Znano je, da je vir energije, ki se uporablja v industriji, prometu, kmetijstvu in vsakdanjem življenju, gorivo. To so premog, nafta, šota, drva, zemeljski plin itd. Pri zgorevanju goriva se sprošča energija. Poskusimo ugotoviti, kako se v tem primeru sprošča energija.

Spomnimo se zgradbe molekule vode (slika 16, a). Sestavljen je iz enega atoma kisika in dveh atomov vodika. Če je molekula vode razdeljena na atome, je treba premagati sile privlačnosti med atomi, to pomeni, da je treba opraviti delo in zato je treba porabiti energijo. Nasprotno, če se atomi združijo v molekulo, se sprosti energija.

Uporaba goriva temelji prav na pojavu sproščanja energije ob združitvi atomov. Na primer, atomi ogljika, ki jih vsebuje gorivo, se med zgorevanjem združijo z dvema atomoma kisika (slika 16, b). V tem primeru nastane molekula ogljikovega monoksida - ogljikov dioksid- in energija se sprosti.

riž. 16. Zgradba molekul:
a - voda; b - kombinacija atoma ogljika in dveh atomov kisika v molekulo ogljikovega dioksida

Pri izračunu motorjev mora inženir natančno vedeti, koliko toplote lahko sprosti zgorelo gorivo. Da bi to naredili, je treba eksperimentalno določiti, koliko toplote se bo sprostilo med popolnim zgorevanjem iste mase goriva različnih vrst.

Fizikalna količina, ki kaže, koliko toplote se sprosti pri popolnem zgorevanju goriva, ki tehta 1 kg, se imenuje specifična zgorevalna toplota goriva.

Specifično zgorevalno toploto označujemo s črko q. Enota specifične zgorevalne toplote je 1 J/kg.

Specifična toplota zgorevanja se določi eksperimentalno z uporabo precej zapletenih instrumentov.

Rezultati eksperimentalnih podatkov so prikazani v tabeli 2.

tabela 2

Iz te tabele je razvidno, da Specifična toplota zgorevanje, na primer bencin 4,6 10 7 J / kg.

To pomeni, da se pri popolnem zgorevanju bencina, ki tehta 1 kg, sprosti 4,6 10 7 J energije.

Skupno količino toplote Q, ki se sprosti pri zgorevanju m kg goriva, izračunamo po formuli

Vprašanja

1. Kakšna je specifična toplota zgorevanja goriva?
2. V katerih enotah se meri specifična toplota zgorevanja goriva?
3. Kaj pomeni izraz "specifična toplota zgorevanja goriva, enaka 1,4 10 7 J / kg"? Kako se izračuna količina toplote, ki se sprosti pri zgorevanju goriva?

vaja 9

1. Koliko toplote se sprosti pri popolnem zgorevanju? oglje teža 15 kg; alkohola, ki tehta 200 g?
2. Koliko toplote se bo sprostilo med popolnim zgorevanjem olja, katerega masa je 2,5 tone; kerozin, katerega prostornina je 2 litra in gostota 800 kg / m 3?
3. Pri popolnem zgorevanju suhega lesa se je sprostilo 50.000 kJ energije. Kolikšna masa lesa je zgorela?

telovadba

S tabelo 2 sestavite stolpčni diagram za specifično toploto zgorevanja drv, alkohola, olja, vodika, pri čemer izberite lestvico na naslednji način: širina pravokotnika je 1 celica, višina 2 mm ustreza 10 J.

V tabelah je prikazana masna specifična toplota zgorevanja goriva (tekočega, trdnega in plinastega) in nekaterih drugih gorljivih snovi. Upoštevana so naslednja goriva: premog, drva, koks, šota, kerozin, olje, alkohol, bencin, zemeljski plin itd.

Seznam tabel:

Med eksotermno reakcijo oksidacije goriva se njegova kemična energija pretvori v toplotno energijo s sproščanjem določene količine toplote. Posledično termalna energija običajno imenujemo toplota zgorevanja goriva. Odvisen je od njegove kemične sestave, vlažnosti in je glavni. Toplota zgorevanja goriva na 1 kg mase ali 1 m 3 prostornine tvori masno ali volumetrično specifično toploto zgorevanja.

Specifična zgorevalna toplota goriva je količina toplote, ki se sprosti pri popolnem zgorevanju enote mase ali prostornine trdnega, tekočega ali plinastega goriva. V mednarodnem sistemu enot se ta vrednost meri v J/kg ali J/m 3.

Specifično toploto zgorevanja goriva lahko določimo eksperimentalno ali izračunamo analitično. Eksperimentalne metode Določitve kurilne vrednosti temeljijo na praktičnem merjenju količine toplote, ki se sprosti pri zgorevanju goriva, na primer v kalorimetru s termostatom in zgorevalno bombo. Za gorivo z znano kemična sestava Specifično toploto zgorevanja lahko določimo s formulo Mendelejeva.

Obstajajo višje in nižje specifične toplote zgorevanja. Višja kurilna vrednost je enaka največji količini toplote, ki se sprosti pri popolnem zgorevanju goriva, ob upoštevanju toplote, porabljene za izhlapevanje vlage v gorivu. Najnižja kurilna vrednost je manjša od najvišje vrednosti za količino kondenzacijske toplote, ki nastane iz vlage goriva in vodika. organska snov ki se pri gorenju spremeni v vodo.

Za določitev indikatorjev kakovosti goriva, pa tudi termotehnični izračuni običajno uporabljajo nižjo specifično zgorevalno toploto, ki je najpomembnejša toplotna in značilnosti delovanja goriva in je prikazano v spodnjih tabelah.

Specifična toplota zgorevanja trdnih goriv (premog, drva, šota, koks)

Tabela prikazuje specifično toploto zgorevanja suhega trdno gorivo v dimenziji MJ/kg. Gorivo v tabeli je razvrščeno po imenih po abecednem vrstnem redu.

Med obravnavanimi trdnimi gorivi ima najvišjo kurilno vrednost koksni premog - njegova specifična zgorevalna toplota je 36,3 MJ/kg (ali v enotah SI 36,3·10 6 J/kg). Poleg tega je visoka kalorična vrednost značilna za črni premog, antracit, oglje in rjavi premog.

Goriva z nizko energetsko učinkovitostjo vključujejo les, drva, smodnik, mlinsko šoto in oljni skrilavec. Na primer, specifična toplota zgorevanja drv je 8,4 ... 12,5, smodnika pa le 3,8 MJ / kg.

Specifična toplota zgorevanja tekočih goriv (alkohol, bencin, kerozin, olje)

Spodnja tabela prikazuje specifično toploto zgorevanja tekoče gorivo in nekatere druge organske tekočine. Upoštevati je treba, da imajo goriva, kot so bencin, dizelsko gorivo in olje, veliko sproščanje toplote med zgorevanjem.

Specifična toplota zgorevanja alkohola in acetona je bistveno nižja od tradicionalnih motornih goriv. Poleg tega ima tekoče raketno gorivo relativno nizko kalorično vrednost in pri popolnem zgorevanju 1 kg teh ogljikovodikov se bo sprostila količina toplote, ki je enaka 9,2 oziroma 13,3 MJ.

Specifična toplota zgorevanja plinastih goriv in gorljivih plinov

Prikazana je tabela specifične toplote zgorevanja plinastega goriva in nekaterih drugih gorljivih plinov v dimenziji MJ/kg. Od obravnavanih plinov ima največjo masno specifično toploto zgorevanja. Pri popolnem zgorevanju enega kilograma tega plina se bo sprostilo 119,83 MJ toplote. Tudi gorivo, kot je zemeljski plin, ima visoko kalorično vrednost - specifična toplota zgorevanja zemeljskega plina je 41...49 MJ/kg (pri čistem plinu je 50 MJ/kg).

Specifična toplota zgorevanja nekaterih gorljivih materialov

Podana je tabela specifične zgorevalne toplote nekaterih gorljivih materialov (les, papir, plastika, slama, guma itd.). Upoštevati je treba materiale z visokim sproščanjem toplote med zgorevanjem. Ti materiali vključujejo: gumo različne vrste, ekspandiran polistiren (pena), polipropilen in polietilen.

Viri:

1. GOST 147-2013 Trdno mineralno gorivo. Določitev višje kurilne vrednosti in izračun spodnje kurilne vrednosti.
2. GOST 21261-91 Naftni proizvodi. Metoda za določanje višje kurilne vrednosti in izračunavanje spodnje kurilne vrednosti.
3. GOST 22667-82 Naravni vnetljivi plini. Računska metoda za določanje kurilne vrednosti, relativne gostote in Wobbejevega števila.
4. GOST 31369-2008 Zemeljski plin. Izračun kurilne vrednosti, gostote, relativne gostote in Wobbejevega števila na podlagi sestave komponent.
5. Zemsky G. T. Vnetljive lastnosti anorganskih in organskih materialov: referenčna knjiga M.: VNIIPO, 2016 - 970 str.

Temperatura zgorevanja premoga velja za glavno merilo, ki vam omogoča, da se izognete napakam pri izbiri goriva. Učinkovitost kotla in njegovo kakovostno delo sta neposredno odvisna od te vrednosti.

Možnost zaznavanja temperature

Pozimi je vprašanje ogrevanja stanovanjskih prostorov še posebej pomembno. Zaradi sistematičnega povečanja stroškov hladilnih tekočin morajo ljudje iskati alternativne možnosti pridobivanje toplotne energije.

Najboljši način za rešitev te težave je izbira kotlov na trda goriva, ki imajo optimalne lastnosti delovanja in dobro zadržujejo toploto.

Specifična toplota zgorevanja premoga je fizikalna količina, ki prikazuje, koliko toplote se lahko sprosti pri popolnem zgorevanju kilograma goriva. Da bo kotel deloval dolgo časa, je pomembno izbrati pravo gorivo zanj. Specifična zgorevalna toplota premoga je visoka (22 MJ/kg), torej ta tip gorivo velja za optimalno za učinkovito delo kotel

Značilnosti in lastnosti lesa

Trenutno obstaja težnja po prehodu z naprav, ki temeljijo na procesu zgorevanja plina, na sisteme ogrevanja gospodinjstev na trda goriva.

Vsi ne vedo, da je ustvarjanje udobne mikroklime v hiši neposredno odvisno od kakovosti izbranega goriva. Kot tradicionalni material, ki se uporablja v takih ogrevalni kotli, izberite les.

V ostrem podnebne razmere za katere so značilne dolge in mrzle zime, je precej težko ogrevati dom z drvmi skozi celotno kurilno sezono. Ko temperatura zraka močno pade, je lastnik kotla prisiljen uporabiti le-tega do roba svojih maksimalnih zmogljivosti.

Pri izbiri lesa kot trdega goriva se pojavijo resne težave in nevšečnosti. Najprej ugotavljamo, da je temperatura zgorevanja premoga veliko višja od temperature lesa. Med pomanjkljivostmi je visoka stopnja zgorevanja drva, kar povzroča resne težave pri delovanju ogrevalnega kotla. Njegov lastnik je prisiljen izvesti stalni nadzor razpoložljivost drv v kurišču bo za kurilno sezono potrebna dovolj velika količina.

Možnosti premoga

Temperatura zgorevanja je veliko višja, zato je ta možnost goriva odlična alternativa običajnemu drvu. Opažamo tudi odličen prenos toplote, trajanje zgorevalnega procesa in nizko porabo goriva. Obstaja več vrst premoga, povezanih s posebnostmi rudarjenja, pa tudi z globino pojavljanja v črevesju zemlje: trdi, rjavi, antracit.

Vsaka od teh možnosti ima svoje posebne lastnosti in značilnosti, ki omogočajo njeno uporabo v kotli na trda goriva. Temperatura zgorevanja premoga v peči bo pri uporabi rjavega premoga minimalna, saj vsebuje precej veliko količino različnih nečistoč. Kar zadeva kazalnike prenosa toplote, je njihova vrednost podobna lesu. Kemijska reakcija zgorevanje je eksotermno, kalorična vrednost premoga je visoka.

Premog ima temperaturo vžiga 400 stopinj. Poleg tega je kalorična vrednost te vrste premoga precej visoka, zato se ta vrsta goriva pogosto uporablja za ogrevanje stanovanjskih prostorov.

Antracit ima največjo učinkovitost. Med pomanjkljivostmi takšnega goriva izpostavljamo njegove visoke stroške. Temperatura zgorevanja te vrste premoga doseže 2250 stopinj. Nobeno trdno gorivo, pridobljeno iz črevesja zemlje, nima takšnega indikatorja.

Značilnosti peči na premog

Podobna naprava ima oblikovne značilnosti, vključuje reakcijo pirolize premoga. ne spada med minerale, postal je produkt človekove dejavnosti.

Temperatura zgorevanja premoga je 900 stopinj, kar spremlja sproščanje zadostna količina termalna energija. Kakšna je tehnologija za ustvarjanje tako neverjetnega izdelka? Bistvo je v določeni obdelavi lesa, zaradi katere pride do bistvene spremembe njegove strukture, ločitve od lesa. odvečna vlaga. Podoben postopek se izvaja v posebnih pečeh. Načelo delovanja takšnih naprav temelji na procesu pirolize. Oglarska peč je sestavljena iz štirih osnovnih komponent:

• zgorevalne komore;
• ojačana podlaga;
• dimnik;
• predelek za recikliranje.

Kemični proces

Po vstopu v komoro pride do postopnega tlenja drv. Ta proces nastane zaradi prisotnosti v kurišču zadostne količine kisika, ki podpira zgorevanje. Ko pride do procesa tlenja, se sprosti zadostna količina toplote in odvečna tekočina se pretvori v paro.

Dim, ki se sprošča med reakcijo, gre v prostor za sekundarno obdelavo, kjer popolnoma zgori in se sprosti toplota. opravlja več pomembnih funkcionalnih nalog. Z njegovo pomočjo nastane oglje, v prostoru pa se vzdržuje udobna temperatura.

Toda postopek pridobivanja takšnega goriva je precej občutljiv in z najmanjšo zamudo je možno popolno zgorevanje lesa. Ob določenem času je treba iz pečice odstraniti zoglenele kose.

Uporaba oglja

Z upoštevanjem tehnološke verige dobimo odličen material, ki se lahko uporablja za popolno ogrevanje stanovanjskih prostorov pozimi. ogrevalna sezona. Seveda bo temperatura zgorevanja premoga višja, vendar takšno gorivo ni dostopno v vseh regijah.

Zgorevanje oglja se začne pri temperaturi 1250 stopinj. Na primer, talilna peč deluje na oglje. Plamen, ki nastane ob dovajanju zraka v peč, zlahka stopi kovino.

Ustvarjanje optimalnih pogojev za izgorevanje

Zaradi visoka temperatura vsi notranji elementi peči so izdelani iz posebnega ognjevarne opeke. Za njihovo vgradnjo se uporablja ognjevarna glina. Med ustvarjanjem posebni pogoji V pečici je povsem mogoče doseči temperature, ki presegajo 2000 stopinj. Vsaka vrsta premoga ima svoje plamenišče. Ko dosežete ta indikator, je pomembno vzdrževati temperaturo vžiga s stalnim dovajanjem presežka kisika v kurišče.

Med slabostmi tega postopka izpostavljamo toplotne izgube, saj bo del sproščene energije ušel skozi cev. To vodi do znižanja temperature kurišča. Med eksperimentalne raziskave znanstvenikom uspelo ugotoviti, za različne vrste optimalni presežek kisika v gorivu. Zahvaljujoč izbiri odvečnega zraka lahko računate na popolno zgorevanje goriva. Posledično lahko računate na minimalne izgube toplotne energije.

Zaključek

Primerjalno vrednost goriva ocenjujemo s kurilno vrednostjo, merjeno v kalorijah. Glede na značilnosti njegovih različnih vrst lahko sklepamo, da gre za premog optimalen pogled trdno Veliko lastnikov svojih ogrevalni sistemi Poskušajo uporabiti kotle, ki delujejo na mešanih gorivih: trdna, tekoča, plinasta.

specifična zgorevalna toplota - Specifična toplota— Teme Industrija nafte in plina Sinonimi specifična toplotna zmogljivost EN specifična toplota ...

Količina toplote, ki se sprosti pri popolnem zgorevanju 1 kg goriva. Specifična toplota zgorevanja goriva se določi eksperimentalno in je najpomembnejša lastnost goriva. Glej tudi: Fuel Finančni slovar Finam... Finančni slovar

specifična toplota zgorevanja šote z bombo- Višja toplota zgorevanja šote, upoštevajoč toploto nastajanja in raztapljanja v žveplovi in dušikove kisline. [GOST 21123 85] Nedopustna, nepriporočena kalorična vrednost šote za bombo Teme šota Splošni pogoji lastnosti šote EN ... ... Priročnik za tehnične prevajalce

specifična zgorevalna toplota (gorivo)- 3.1.19 specifična zgorevalna toplota (gorivo): Skupna količina energije, ki se sprosti pri reguliranih pogojih zgorevanja goriva. Vir …

Specifična toplota zgorevanja šote z bombo- 122. Specifična toplota zgorevanja šote z bombo Višja toplota zgorevanja šote ob upoštevanju toplote tvorbe in raztapljanja žveplove in dušikove kisline v vodi Vir: GOST 21123 85: Šota. Izrazi in definicije originalni dokument ... Slovar-priročnik izrazov normativne in tehnične dokumentacije

specifična toplota zgorevanja goriva- 35 specifična zgorevalna toplota goriva: skupna količina energije, sproščene pri določenih pogojih zgorevanja goriva. Vir: GOST R 53905 2010: Varčevanje z energijo. Izrazi in definicije originalni dokument ... Slovar-priročnik izrazov normativne in tehnične dokumentacije

To je količina toplote, ki se sprosti med popolnim zgorevanjem mase (za trdne snovi in tekoče snovi) ali volumetrične (za plinaste) enote snovi. Merjeno v joulih ali kalorijah. Zgorevalna toplota na enoto mase ali prostornine goriva, ... ... Wikipedia

Sodobna enciklopedija

Toplota zgorevanja- (toplota zgorevanja, vsebnost kalorij), količina toplote, ki se sprosti pri popolnem zgorevanju goriva. Obstajajo specifične toplote zgorevanja, volumetrične toplote itd. Na primer, specifična toplota zgorevanja premoga je 28 34 MJ/kg, bencina je približno 44 MJ/kg; volumetrična ... ... Ilustrirani enciklopedični slovar

Specifična toplota zgorevanja goriva- Specifična zgorevalna toplota goriva: skupna količina energije, sproščene pri določenih pogojih zgorevanja...

Za različne vrste goriv (trdno, tekoče in plinasto) so značilne splošne in specifične lastnosti. TO splošne lastnosti goriva vključujejo specifično toploto zgorevanja in vlažnost; specifične vključujejo vsebnost pepela, vsebnost žvepla (vsebnost žvepla), gostoto, viskoznost in druge lastnosti.

Specifična zgorevalna toplota goriva je količina toplote, ki se sprosti pri popolnem zgorevanju \(1\) kg trdnega ali tekočega goriva ali \(1\) m³ plinastega goriva.

Energijsko vrednost goriva določa predvsem njegova specifična zgorevalna toplota.

Specifična zgorevalna toplota je označena s črko \(q\). Enota specifične zgorevalne toplote je \(1\) J/kg za trdna in tekoča goriva in \(1\) J/m³ za plinasta goriva.

Specifična toplota zgorevanja se eksperimentalno določi z uporabo precej zapletenih metod.

Tabela 2. Specifična toplota zgorevanja nekaterih vrst goriva.

Trdno gorivo

Tekoče gorivo

Plinasto gorivo

(v normalnih pogojih)

Iz te tabele je razvidno, da je specifična zgorevalna toplota vodika največja, enaka \(120\) MJ/m³. To pomeni, da se pri popolnem zgorevanju vodika s prostornino \(1\) m³ sprosti \(120\) MJ \(=\)\(120\) ⋅ 10 6 J energije.

Vodik je eno izmed visokoenergetskih goriv. Poleg tega je produkt zgorevanja vodika navadna voda, za razliko od drugih vrst goriva, kjer so produkti zgorevanja ogljikov dioksid in ogljikov monoksid, pepel in kurilna žlindra. Zaradi tega je vodik najbolj okolju prijazno gorivo.

Vendar je vodikov plin eksploziven. Poleg tega ima najnižjo gostoto v primerjavi z drugimi plini pri enaki temperaturi in tlaku, kar povzroča težave pri utekočinjanju vodika in njegovem transportu.

Skupna količina toplote \(Q\), ki se sprosti pri popolnem zgorevanju \(m\) kg trdnega ali tekočega goriva, se izračuna po formuli:

Skupna količina toplote \(Q\), ki se sprosti pri popolnem zgorevanju \(V\) m³ plinastega goriva, se izračuna po formuli:

Vlažnost (vsebnost vlage) goriva zmanjša njegovo kalorično vrednost, saj se poveča poraba toplote za izhlapevanje vlage in poveča se volumen produktov zgorevanja (zaradi prisotnosti vodne pare).
Vsebnost pepela je količina pepela, ki nastane pri zgorevanju mineralov, ki jih vsebuje gorivo. Mineralne snovi, ki jih vsebuje gorivo, zmanjšajo njegovo kalorično vrednost, saj se zmanjša vsebnost gorljivih sestavin (glavni razlog) in poveča se poraba toplote za ogrevanje in taljenje mineralne mase.
Vsebnost žvepla (vsebnost žvepla) se nanaša na negativen dejavnik v gorivu, saj pri njegovem zgorevanju nastajajo plini žveplov dioksid, ki onesnažujejo ozračje in uničujejo kovino. Poleg tega žveplo, ki ga vsebuje gorivo, delno prehaja v staljeno kovino in zvarjeno stekleno talino, kar zmanjšuje njihovo kakovost. Na primer, za taljenje kristalnega, optičnega in drugega stekla ne morete uporabiti goriva, ki vsebuje žveplo, saj žveplo bistveno zmanjša optične lastnosti in barvo stekla.