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炭化水素 CnHm の燃焼における空気比と乾き排ガス中の酸素濃度の関係

化学反応式

CnHm + { n +	m	} O2 → n CO2 +	m	H2O
	4		2

燃焼計算

酸素濃度を 21 %、空気比を α とする。燃料 CnHm　1 に対して、

必要酸素量：n +	m
	4

理論空気量：(n +	m	)	1
	4		0.21

供給空気量：(n +	m	)	α
	4		0.21

　二酸化炭素発生量：n

乾き排ガス量

　乾き排ガス量 = 供給空気量 - 必要酸素量 + 二酸化炭素発生量

= (n +	m	)	α	- ( n +	m	) + n = (n +	m	)	α	-	m
	4		0.21		4		4		0.21		4

乾き排ガスに含まれる酸素量

乾き排ガスに含まれる酸素量 = 0.21 × (供給空気量 - 理論空気量) = ( n +	m	)・( α - 1 )
	4

乾き排ガス中の酸素濃度 R_o2

乾き排ガス中の酸素濃度 Ro2 =	乾き排ガスに含まれる酸素量	=	( n + m )・( α - 1 ) 4	=	0.21・( α -1 )
	乾き排ガス量		(n + m ) α - m 4 0.21 4		α - 0.21 m 4n + m

空気比 α に対して解くと、

空気比 α =	0.21 - 0.21 RO2 m 4n + m
	0.21 - RO2

上式の分子の第二項を 0 として近似すると、よくみる 空気比 = 0.21 / (0.21 - 乾き排ガス中の酸素濃度) の式となる。