝒕_𝒇𝒇^𝟎𝟎 + ∆�𝒕𝒕 _{𝒓𝒓𝒇𝒇𝒂𝒂𝒄𝒄}

ياﺮﺑ ﻪﺒﺳﺎﺤﻣ

يﺎﻣد ﻪﻠﻌﺷ

ﮏﯿﺗﺎﺑﺎﯾدآ رﺎﺸﻓ

ﺖﺑﺎﺛ ﻢﯾراد

:

زا ﯽﯾﺎﺠﻧآ ﻪﮐ

يﺎﻣد تﻻﻮﺼﺤﻣ

قاﺮﺘﺣا لﻮﻬﺠﻣ

ﺖﺳا ياﺮﺑ

ﻪﺒﺳﺎﺤﻣ يﺎﻫ ﯽﭙﻟﺎﺘﻧآ

سﻮﺴﺤﻣ

زا :دﻮﺷ ﯽﻣ هدﺎﻔﺘﺳا ﺮﯾز ﻪﻄﺑار

∆�𝒕𝒕 = �

𝑻𝑻_{𝒓𝒓𝒇𝒇𝒇𝒇} 𝑻𝑻_{𝒑𝒑𝒓𝒓𝒑𝒑𝒑𝒑}

�𝑪𝑪

_𝒑𝒑

𝒑𝒑𝐓𝐓 ≅ �𝑪𝑪

𝒑𝒑,𝒎𝒎𝒇𝒇𝒂𝒂𝒎𝒎

𝑻𝑻

_{𝒂𝒂𝒑𝒑}

− 𝑻𝑻

_{𝒓𝒓𝒇𝒇𝒇𝒇}

(36)

ﺖﺑﺎﺛ رﺎﺸﻓ ﮏﯿﺗﺎﺑﺎﯾدآ ﻪﻠﻌﺷ يﺎﻣد ﻪﺒﺳﺎﺤﻣ

لﺎﺜﻣ



7 ) ﻪﻣادا (:

ياﺮﺑ ﻪﺒﺳﺎﺤﻣ

يﺎﻣد ﻂﺳﻮﺘﻣ

زﺎﯿﻧ ﻪﺑ يﺎﻣد تﻻﻮﺼﺤﻣ

ﻢﯾراد ﻪﮐ

لﻮﻬﺠﻣ

؛ﺖﺳا ﻦﯾاﺮﺑﺎﻨﺑ

يﺎﻣد .ﻢﯿﻧز ﯽﻣ سﺪﺣ ار تﻻﻮﺼﺤﻣ

ﻪﺑ ناﻮﻨﻋ سﺪﺣ

ﻪﯿﻟوا يﺎﻣد

ﻪﻠﻌﺷ ﮏﯿﺗﺎﺑﺎﯾدآ

ار 2100 K ضﺮﻓ