Teatavasti on tööstuses, transpordis, põllumajanduses ja igapäevaelus kasutatav energiaallikas kütus. Need on kivisüsi, õli, turvas, küttepuud, maagaas jne. Kütuse põlemisel vabaneb energia. Proovime välja selgitada, kuidas sel juhul energia vabaneb.

Meenutagem veemolekuli ehitust (joon. 16, a). See koosneb ühest hapnikuaatomist ja kahest vesinikuaatomist. Kui veemolekul on jagatud aatomiteks, siis on vaja ületada aatomitevahelised tõmbejõud ehk tuleb teha tööd ja seetõttu kulutada energiat. Ja vastupidi, kui aatomid ühinevad molekuliks, vabaneb energia.

Kütuse kasutamine põhineb just nimelt aatomite liitumisel energia vabanemisel. Näiteks kütuses sisalduvad süsinikuaatomid ühinevad põlemisel kahe hapnikuaatomiga (joonis 16, b). Sel juhul moodustub süsinikmonooksiidi molekul - süsinikdioksiid- ja energia vabaneb.

Riis. 16. Molekulide struktuur:
a - vesi; b - süsinikuaatomi ja kahe hapnikuaatomi kombinatsioon süsinikdioksiidi molekuliks

Mootorite arvutamisel peab insener täpselt teadma, kui palju soojust võib põletatud kütus eraldada. Selleks on vaja eksperimentaalselt määrata, kui palju soojust eraldub sama massi erinevat tüüpi kütuse täielikul põlemisel.

Füüsikalist suurust, mis näitab, kui palju soojust eraldub 1 kg kaaluva kütuse täielikul põlemisel, nimetatakse kütuse eripõlemissoojuseks.

Eripõlemissoojust tähistatakse tähega q. Eripõlemissoojuse ühik on 1 J/kg.

Eripõlemissoojus määratakse eksperimentaalselt, kasutades üsna keerulisi instrumente.

Katseandmete tulemused on toodud tabelis 2.

tabel 2

Sellest tabelist on selge, et erisoojus põlemine, näiteks bensiin 4,6 10 7 J / kg.

See tähendab, et 1 kg kaaluva bensiini täielikul põlemisel vabaneb 4,6 10 7 J energiat.

M kg kütuse põletamisel eralduva soojuse Q summaarne kogus arvutatakse valemiga

Küsimused

1. Mis on kütuse eripõlemissoojus?
2. Millistes ühikutes mõõdetakse kütuse eripõlemissoojust?
3. Mida tähendab väljend "kütuse eripõlemissoojus 1,4 10 7 J / kg"? Kuidas arvutatakse kütuse põlemisel vabanev soojushulk?

9. harjutus

1. Kui palju soojust eraldub täielikul põlemisel? süsi kaal 15 kg; alkoholi kaaluga 200 g?
2. Kui palju soojust eraldub õli täielikul põlemisel, mille mass on 2,5 tonni; petrooleum, mille maht on 2 liitrit ja tihedus 800 kg / m 3?
3. Kuiva puidu täielikul põletamisel vabanes 50 000 kJ energiat. Milline puidu mass põles?

Harjutus

Koostage tabeli 2 abil tulpdiagramm küttepuude, piirituse, õli, vesiniku eripõlemissoojuse kohta, valides skaala järgmiselt: ristküliku laius on 1 lahter, 2 mm kõrgus vastab 10 J.

Tabelites on toodud kütuse (vedel, tahke ja gaasiline) ja mõne muu põleva materjali massieripõlemissoojus. Arvesse võeti järgmisi kütuseid: kivisüsi, küttepuud, koks, turvas, petrooleum, õli, alkohol, bensiin, maagaas jne.

Tabelite loend:

Kütuse oksüdatsiooni eksotermilise reaktsiooni käigus muundatakse selle keemiline energia soojusenergiaks teatud koguse soojuse vabanemisega. Saadud soojusenergia Tavaliselt nimetatakse seda kütuse põlemissoojuseks. See sõltub selle keemilisest koostisest, niiskusest ja on peamine. Kütuse põlemissoojus 1 kg massi või 1 m 3 ruumala kohta moodustab massi või mahulise eripõlemissoojuse.

Kütuse eripõlemissoojus on tahke, vedela või gaasilise kütuse massi- või mahuühiku täielikul põlemisel vabanev soojushulk. Rahvusvahelises mõõtühikute süsteemis mõõdetakse seda väärtust J/kg või J/m 3.

Kütuse eripõlemissoojust saab määrata katseliselt või arvutada analüütiliselt. Katsemeetodid kütteväärtuse määramiseks põhinevad kütuse põlemisel eralduva soojushulga praktilisel mõõtmisel, näiteks termostaadi ja põlemispommiga kalorimeetris. Tuntud kütusele keemiline koostis Eripõlemissoojuse saab määrata Mendelejevi valemi abil.

Eripõlemissoojused on kõrgemad ja madalamad. Kõrgem kütteväärtus on võrdne kütuse täielikul põlemisel eralduva maksimaalse soojushulgaga, võttes arvesse kütuses sisalduva niiskuse aurustumisele kuluvat soojust. Madalaim kütteväärtus on kütuse ja vesiniku niiskusest moodustuva kondensatsioonisoojuse hulga võrra väiksem kui kõrgeim väärtus orgaaniline aine mis põlemisel muutub veeks.

Kütuse kvaliteedinäitajate määramiseks, samuti termotehnilised arvutused kasutavad tavaliselt madalamat eripõlemissoojust, mis on kõige olulisem termiline ja jõudlusomadused kütust ja see on näidatud allolevates tabelites.

Tahkekütuste (kivisüsi, küttepuud, turvas, koks) eripõlemissoojus

Tabelis on näidatud kuiva eripõlemissoojus tahke kütus mõõtmetes MJ/kg. Kütus tabelis on järjestatud nimede järgi tähestikulises järjekorras.

Vaadeldavatest tahkekütustest on kõrgeima kütteväärtusega koksisüsi - selle eripõlemissoojus on 36,3 MJ/kg (ehk SI ühikutes 36,3·10 6 J/kg). Lisaks on kõrge kütteväärtus iseloomulik kivisöele, antratsiidile, puusöele ja pruunsöele.

Madala energiatõhususega kütused on puit, küttepuud, püssirohi, freesturvas ja põlevkivi. Näiteks küttepuude eripõlemissoojus on 8,4...12,5 ja püssirohu oma vaid 3,8 MJ/kg.

Vedelkütuste (alkohol, bensiin, petrooleum, õli) eripõlemissoojus

Allolev tabel näitab eripõlemissoojust vedelkütus ja mõned muud orgaanilised vedelikud. Tuleb märkida, et sellistel kütustel nagu bensiin, diislikütus ja õli on põlemisel kõrge soojuseraldus.

Alkoholi ja atsetooni eripõlemissoojus on oluliselt madalam kui traditsioonilistel mootorikütustel. Lisaks on vedelal raketikütusel suhteliselt madal kütteväärtus ja 1 kg nende süsivesinike täielikul põlemisel eraldub soojushulk vastavalt 9,2 ja 13,3 MJ.

Gaasiliste kütuste ja põlevate gaaside eripõlemissoojus

Tabel on toodud gaaskütuse ja mõnede teiste põlevate gaaside eripõlemissoojuse kohta mõõtmetes MJ/kg. Vaadeldavatest gaasidest on sellel suurim mass-eripõlemissoojus. Ühe kilogrammi selle gaasi täielikul põlemisel vabaneb 119,83 MJ soojust. Samuti on kütus nagu maagaas kõrge kütteväärtusega - maagaasi eripõlemissoojus on 41...49 MJ/kg (puhta gaasi puhul 50 MJ/kg).

Mõnede põlevate materjalide eripõlemissoojus

Mõnede põlevate materjalide (puit, paber, plast, põhk, kumm jne) eripõlemissoojuse kohta on esitatud tabel. Tuleb märkida materjalid, millel on põlemisel suur soojuseraldus. Nende materjalide hulka kuuluvad: kumm erinevat tüüpi, vahtpolüstüreen (vaht), polüpropüleen ja polüetüleen.

Allikad:

1. GOST 147-2013 Tahke mineraalkütus. Kõrgema kütteväärtuse määramine ja madalama kütteväärtuse arvutamine.
2. GOST 21261-91 Naftatooted. Kõrgema kütteväärtuse määramise ja madalama kütteväärtuse arvutamise meetod.
3. GOST 22667-82 Looduslikud tuleohtlikud gaasid. Arvutusmeetod kütteväärtuse, suhtelise tiheduse ja Wobbe'i arvu määramiseks.
4. GOST 31369-2008 Maagaas. Kütteväärtuse, tiheduse, suhtelise tiheduse ja Wobbe'i arvu arvutamine komponentide koostise põhjal.
5. Zemsky G. T. Anorgaaniliste ja orgaaniliste materjalide tuleohtlikud omadused: teatmik M.: VNIIPO, 2016 - 970 lk.

Söe põlemistemperatuuri peetakse peamiseks kriteeriumiks, mis võimaldab teil kütuse valimisel vigu vältida. Sellest väärtusest sõltuvad otseselt katla jõudlus ja selle kvaliteetne töö.

Temperatuuri tuvastamise võimalus

Talvel on eriti aktuaalne eluruumide kütmise küsimus. Jahutusvedelike süstemaatilise kallinemise tõttu peavad inimesed otsima alternatiivsed võimalused soojusenergia tootmine.

Parim viis selle probleemi lahendamiseks on valida tahkekütuse katlad, millel on optimaalsed tööomadused ja mis hoiavad hästi soojust.

Söe eripõlemissoojus on füüsikaline suurus, mis näitab, kui palju soojust võib kilogrammi kütuse täielikul põlemisel vabaneda. Et boiler töötaks kaua aega, on oluline valida selle jaoks õige kütus. Kivisöe eripõlemissoojus on kõrge (22 MJ/kg), seega seda tüüpi kütust peetakse optimaalseks tõhus töö boiler

Puidu omadused ja omadused

Praegu kiputakse gaasipõletusprotsessil põhinevatelt paigaldistelt üle minema tahkekütte majapidamissüsteemidele.

Mitte igaüks ei tea, et majas mugava mikrokliima loomine sõltub otseselt valitud kütuse kvaliteedist. Traditsioonilise materjalina, mida kasutatakse sellistes küttekatlad, valige puit.

Karmides kliimatingimused mida iseloomustavad pikad ja külmad talved, on üsna keeruline kogu kütteperioodi vältel kodu puudega kütta. Kui õhutemperatuur järsult langeb, on katla omanik sunnitud seda kasutama maksimaalsete võimaluste piiril.

Tahkekütuseks puidu valimisel tekivad tõsised probleemid ja ebamugavused. Kõigepealt märgime, et kivisöe põlemistemperatuur on palju kõrgem kui puidul. Puuduste hulgas on küttepuude kõrge põlemiskiirus, mis tekitab küttekatla kasutamisel tõsiseid raskusi. Selle omanik on sunnitud pidevalt jälgima kamina küttepuude olemasolu, kütteperioodiks kulub neid üsna palju.

Söe valikud

Põlemistemperatuur on palju kõrgem, seega on see kütusevalik suurepärane alternatiiv tavalistele küttepuudele. Samuti märgime suurepärast soojusülekande kiirust, põlemisprotsessi kestust ja madalat kütusekulu. Kaevandamise eripära ja maa soolestikus esinemise sügavusega seotud kivisütt on mitut tüüpi: kõva, pruun, antratsiit.

Igal neist valikutest on oma eristavad omadused ja omadused, mis võimaldavad seda kasutada tahke kütusekatelde. Söe põlemistemperatuur ahjus on pruunsöe kasutamisel minimaalne, kuna see sisaldab üsna palju erinevaid lisandeid. Soojusülekande indikaatorite puhul on nende väärtus sarnane puiduga. Keemiline reaktsioon põlemine on eksotermiline, kivisöe kütteväärtus on kõrge.

Kivisöe süttimistemperatuur on 400 kraadi. Pealegi on seda tüüpi kivisöe kütteväärtus üsna kõrge, seetõttu kasutatakse seda tüüpi kütust laialdaselt eluruumide kütmiseks.

Antratsiidil on maksimaalne efektiivsus. Sellise kütuse puuduste hulgas tõstame esile selle kõrge hinna. Seda tüüpi kivisöe põlemistemperatuur ulatub 2250 kraadini. Sellist indikaatorit ei ole ühelgi maa soolestikust ammutatud tahkel kütusel.

Söeküttel töötava ahju omadused

Sarnasel seadmel on disainifunktsioonid, hõlmab kivisöe pürolüüsireaktsiooni. ei kuulu mineraalide hulka, sellest on saanud inimtegevuse saadus.

Söe põlemistemperatuur on 900 kraadi, millega kaasneb eraldumine piisav kogus soojusenergia. Mis tehnoloogia on sellise hämmastava toote loomiseks? Põhiolemus seisneb puidu teatud töötlemises, mille tõttu toimub selle struktuuri oluline muutus, eraldumine sellest liigne niiskus. Sarnane protsess viiakse läbi spetsiaalsetes ahjudes. Selliste seadmete tööpõhimõte põhineb pürolüüsiprotsessil. Söeahi koosneb neljast põhikomponendist:

• põlemiskambrid;
• tugevdatud vundament;
• korsten;
• taaskasutussektsioon.

Keemiline protsess

Pärast kambrisse sisenemist toimub küttepuude järkjärguline hõõgumine. See protsess toimub tänu põlemist toetavale piisava koguse gaasilise hapniku olemasolule tulekambris. Kui hõõgumine toimub, eraldub piisav kogus soojust ja liigne vedelik muudetakse auruks.

Reaktsiooni käigus eralduv suits läheb sekundaarsesse töötlemiskambrisse, kus see täielikult põleb ja soojust eraldub. täidab mitmeid olulisi funktsionaalseid ülesandeid. Selle abiga moodustub süsi ja ruumis hoitakse mugavat temperatuuri.

Kuid sellise kütuse saamise protsess on üsna delikaatne ja väikseima viivitusega on võimalik puidu täielik põlemine. Söestunud tükid on vaja teatud aja jooksul ahjust eemaldada.

Söe pealekandmine

Tehnoloogilise ahela järgimisel saadakse suurepärane materjal, mida saab talvel kasutada eluruumide täiskütmiseks. kütteperiood. Muidugi on kivisöe põlemistemperatuur kõrgem, kuid selline kütus pole kõigis piirkondades taskukohane.

Söe põlemine algab temperatuuril 1250 kraadi. Näiteks sulatusahi töötab puusöel. Leek, mis tekib ahju õhu juhtimisel, sulatab metalli kergesti.

Põlemiseks optimaalsete tingimuste loomine

Sest kõrge temperatuur kõik ahju sisemised elemendid on valmistatud spetsiaalsest tulekindlad tellised. Nende paigaldamiseks kasutatakse tulekindlat savi. Loomise ajal eritingimused Ahjus on täiesti võimalik saavutada temperatuure üle 2000 kraadi. Igal kivisöel on oma leekpunkt. Pärast selle indikaatori saavutamist on oluline hoida süttimistemperatuuri, varustades tulekolde pidevalt liigset hapnikku.

Selle protsessi puuduste hulgas tõstame esile soojuskao, kuna osa vabanenud energiast väljub toru kaudu. See toob kaasa tulekolde temperatuuri languse. Eksperimentaalsete uuringute käigus suutsid teadlased kindlaks teha erinevat tüüpi kütuse optimaalne liigse hapniku maht. Tänu liigse õhu valikule võite loota kütuse täielikule põlemisele. Selle tulemusena võite arvestada minimaalsete soojusenergia kadudega.

Järeldus

Kütuse võrdlusväärtust hinnatakse selle kütteväärtuse järgi, mida mõõdetakse kalorites. Arvestades selle erinevate tüüpide omadusi, võime järeldada, et see on kivisüsi optimaalne vaade soliidne Paljud omanikud oma küttesüsteemid Nad püüavad kasutada katlaid, mis töötavad segakütustel: tahke, vedel, gaasiline.

eripõlemissoojus - erisoojus— Teemad nafta- ja gaasitööstus Sünonüümid erisoojusvõimsus EN erisoojus ...

1 kg kütuse täielikul põlemisel vabanev soojushulk. Kütuse eripõlemissoojus määratakse katseliselt ja on kõige olulisem omadus kütust. Vaata ka: Kütuse finantssõnastik Finam... Finantssõnastik

turba eripõlemissoojus pommi abil- Turba kõrgem põlemissoojus, võttes arvesse tekke- ja lahustumissoojust väävel- ja lämmastikhapped. [GOST 21123 85] Pommi jaoks lubamatu, mittesoovitatav turba kütteväärtus Teemad turvas Turba üldmõisted omadused ET ... ... Tehniline tõlkija juhend

eripõlemissoojus (kütus)- 3.1.19 eripõlemissoojus (kütus): kütuse põletamise reguleeritud tingimustes vabanev energia koguhulk. Allikas …

Turba eripõlemissoojus pommi abil- 122. Pommi turba eripõlemissoojus Turba kõrgem põlemissoojus, võttes arvesse väävel- ja lämmastikhappe tekke- ja lahustumissoojust vees Allikas: GOST 21123 85: Turvas. Terminid ja määratlused originaaldokument... Normatiivse ja tehnilise dokumentatsiooni terminite sõnastik-teatmik

kütuse eripõlemissoojus- 35 kütuse eripõlemissoojus: kindlaksmääratud kütuse põlemistingimustes vabanev energia koguhulk. Allikas: GOST R 53905 2010: Energiasääst. Terminid ja määratlused originaaldokument... Normatiivse ja tehnilise dokumentatsiooni terminite sõnastik-teatmik

See on soojushulk, mis vabaneb massi täielikul põlemisel (tahkete ainete ja vedelad ained) või aine mahuühikutes (gaasiliste) ühikutes. Mõõdetud džaulides või kalorites. Põlemissoojus kütuse massi- või mahuühiku kohta, ... ... Wikipedia

Kaasaegne entsüklopeedia

Põlemissoojus- (põlemissoojus, kalorisisaldus), kütuse täielikul põlemisel eralduv soojushulk. On eripõlemissoojused, mahulised soojused jne. Näiteks kivisöe eripõlemissoojus on 28 34 MJ/kg, bensiinil umbes 44 MJ/kg; mahuline ... ... Illustreeritud entsüklopeediline sõnaraamat

Kütuse eripõlemissoojus- Kütuse eripõlemissoojus: kindlaksmääratud põlemistingimustes vabanev energia koguhulk...

Erinevat tüüpi kütust (tahke, vedel ja gaasiline) iseloomustavad üldised ja spetsiifilised omadused. TO üldised omadused kütused hõlmavad eripõlemissoojust ja -niiskust, spetsiifiliste hulka kuuluvad tuhasisaldus, väävlisisaldus (väävlisisaldus), tihedus, viskoossus ja muud omadused.

Kütuse eripõlemissoojus on soojushulk, mis eraldub \(1\) kg tahke või vedelkütuse või \(1\) m³ gaaskütuse täielikul põlemisel.

Kütuse energiaväärtuse määrab eelkõige selle eripõlemissoojus.

Eripõlemissoojust tähistatakse tähega \(q\). Eripõlemissoojuse ühik on tahkete ja vedelkütuste puhul \(1\) J/kg ja gaaskütuste puhul \(1\) J/m³.

Eripõlemissoojus määratakse eksperimentaalselt, kasutades üsna keerukaid meetodeid.

Tabel 2. Teatud tüüpi kütuse eripõlemissoojus.

Tahke kütus

Vedel kütus

Gaasiline kütus

(tavalistes tingimustes)

Sellest tabelist on selgelt näha, et vesiniku eripõlemissoojus on suurim, see võrdub \(120\) MJ/m³. See tähendab, et vesiniku täielikul põlemisel ruumalaga \(1\) m³ vabaneb \(120\) MJ \(=\)\(120\) ⋅ 10 6 J energiat.

Vesinik on üks suure energiatarbega kütustest. Lisaks on vesiniku põlemisproduktiks tavaline vesi, erinevalt teistest kütuseliikidest, kus põlemisproduktideks on süsihappegaas ja vingugaas, tuhk ja ahjuräbu. See muudab vesiniku kõige keskkonnasõbralikumaks kütuseks.

Gaasiline vesinik on aga plahvatusohtlik. Lisaks on sellel madalaim tihedus võrreldes teiste sama temperatuuri ja rõhuga gaasidega, mis tekitab raskusi vesiniku veeldamisel ja selle transportimisel.

\(m\) kg tahke või vedelkütuse täielikul põlemisel vabanenud soojuse koguhulk \(Q\) arvutatakse järgmise valemi abil:

\(V\) m³ gaaskütuse täielikul põlemisel eralduv soojushulk \(Q\) arvutatakse järgmise valemi abil:

Kütuse niiskus (niiskussisaldus) vähendab selle kütteväärtust, kuna suureneb soojuse tarbimine niiskuse aurustamiseks ja põlemisproduktide maht suureneb (veeauru olemasolu tõttu).
Tuhasisaldus on kütuses sisalduvate mineraalide põlemisel tekkinud tuha hulk. Kütuses sisalduvad mineraalained vähendavad selle kütteväärtust, kuna väheneb põlevate komponentide sisaldus (peamine põhjus) ning suureneb soojuskulu mineraalmassi kuumutamiseks ja sulatamiseks.
Väävlisisaldus (väävlisisaldus) viitab kütuse negatiivsele tegurile, kuna selle põlemisel tekib vääveldioksiidi gaase, mis saastavad atmosfääri ja hävitavad metalli. Lisaks läheb kütuses sisalduv väävel osaliselt sulametalli ja keevitatud klaasi sulatisse, vähendades nende kvaliteeti. Näiteks kristall-, optiliste ja muude klaaside sulatamiseks ei saa kasutada väävlit sisaldavat kütust, kuna väävel vähendab oluliselt klaasi optilisi omadusi ja värvi.