問題質量組成が炭素85%、水素12%、硫黄3%の重油がある(酸素・窒素・灰分は無視する)。この重油1 kgを完全燃焼させるのに必要な理論空気量 [m³N/kg] に最も近い値を選べ。原子量はC=12、H=1、S=32とし、標準状態の1 kmolの体積は22.4 m³N、空気中の酸素は21 vol%とする。
- a14.1 m³N/kg
- b10.9 m³N/kg
- c7.7 m³N/kg
- d2.3 m³N/kg
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正解:b. 10.9 m³N/kg
正解は「10.9 m³N/kg」。必要酸素量は C: 0.85/12=0.0708 kmol、H: 0.12/4=0.0300 kmol、S: 0.03/32=0.0009 kmolで合計0.1018 kmol/kg、体積では0.1018×22.4≒2.28 m³N/kgである。これを0.21で除して理論空気量は約10.9 m³N/kgとなる。「14.1 m³N/kg」は誤り。14.1 m³N/kgは水素について、H₂ 1 kmolに酸素1 kmolが必要として計算した値である。実際はH₂+1/2O₂→H₂Oで、必要な酸素は1/2 kmolである。「7.7 m³N/kg」は誤り。7.7 m³N/kgは水素の燃焼に必要な酸素を計算に入れていない値である。「2.3 m³N/kg」は誤り。2.3 m³N/kgは必要な酸素量(m³N/kg)のままで、0.21で除して空気量に直していない。
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