proszę o pomoc w zrozumieniu toku obliczeniowego ile kg wodoru i tlenu jest potrzebne do wytworzenia 1 kWh energii w ogniwie paliwowym. W załączniku wstawiam zdjęcie książki, w której jest to opisane, jednak nie jestem w stanie zrozumieć skąd wzięły się poszczególne składowe jak np. (1 gmol/H2)/(2gmol elektronów), w kolejnym równaniu nie wiem dlaczego jest przejście na kg. Nie mówiąc już o tym, jak zostało obliczona wartość 0,243 kg O2/kWh.
Zapotrzebowanie na paliwo i tlen
Zapotrzebowanie na paliwo i tlen
Witam,
proszę o pomoc w zrozumieniu toku obliczeniowego ile kg wodoru i tlenu jest potrzebne do wytworzenia 1 kWh energii w ogniwie paliwowym. W załączniku wstawiam zdjęcie książki, w której jest to opisane, jednak nie jestem w stanie zrozumieć skąd wzięły się poszczególne składowe jak np. (1 gmol/H2)/(2gmol elektronów), w kolejnym równaniu nie wiem dlaczego jest przejście na kg. Nie mówiąc już o tym, jak zostało obliczona wartość 0,243 kg O2/kWh.
proszę o pomoc w zrozumieniu toku obliczeniowego ile kg wodoru i tlenu jest potrzebne do wytworzenia 1 kWh energii w ogniwie paliwowym. W załączniku wstawiam zdjęcie książki, w której jest to opisane, jednak nie jestem w stanie zrozumieć skąd wzięły się poszczególne składowe jak np. (1 gmol/H2)/(2gmol elektronów), w kolejnym równaniu nie wiem dlaczego jest przejście na kg. Nie mówiąc już o tym, jak zostało obliczona wartość 0,243 kg O2/kWh.
Re: Zapotrzebowanie na paliwo i tlen
pawel1234,
W (d) masz przejście z kg na g gdyż pierwotnie jest: ( MJ/kWh ) / ( MJ/kg ) = kg/kWh oraz liczbowo: 4,33735/142,12 = 0,0306 kg/kWh = 30,6 g/kWh – zapewne dla wygody danych liczbowych, bo dla jednostek to jest wszystko jedno: jakie zastosujesz jednostki takie dostaniesz dane liczbowe.
W (f) masz przejście z ilości moli H2 ( dla uzyskania prądu 1A ) na masę tegoż H2: w wyrażeniu 2,016/MH2 jest zawarta odwrotność ilości moli. Jest jeszcze tu inne przejście: 0,03765 g H2/A*h zapisano 0,03765 kg H2/kA*h czyli licznik i mianownik pomnożono przez 1000 i gramy zamieniono na kilogramy a ampery na kiloampery. Oczywiście mnożąc licznik i mianownik przez tę samą liczbę – nie zmieniono wartości liczbowej wyrażenia.
Ta zamiana amperów na kiloampery potrzebna jest dalej gdyż energię określono w kWh co oznacza, że kW definiujemy jako kA*V lub A*kV, a czas w obu przypadkach wynosi 1 h.
Teraz poniżej (f) mamy dH2 = 30,6 g H2/kWh co wymaga podzielenie (f) przez 1,229 V i pomnożenia przez 1000 ( dla zamiany kg na g ):
0,03765 kg H2/kA*h * 1/1,229 V * 1000 g/kg = 30,6 g H2/kWh
Jeśli już mamy 30,6g H2/kWh to z uwagi na podaną reakcję H2 + 0,5 O2 oraz masy atomowe mamy:
2,016 g H2 reaguje z 16 g O2
Zatem
30,6 g H2 reaguje z 242,8 g O2 czyli 0,243 g O2, a to oznacza, że zapotrzebowanie tlenu wynosi 100/21*0,243 = 1,157 i różni się dlatego od podanej wartości równej 1,05, gdyż tutaj nie uwzględniłem gęstości tlenu i azotu, które powodują, że zapotrzebowanie ( masowe ) powietrza będzie mniejsze niż 1,157 i wyniesie 1,05 gdyż patrz poniżej dla mieszaniny N2, O2 i Ar:
( 21*32 + 78*28 + 1*40 )/ 21*32 * 0,243 = 1,047 = ok. 1,05
W (d) masz przejście z kg na g gdyż pierwotnie jest: ( MJ/kWh ) / ( MJ/kg ) = kg/kWh oraz liczbowo: 4,33735/142,12 = 0,0306 kg/kWh = 30,6 g/kWh – zapewne dla wygody danych liczbowych, bo dla jednostek to jest wszystko jedno: jakie zastosujesz jednostki takie dostaniesz dane liczbowe.
W (f) masz przejście z ilości moli H2 ( dla uzyskania prądu 1A ) na masę tegoż H2: w wyrażeniu 2,016/MH2 jest zawarta odwrotność ilości moli. Jest jeszcze tu inne przejście: 0,03765 g H2/A*h zapisano 0,03765 kg H2/kA*h czyli licznik i mianownik pomnożono przez 1000 i gramy zamieniono na kilogramy a ampery na kiloampery. Oczywiście mnożąc licznik i mianownik przez tę samą liczbę – nie zmieniono wartości liczbowej wyrażenia.
Ta zamiana amperów na kiloampery potrzebna jest dalej gdyż energię określono w kWh co oznacza, że kW definiujemy jako kA*V lub A*kV, a czas w obu przypadkach wynosi 1 h.
Teraz poniżej (f) mamy dH2 = 30,6 g H2/kWh co wymaga podzielenie (f) przez 1,229 V i pomnożenia przez 1000 ( dla zamiany kg na g ):
0,03765 kg H2/kA*h * 1/1,229 V * 1000 g/kg = 30,6 g H2/kWh
Jeśli już mamy 30,6g H2/kWh to z uwagi na podaną reakcję H2 + 0,5 O2 oraz masy atomowe mamy:
2,016 g H2 reaguje z 16 g O2
Zatem
30,6 g H2 reaguje z 242,8 g O2 czyli 0,243 g O2, a to oznacza, że zapotrzebowanie tlenu wynosi 100/21*0,243 = 1,157 i różni się dlatego od podanej wartości równej 1,05, gdyż tutaj nie uwzględniłem gęstości tlenu i azotu, które powodują, że zapotrzebowanie ( masowe ) powietrza będzie mniejsze niż 1,157 i wyniesie 1,05 gdyż patrz poniżej dla mieszaniny N2, O2 i Ar:
( 21*32 + 78*28 + 1*40 )/ 21*32 * 0,243 = 1,047 = ok. 1,05
Re: Zapotrzebowanie na paliwo i tlen
Dziękuję bardzo za odpowiedź i szczegółowe wyjaśnienie! Pozdrawiam
-
- Podobne tematy
- Odpowiedzi
- Odsłony
- Ostatni post
-
- 0 Odpowiedzi
- 1724 Odsłony
-
Ostatni post autor: StarszyPanW
20 gru 2020, o 13:58
Kto jest online
Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 3 gości