Известно е, че източникът на енергия, който се използва в промишлеността, транспорта, селското стопанство, в ежедневието, е горивото. Това са въглища, нефт, торф, дърва за огрев, природен газ и др. При изгаряне на гориво се отделя енергия. Нека се опитаме да разберем, поради каква енергия се отделя в този случай.

Нека си припомним структурата на водна молекула (фиг. 16, а). Състои се от един кислороден атом и два водородни атома. Ако молекулата на водата е разделена на атоми, тогава е необходимо да се преодолеят силите на привличане между атомите, тоест да се извърши работа и следователно да се изразходва енергия. И обратно, ако атомите се комбинират и образуват молекула, енергията се освобождава.

Използването на гориво се основава именно на явлението освобождаване на енергия, когато атомите се комбинират. Така например, въглеродните атоми, съдържащи се в горивото, по време на горенето се комбинират с два кислородни атома (фиг. 16, б). В този случай се образува молекула въглероден окис - въглероден двуокис - и енергията се освобождава.

Фигура: 16. Молекулярна структура:
вода; b - съединението на въглероден атом и два кислородни атома в молекула на въглероден диоксид

Когато изчислява двигателите, инженерът трябва да знае точно колко топлина може да отдели изгореното гориво. За да направите това, е необходимо експериментално да определите колко топлина ще се отдели при пълното изгаряне на една и съща маса гориво от различни видове.

Физическото количество, което показва колко топлина се отделя при пълно изгаряне на гориво с тегло 1 кг, се нарича специфична топлина на изгаряне на горивото.

Специфичната калоричност се обозначава с буквата q. Единицата за специфична топлина на горене е 1 J / kg.

Специфичната топлина на горене се определя експериментално с помощта на доста сложни инструменти.

Резултатите от експерименталните данни са показани в таблица 2.

таблица 2

Тази таблица показва това специфична топлина горене, например бензин 4,6 10 7 J / kg.

Това означава, че при пълно изгаряне на бензин с тегло 1 кг се отделят 4,6 10 7 J енергия.

Общото количество топлина Q, отделено при изгарянето на m kg гориво, се изчислява по формулата

Въпроси

1. Каква е специфичната топлина на изгаряне на горивото?
2. В какви единици се измерва специфичната топлина на горене на горивото?
3. Какво означава изразът „специфична топлина на изгаряне на гориво, равна на 1,4 10 7 J / kg“? Как се изчислява количеството топлина, отделено при изгарянето на горивото?

Упражнение 9

1. Какво количество топлина се отделя при пълно изгаряне дървени въглища с тегло 15 кг; алкохол с тегло 200 g?
2. Колко топлина ще се отдели при пълното изгаряне на масло, масата на което е 2,5 тона; керосин, чийто обем е 2 литра, а плътността е 800 kg / m 3?
3. С пълното изгаряне на сухо дърво бяха освободени 50 000 kJ енергия. Колко дърва за изгаряне?

Задачата

Използвайки таблица 2, изградете стълбовидна диаграма за специфичните топлини на изгаряне на дърво, алкохол, нефт, водород, като изберете мащаб, както следва: ширината на правоъгълника е 1 клетка, височината от 2 mm съответства на 10 J.

Таблиците показват масова специфична топлина на горене (течно, твърдо и газообразно) и някои други горими материали. Разглеждат се такива горива като: въглища, дърва за огрев, кокс, торф, керосин, нефт, алкохол, бензин, природен газ и др.

Списък на таблици:

По време на екзотермичната реакция на окисляване на горивото, неговата химическа енергия се превръща в топлинна енергия с отделянето на определено количество топлина. Възникващите термална енергия обикновено се нарича топлина на изгаряне на гориво. Това зависи от неговия химичен състав, влажност и е основната. Топлината на изгаряне на горивото на 1 kg маса или 1 m 3 обем образува масата или обемната специфична топлина на изгаряне.

Специфичната топлина на изгаряне на горивото е количеството топлина, отделено при пълното изгаряне на единица маса или обем твърдо, течно или газообразно гориво. В Международната система от единици тази стойност се измерва в J / kg или J / m 3.

Специфичната топлина на горене на горивото може да се определи експериментално или аналитично. Експерименталните методи за определяне на калоричността се основават на практическото измерване на количеството топлина, отделяно по време на изгарянето на горивото, например в калориметър с термостат и горивна бомба. За гориво с известни химичен състав специфичната топлина на горене може да се определи по формулата на Менделеев.

Разграничете по-високите и по-ниските специфични топлини на горене. Най-високата калоричност е равна на максималното количество топлина, отделено по време на пълното изгаряне на горивото, като се вземе предвид топлината, изразходвана за изпаряване на влагата, съдържаща се в горивото. Най-ниската топлина на горене е по-малка от най-високата стойност на стойността на топлината на кондензация, която се образува от влага в горивото и водород органична материякойто се превръща във вода при горене.

За определяне на показателите за качество на горивото, както и в топлотехнически изчисления обикновено се използва най-ниската специфична топлина на горене, което е най-важното термично и експлоатационни характеристики гориво и е показано в таблиците по-долу.

Специфична топлина на изгаряне на твърдо гориво (въглища, дърва за огрев, торф, кокс)

Таблицата показва стойностите на специфичната топлина на горене на сухо твърдо гориво по отношение на MJ / kg. Горивото в таблицата е сортирано по азбучен ред по име.

Коксовите въглища имат най-висока калоричност от разглежданите твърди горива - неговата специфична топлина на горене е 36,3 MJ / kg (или в единици SI 36,3 10 6 J / kg). В допълнение, високата топлина на горене е характерна за въглища, антрацит, въглища и лигнитни въглища.

Горивата с ниска енергийна ефективност включват дърва, дърва за огрев, барут, торф за смилане, шисти. Например специфичната топлина на изгаряне на дървесината е 8,4 ... 12,5, а барутът - само 3,8 MJ / kg.

Специфична топлина на изгаряне на течно гориво (алкохол, бензин, керосин, масло)

Дадена е таблицата на специфичната топлина на горене течно гориво и някои други органични течности. Трябва да се отбележи, че такива горива като бензин, дизелово гориво и масло се отличават с високо генериране на топлина по време на горенето.

Специфичните топлини на изгаряне на алкохол и ацетон са значително по-ниски от традиционните моторни горива. В допълнение, течното ракетно гориво има относително ниска калоричност и - при пълно изгаряне на 1 kg от тези въглеводороди ще се отдели количество топлина, съответно на 9,2 и 13,3 MJ.

Специфична топлина на изгаряне на газообразно гориво и горими газове

Представена е таблица на специфичните топлини на изгаряне на газообразно гориво и някои други горими газове по отношение на MJ / kg. От разглежданите газове той се различава по най-голямата маса специфична топлина на горене. При пълното изгаряне на един килограм от този газ ще се отдели 119,83 MJ топлина. Също така такова гориво като природен газ има висока калоричност - специфичната топлина на изгаряне на природен газ е 41 ... 49 MJ / kg (за чист 50 MJ / kg).

Специфична топлина на горене на някои горими материали

Има таблица със специфични топлини на горене на някои горими материали (дърво, хартия, пластмаса, слама, каучук и др.). За отбелязване са материали с висока топлина на горене. Тези материали включват: каучук различни видове, експандиран полистирол (полистирол), полипропилен и полиетилен.

Източници:

1. ГОСТ 147-2013 Твърдо минерално гориво. Определяне на брутна калоричност и изчисляване на нетна калоричност.
2. ГОСТ 21261-91 Петролни продукти. Метод за определяне на брутна калоричност и изчисляване на нетна калоричност.
3. GOST 22667-82 Естествени горими газове. Изчислителен метод за определяне на калоричността, относителната плътност и числото на Wobbe.
4. ГОСТ 31369-2008 Природен газ. Изчисляване на калоричността, плътността, относителната плътност и числото на Wobbe въз основа на съставния състав.
5. Земски Г. Т., Запалими свойства на неорганични и органични материали: наръчник, Москва: ВНИИПО, 2016 - 970 с.

Температурата на горене на въглищата се счита за основен критерий, който избягва грешки при избора на гориво. Именно от тази стойност пряко зависят производителността на котела и неговата висококачествена работа.

Опция за откриване на температура

През зимата въпросът за отоплението на жилищните помещения е особено актуален. Поради системното увеличение на цената на топлоносителите, хората трябва да търсят алтернативни опции генериране на топлинна енергия.

Най-добрият начин за решаване на този проблем ще бъде изборът на котли на твърдо гориво, които имат оптимални производствени характеристики и перфектно запазват топлината.

Специфичната топлина на изгаряне на въглища е физическо количество, което показва колко топлина може да се отдели при пълното изгаряне на килограм гориво. За да работи котелът дълго време, важно е да изберете правилното гориво за него. Следователно специфичната топлина на изгаряне на въглищата е висока (22 MJ / kg) даден поглед горивото се счита за оптимално за ефективна работа бойлер.

Характеристики и свойства на дървото

Понастоящем има тенденция към преминаване от инсталации, които се основават на процеса на изгаряне на газ, към битови системи за отопление на твърдо гориво.

Не всеки знае, че създаването на комфортен микроклимат в къщата директно зависи от качеството на избраното гориво. Като традиционен материал, използван в такива отоплителни котли, изберете дървото.

В суровата климатични условияхарактеризираща се с дълги и студени зими, е доста трудно да се отоплява къща с дърва за целия отоплителен сезон. При рязък спад на температурата на въздуха собственикът на котела е принуден да го използва на границата на максималните възможности.

При избора на дървесина като твърдо гориво възникват сериозни проблеми и неудобства. Преди всичко отбелязваме, че температурата на горене на въглищата е много по-висока от тази на дървесината. Сред недостатъците е високата скорост на изгаряне на дърва за огрев, което създава сериозни затруднения в работата на отоплителния котел. Собственикът му е принуден постоянно да следи за наличието на дърва за огрев в камината; за отоплителния сезон ще са необходими доста голямо количество от тях.

Възможности за въглища

Температурата на горене е много по-висока, така че тази опция за гориво е отлична алтернатива на конвенционалните дърва за огрев. Също така отбелязваме отличен индикатор за пренос на топлина, продължителността на горивния процес и ниския разход на гориво. Има няколко разновидности на въглища, свързани със спецификата на добива, както и с дълбочината в земните недра: камък, кафяв, антрацит.

Всяка от тези опции има свои отличителни качества и характеристики, които позволяват да се използва в нея котли на твърдо гориво... Температурата на горене на въглищата в пещта ще бъде минимална, когато се използват кафяви въглища, тъй като тя съдържа доста голямо количество различни примеси. Що се отнася до показателите за топлопреминаване, тяхната стойност е подобна на тази на дървото. Химическа реакция изгарянето е екзотермично, топлината на изгаряне на въглища е висока.

При въглищата температурата на запалване достига 400 градуса. Освен това топлината на изгаряне на този вид въглища е доста висока, така че този вид гориво се използва широко за отопление на жилищни помещения.

Антрацитът има максимална ефективност. Сред недостатъците на такова гориво ще изтъкнем високата му цена. Температурата на горене на този вид въглища достига 2250 градуса. Нито едно друго твърдо гориво, извлечено от земните недра, няма подобен индикатор.

Характеристики на пещ на въглища

Такова устройство има дизайнерски характеристики, включва провеждане на реакцията на пиролиза на въглища. не се отнася за минерали, той се е превърнал в продукт на човешката дейност.

Температурата на горене на въглищата е 900 градуса, което е придружено от отделянето достатъчно Термална енергия. Каква е технологията зад такъв невероятен продукт? Същността се крие в определена обработка на дървесината, поради която има значителна промяна в структурата й, отделяне от нея излишна влага... Подобен процес се извършва в специални фурни. Принципът на действие на такива устройства се основава на процеса на пиролиза. Пещта за въглища има четири основни компонента:

• горивни камери;
• укрепена основа;
• комин;
• отделение за рециклиране.

Химичен процес

След влизане в камерата дърва за огрев постепенно тлеят. Този процес се дължи на наличието в пещта на достатъчно количество газообразен кислород, за да поддържа горенето. При разпадането се отделя достатъчно количество топлина, превръщайки излишната течност в пара.

Димът, отделен по време на реакцията, отива в отделението за рециклиране, където напълно изгаря и топлината се отделя. изпълнява няколко важни функционални задачи. С негова помощ се образува въглен и в стаята се поддържа комфортна температура.

Но процесът на получаване на такова гориво е доста деликатен и с най-малкото забавяне е възможно пълно изгаряне на дърва за огрев. Необходимо е да се отстранят овъглените детайли от пещта в определено време.

Използването на въглен

Ако се следва технологичната верига, се получава отличен материал, който може да се използва за пълно отопление на жилищните помещения през зимата отоплителен сезон... Разбира се, температурата на горене на въглищата ще бъде по-висока, но не във всички региони такова гориво е достъпно.

Въгленът започва да гори при температура 1250 градуса. Например пещ за топене работи на въглен. Пламъкът, който се образува при подаване на въздух към пещта, стопява метала с лекота.

Създаване на оптимални условия за горене

Защото висока температура всички вътрешни елементи на пещта са изработени от специални огнеупорни тухли... За тяхното полагане се използва огнеупорна глина. Докато създавате специални условия напълно е възможно да се получи температура във фурната над 2000 градуса. Всеки вид въглища има свой собствен индикатор за температурата на възпламеняване. След достигане на този показател е важно да се поддържа температурата на запалване чрез непрекъснато подаване на излишния кислород в пещта.

Сред недостатъците на този процес изтъкваме загубата на топлина, тъй като част от освободената енергия ще премине през тръбата. Това води до намаляване на температурата на пещта. В хода на експерименталните изследвания учените успяха да установят за различни видове гориво оптимален излишен кислород. Избирайки излишния въздух, може да се очаква пълно изгаряне на горивото. В резултат на това можете да разчитате на минимални топлинни загуби.

Заключение

Сравнителната стойност на горивото се оценява чрез калоричността му, измерена в калории. Предвид характеристиките на различните му видове, може да се заключи, че това са въглищата оптимален изглед солидни Много собственици отоплителни системи опитайте се да използвате котли, работещи на смесени горива: твърдо, течно, газообразно.

специфична топлина на горене - специфична топлина - Теми петролна и газова промишленост Синоними специфична топлина EN специфична топлина ...

Количеството топлина, отделено при пълно изгаряне на гориво с тегло 1 кг. Специфичната топлина на изгаряне на горивото се определя емпирично и е съществена характеристика гориво. Вижте също: Финансов речник на горивата Finam ... Финансов речник

специфична топлина на горене на торф от бомба - Най-високата топлина на горене на торф, като се вземе предвид топлината на образуване и разтваряне в сярна вода и азотна киселина... [GOST 21123 85] Неприемлива, не препоръчителна калоричност на торф от бомба Теми торф Обобщаващи термини свойства на торф EN ... ... Ръководство за технически преводач

специфична топлина на горене (гориво) - 3.1.19 специфична топлина на изгаряне (гориво): Общото количество енергия, отделено при регулираните условия на изгаряне на гориво. Източник …

Бомба специфична топлина на горене на торф - 122. Специфична топлина на горене на торф чрез бомба По-висока топлина на горене на торф, като се вземе предвид топлината на образуване и разтваряне на сярна и азотна киселини във вода Източник: GOST 21123 85: Торф. Термини и определения оригинален документ ... Речник-справочник с термини на нормативна и техническа документация

специфична топлина на горене - 35 специфична топлина на изгаряне на горивото: Общото количество енергия, отделено при определени условия на изгаряне на горивото. Източник: GOST R 53905 2010: Икономия на енергия. Термини и определения оригинален документ ... Речник-справочник с термини на нормативна и техническа документация

Това е количеството топлина, отделено при пълното изгаряне на масата (за твърди и течни вещества) или обемни (за газообразни) материални единици. Измерва се в джаули или калории. Калорична стойност на единица маса или обем гориво, ... ... Уикипедия

Съвременна енциклопедия

Топлина на горене - (топлина на горене, калоричност), количеството топлина, отделено при пълно изгаряне на горивото. Разграничаване между специфична топлина на горене, обемна и др. Например, специфичната топлина на горене на въглища е 28 34 MJ / kg, бензинът е около 44 MJ / kg; обемна ... ... Илюстриран енциклопедичен речник

Специфична топлина на горене - Специфична топлина на изгаряне на горивото: общото количество енергия, отделено при определени условия на изгаряне на горивото ...

Различните горива (твърди, течни и газообразни) се характеризират с общи и специфични свойства. ДА СЕ общи свойства горивата включват специфична топлина на горене и влажност, специфични - съдържание на пепел, съдържание на сяра (съдържание на сяра), плътност, вискозитет и други свойства.

Специфичната топлина на изгаряне на горивото е количеството топлина, което се отделя при пълно изгаряне на \\ (1 \\) кг твърдо или течно гориво или \\ (1 \\) m³ газообразно гориво.

Енергийната стойност на горивото се определя преди всичко от специфичната му топлина на горене.

Специфичната калоричност се обозначава с буквата \\ (q \\). Единицата за специфична топлина на горене е \\ (1 \\) J / kg за твърди и течни горива и \\ (1 \\) J / m³ за газообразни горива.

Специфичната топлина на горене се определя експериментално чрез доста сложни методи.

Таблица 2. Специфична топлина на горене на някои видове горива.

Твърдо гориво

Течно гориво

Газообразно гориво

(при нормални условия)

Тази таблица показва, че най-високата е специфичната топлина на горене на водород, тя е \\ (120 \\) MJ / m³. Това означава, че при пълното изгаряне на водород с обем \\ (1 \\) m³ \\ (120 \\) MJ \\ (\u003d \\) \\ (120 \\) се отделя 10 6 J енергия.

Водородът е едно от високоенергийните горива. В допълнение, продуктът от изгарянето на водород е обикновена вода, за разлика от другите видове горива, където продуктите от изгарянето са въглероден диоксид и въглероден окис, пепел и пещи. Това прави водородът най-екологичното гориво.

Водородният газ обаче е взривоопасен. Освен това той има най-ниска плътност в сравнение с други газове при същата температура и налягане, което затруднява втечняването на водорода и транспортирането му.

Общото количество топлина \\ (Q \\), отделено при пълно изгаряне \\ (m \\) кг твърдо или течно гориво, се изчислява по формулата:

Общото количество топлина \\ (Q \\), отделено при пълно изгаряне \\ (V \\) m³ газообразно гориво, се изчислява по формулата:

Съдържанието на влага (съдържание на влага) в горивото намалява топлината му на горене, тъй като консумацията на топлина за изпаряване на влагата се увеличава и обемът на продуктите от горенето се увеличава (поради наличието на водна пара).
Съдържанието на пепел е количеството пепел, получено при изгарянето на минерали в горивото. Минералите, съдържащи се в горивото, намаляват топлината му на изгаряне, тъй като съдържанието на горими компоненти намалява (основната причина) и се увеличава консумацията на топлина за нагряване и топене на минералната маса.
Съдържанието на сяра (съдържание на сяра) се отнася до отрицателен фактор на горивото, тъй като при изгарянето му се получават сярни газове, които замърсяват атмосферата и разрушават метала. В допълнение, сярата, съдържаща се в горивото, частично преминава в стопения метал, завареното стъкло се стопява, намалявайки тяхното качество. Например за топене на кристални, оптични и други стъкла е невъзможно да се използва гориво, съдържащо сяра, тъй като сярата значително намалява оптичните свойства и цвета на стъклото.