Sanayide, ulaşımda, tarımda, günlük hayatta kullanılan enerjinin kaynağının yakıt olduğu bilinmektedir. Bunlar kömür, petrol, turba, yakacak odun, doğal gaz vb. Yakıt yandığında enerji açığa çıkar. Bu durumda hangi enerjinin serbest bırakıldığını bulmaya çalışalım.

Bir su molekülünün yapısını hatırlayalım (Şekil 16, a). Bir oksijen atomu ve iki hidrojen atomundan oluşur. Bir su molekülü atomlara bölünürse, atomlar arasındaki çekim kuvvetlerini yenmek yani iş yapmak ve dolayısıyla enerji harcamak gerekir. Tersine, atomlar bir molekül oluşturmak üzere birleşirse, enerji açığa çıkar.

Yakıt kullanımı, tam olarak atomlar birleştiğinde enerji salınımı olgusuna dayanmaktadır. Böylece, örneğin, yakıtta bulunan karbon atomları, yanma sırasında iki oksijen atomu ile birleşir (Şekil 16, b). Bu durumda, bir karbon monoksit molekülü oluşur - karbon dioksit- ve enerji serbest bırakılır.

Pirinç. 16. Moleküler yapı:
bir su; b - bir karbon atomu ve iki oksijen atomunun bir karbon dioksit molekülü halinde kombinasyonu

Motorları hesaplarken, mühendisin yanmış yakıtın ne kadar ısı açığa çıkarabileceğini tam olarak bilmesi gerekir. Bunu yapmak için, aynı yakıt kütlesinin farklı tiplerde tamamen yanması sırasında ne kadar ısı açığa çıkacağını deneysel olarak belirlemek gerekir.

1 kg ağırlığındaki bir yakıtın tam yanması sırasında ne kadar ısı açığa çıktığını gösteren fiziksel miktara yakıtın özgül yanma ısısı denir.

Spesifik kalorifik değer q harfi ile gösterilir. Özgül yanma ısısı birimi 1 J / kg'dır.

Özgül yanma ısısı, oldukça karmaşık aletler kullanılarak deneysel olarak belirlenir.

Deneysel verilerin sonuçları Tablo 2'de gösterilmektedir.

Tablo 2

Bu tablo şunu gösteriyor özısı yanma, örneğin benzin 4.6 10 7 J / kg.

Bu, 1 kg ağırlığındaki benzinin tamamen yanması ile 4.6 107 J enerjinin serbest bırakıldığı anlamına gelir.

M kg yakıtın yanması sırasında açığa çıkan toplam ısı miktarı Q aşağıdaki formülle hesaplanır.

sorular

1. Yakıtın özgül yanma ısısı nedir?
2. Yakıtın özgül yanma ısısı hangi birimlerde ölçülür?
3. “Yakıtın özgül yanma ısısı 1.4 10 7 J / kg'a eşit” ifadesi ne anlama geliyor? Yakıtın yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarı nasıl hesaplanır?

Egzersiz 9

1. Tam yanma sırasında ne kadar ısı açığa çıkar? odun kömürü 15 kg ağırlığında; 200 g ağırlığında alkol?
2. Kütlesi 2,5 ton olan yağın tamamen yanması sırasında ne kadar ısı açığa çıkacak; hacmi 2 litre ve yoğunluğu 800 kg / m3 olan gazyağı?
3. Kuru ahşabın tamamen yanması ile 50.000 kJ enerji açığa çıktı. Ne kadar yakacak odun yakıldı?

Egzersiz yapmak

Tablo 2'yi kullanarak, aşağıdaki gibi bir ölçek seçerek, odun, alkol, yağ, hidrojenin özgül yanma ısıları için bir çubuk grafik oluşturun: dikdörtgenin genişliği 1 hücredir, 2 mm'lik yükseklik 10 J'ye karşılık gelir.

Tablolar, yakıtın (sıvı, katı ve gaz halinde) ve diğer bazı yanıcı maddelerin kütleye özgü yanma ısısını göstermektedir. Aşağıdaki yakıtlar dikkate alındı: kömür, yakacak odun, kok, turba, gazyağı, yağ, alkol, benzin, doğal gaz, vb.

Tablo listesi:

Yakıtın ekzotermik oksidasyon reaksiyonu sırasında, kimyasal enerjisi, belirli bir miktarda ısı salınımı ile termal enerjiye dönüştürülür. ortaya çıkan Termal enerji yakıtın yanma ısısını aramak gelenekseldir. Kimyasal bileşimine, nemine bağlıdır ve ana olanıdır. 1 kg kütle veya 1 m3 hacim başına yakıtın yanma ısısı, yanmanın kütle veya hacimsel özgül ısısını oluşturur.

Yakıtın özgül yanma ısısı, bir katı, sıvı veya gaz halindeki yakıtın kütle veya hacminin tamamen yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarıdır. Uluslararası Birimler Sisteminde bu değer J/kg veya J/m3 olarak ölçülür.

Yakıtın özgül yanma ısısı deneysel veya analitik olarak hesaplanabilir. Kalorifik değeri belirlemeye yönelik deneysel yöntemler, yakıtın yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarının, örneğin termostatlı ve yanma bombalı bir kalorimetrede pratik ölçümüne dayanır. Bilinen yakıt için kimyasal bileşimözgül yanma ısısı Mendeleev formülü ile belirlenebilir.

Daha yüksek ve daha düşük özgül yanma ısıları arasında ayrım yapın. En yüksek kalorifik değer, yakıtta bulunan nemin buharlaşması için harcanan ısı dikkate alınarak, yakıtın tam yanması sırasında açığa çıkan maksimum ısı miktarına eşittir. En düşük yanma ısısı, yakıttaki nem ve hidrojenden oluşan yoğuşma ısısı değerine göre en yüksek değerinden daha azdır. organik madde yanarken suya dönüşür.

Yakıt kalitesi göstergelerinin yanı sıra, ısı mühendisliği hesaplamaları genellikle en düşük özgül yanma ısısını kullanır en önemli termal ve performans özellikleri yakıt ve aşağıdaki tablolarda gösterilmiştir.

Katı yakıtın özgül yanma ısısı (kömür, yakacak odun, turba, kok)

Tablo, kuru yanmanın özgül ısısının değerlerini göstermektedir. katı yakıt MJ / kg cinsinden. Tablodaki yakıt ada göre alfabetik olarak sıralanmıştır.

Kabul edilen katı yakıtların en yüksek kalorifik değeri koklaşabilir taş kömürüne aittir - özgül yanma ısısı 36.3 MJ / kg'dır (veya SI birimlerinde 36.3 · 106 J / kg). Ek olarak, yüksek yanma ısısı, kömür, antrasit, odun kömürü ve linyit kömürünün karakteristiğidir.

Düşük enerji verimliliğine sahip yakıtlar arasında odun, yakacak odun, barut, öğütme turbası, petrol şist bulunur. Örneğin, yakacak odunun özgül yanma ısısı 8,4 ... 12,5 ve barut - sadece 3,8 MJ / kg'dır.

Sıvı yakıtın özgül yanma ısısı (alkol, benzin, gazyağı, yağ)

Yanmanın özgül ısıları tablosu verilmiştir. sıvı yakıt ve diğer bazı organik sıvılar. Benzin, dizel yakıt ve yağ gibi yakıtların, yanma sırasında yüksek ısı salınımı ile ayırt edildiğine dikkat edilmelidir.

Alkol ve asetonun özgül yanma ısısı, geleneksel motor yakıtlarından önemli ölçüde daha düşüktür. Ek olarak, sıvı roket yakıtı nispeten düşük bir kalorifik değere sahiptir ve - bu hidrokarbonların 1 kg'ının tamamen yanması ile sırasıyla 9.2 ve 13,3 MJ'ye eşit bir miktarda ısı açığa çıkacaktır.

Gaz halindeki yakıtın ve yanıcı gazların özgül yanma ısısı

Gaz halindeki yakıtın ve diğer bazı yanıcı gazların yanma özgül ısılarının MJ / kg cinsinden tablosu sunulmaktadır. Dikkate alınan gazlardan en büyük kütle özgül yanma ısısı farklıdır. Bu gazın bir kilogramının tamamen yanması ile 119,83 MJ ısı açığa çıkacaktır. Ayrıca, doğal gaz gibi bir yakıtın kalorifik değeri yüksektir - doğal gazın özgül yanma ısısı 41 ... 49 MJ / kg'dır (saf 50 MJ / kg için).

Bazı yanıcı maddelerin özgül yanma ısısı

Bazı yanıcı maddelerin (ahşap, kağıt, plastik, saman, kauçuk vb.) özgül yanma ısıları tablosu vardır. Yanma ısısı yüksek malzemelere dikkat edilmelidir. Bu malzemeler şunları içerir: kauçuk farklı şekiller, genleşmiş polistiren (polistiren), polipropilen ve polietilen.

Kaynaklar:

1. GOST 147-2013 Katı mineral yakıt. Brüt kalorifik değerin belirlenmesi ve net kalorifik değerin hesaplanması.
2. GOST 21261-91 Petrol ürünleri. Brüt kalorifik değeri belirleme ve net kalorifik değeri hesaplama yöntemi.
3. GOST 22667-82 Doğal yanıcı gazlar. Kalorifik değeri, bağıl yoğunluğu ve Wobbe sayısını belirlemek için hesaplama yöntemi.
4. GOST 31369-2008 Doğal gaz. Bileşen bileşimine dayalı olarak kalorifik değer, yoğunluk, bağıl yoğunluk ve Wobbe sayısının hesaplanması.
5. Zemskiy G.T.

Kömürün yanma sıcaklığı, yakıt seçerken hatalardan kaçınmanıza izin veren ana kriter olarak kabul edilir. Kazan performansı ve yüksek kaliteli çalışması doğrudan bu değere bağlıdır.

Sıcaklık algılama seçeneği

Kışın, yaşam alanlarının ısıtılması konusu özellikle önemlidir. Isı taşıyıcıların maliyetindeki sistematik artış nedeniyle, insanlar alternatif seçeneklerısı üretimi.

Bu sorunu çözmenin en iyi yolu, optimum üretim özelliklerine sahip ve ısıyı mükemmel şekilde koruyan katı yakıtlı kazanların seçimi olacaktır.

Kömürün özgül yanma ısısı, bir kilogram yakıtın tamamen yanması sırasında ne kadar ısı açığa çıkabileceğini gösteren fiziksel bir miktardır. Kazanın çalışması için uzun zaman, bunun için doğru yakıtı seçmek önemlidir. Kömürün özgül yanma ısısı yüksektir (22 MJ/kg), bu nedenle verilen görünüm yakıt en uygun olarak kabul edilir etkili çalışma Kazan.

Ahşabın özellikleri ve özellikleri

Şu anda, gaz yakma işlemine dayanan tesisatlardan katı yakıtlı ısıtma ev sistemlerine geçiş eğilimi var.

Herkes evde konforlu bir mikro iklim yaratmanın doğrudan seçilen yakıtın kalitesine bağlı olduğunu bilmiyor. Bu tür uygulamalarda kullanılan geleneksel bir malzeme olarak kalorifer kazanları, ahşabı seçin.

sert iklim koşulları Uzun ve soğuk kışlarla karakterize edilen bir konutu, tüm ısıtma mevsimi boyunca ahşapla ısıtmak oldukça zordur. Hava sıcaklığında keskin bir düşüşle, kazanın sahibi, onu maksimum yeteneklerin eşiğinde kullanmak zorunda kalır.

Katı yakıt olarak ahşabı seçerken ciddi sorunlar ve rahatsızlıklar ortaya çıkar. Her şeyden önce, kömürün yanma sıcaklığının odundan çok daha yüksek olduğunu not ediyoruz. Dezavantajlar arasında, ısıtma kazanının çalışmasında ciddi zorluklar yaratan yakacak odunun yüksek yanma hızı vardır. Sahibi, ateş kutusundaki yakacak odun mevcudiyetini sürekli olarak izlemek zorunda kalır, ısıtma mevsimi için oldukça büyük bir miktarı gerekli olacaktır.

Kömür seçenekleri

Yanma sıcaklığı çok daha yüksektir, bu nedenle bu yakıt seçeneği geleneksel yakacak oduna mükemmel bir alternatiftir. Ayrıca, mükemmel bir ısı transferi, yanma sürecinin süresi ve önemsiz yakıt tüketimi göstergesini not ediyoruz. Madenciliğin özellikleri ve dünyanın iç derinliği ile ilişkili birkaç kömür türü vardır: taş, kahverengi, antrasit.

Bu seçeneklerin her birinin, kullanılmasına izin veren kendine özgü nitelikleri ve özellikleri vardır. katı yakıtlı kazanlar... Kahverengi kömür kullanıldığında, fırındaki kömürün yanma sıcaklığı, oldukça fazla miktarda çeşitli safsızlıklar içerdiğinden minimum olacaktır. Isı transfer göstergelerine gelince, değerleri ahşabınkine benzer. Kimyasal reaksiyon yanma ekzotermiktir, kömürün yanma ısısı yüksektir.

Kömürde tutuşma sıcaklığı 400 dereceye ulaşır. Ayrıca, bu tip kömürlerin yanma ısısı oldukça yüksektir, bu nedenle bu tip yakıtlar yaşam alanlarını ısıtmak için yaygın olarak kullanılmaktadır.

Antrasit maksimum verimliliğe sahiptir. Bu tür yakıtın dezavantajları arasında yüksek maliyetini belirleyeceğiz. Bu tip kömürün yanma sıcaklığı 2250 dereceye ulaşır. Dünyanın iç kısmından çıkarılan hiçbir katı yakıt benzer bir göstergeye sahip değildir.

Kömürle çalışan bir fırının özellikleri

benzer bir cihaz var Tasarım özellikleri, kömürün piroliz reaksiyonunun gerçekleştirilmesini içerir. mineraller için geçerli değildir, insan faaliyetinin bir ürünü haline gelmiştir.

Kömürün yanma sıcaklığı 900 derecedir ve buna serbest bırakma eşlik eder. yeterli Termal enerji. Böyle harika bir ürünün arkasındaki teknoloji nedir? Öz, yapısında önemli bir değişiklik olduğu için ahşabın belirli bir şekilde işlenmesinde yatmaktadır, ondan ayrılmaktadır. aşırı nem... Benzer bir işlem özel fırınlarda gerçekleştirilir. Bu tür cihazların çalışma prensibi piroliz işlemine dayanmaktadır. Kömür fırınının dört temel bileşeni vardır:

• yanma odaları;
• güçlendirilmiş taban;
• baca;
• geri dönüşüm bölmesi.

Kimyasal işlem

Odaya girdikten sonra, yakacak odun yavaş yavaş için için için yanar. Bu işlem, yanmayı desteklemek için fırında yeterli miktarda gaz halinde oksijen bulunması nedeniyle oluşur. İçin için yanarken, fazla sıvının buhara dönüşmesi için yeterli miktarda ısı açığa çıkar.

Reaksiyon sırasında açığa çıkan duman, tamamen yandığı geri dönüşüm bölmesine gider ve ısı açığa çıkar. birkaç önemli fonksiyonel görevi yerine getirir. Yardımı ile kömür oluşur ve odada rahat bir sıcaklık korunur.

Ancak bu tür bir yakıt elde etme süreci oldukça hassastır ve en ufak bir gecikmeyle yakacak odunun tamamen yanması mümkündür. Kömürleşmiş iş parçalarını belirli bir zamanda fırından çıkarmak gerekir.

kömür kullanımı

Teknolojik zincir takip edilirse, kış aylarında yaşam alanlarının tam olarak ısıtılması için kullanılabilecek mükemmel bir malzeme elde edilir. ısıtma mevsimi... Tabii ki, kömürün yanma sıcaklığı daha yüksek olacaktır, ancak tüm bölgelerde bu tür yakıtlar uygun fiyatlı değildir.

Kömür 1250 derecelik bir sıcaklıkta yanmaya başlar. Örneğin, bir eritme fırını kömürle çalışır. Fırına hava verildiğinde oluşan alev metali kolaylıkla eritir.

Yanma için en uygun koşulların yaratılması

çünkü Yüksek sıcaklık fırının tüm iç elemanları özel Refrakter tuğlalar... Döşemeleri için refrakter kil kullanılır. oluştururken Özel durumlar fırında 2000 derecenin üzerinde bir sıcaklık elde etmek oldukça mümkündür. Her kömür türünün kendi parlama noktası göstergesi vardır. Bu göstergeye ulaştıktan sonra, fırına sürekli olarak fazla miktarda oksijen besleyerek ateşleme sıcaklığını korumak önemlidir.

Bu işlemin dezavantajları arasında, açığa çıkan enerjinin bir kısmı borudan geçeceği için ısı kaybını vurgularız. Bu, fırının sıcaklığında bir azalmaya yol açar. Deneysel araştırmalar sırasında bilim adamları, farklı şekiller yakıt optimal aşırı oksijen hacmi. Fazla hava seçimi nedeniyle yakıtın tamamen yanması beklenebilir. Sonuç olarak, minimum ısı kayıplarına güvenebilirsiniz.

Çözüm

Bir yakıtın nispi değeri, kalori cinsinden ölçülen kalorifik değeri ile değerlendirilir. Farklı türlerinin özellikleri göz önüne alındığında, bunun kömür olduğu sonucuna varılabilir. optimum görüş katı Birçok kendi sahibi ısıtma sistemleri karışık yakıtlarla çalışan kazanları kullanmaya çalışın: katı, sıvı, gaz.

özgül yanma ısısı - özısı- Konular petrol ve gaz endüstrisi Eşanlamlılar özgül ısı EN özgül ısı ...

1 kg ağırlığındaki yakıtın tamamen yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarı. Yakıtın özgül yanma ısısı ampirik olarak belirlenir ve temel karakteristik yakıt. Ayrıca bakınız: Fuel Financial Dictionary Finam ... finansal kelime hazinesi

turbanın bomba ile yanma özgül ısısı- Kükürtlü suda oluşum ve çözünme ısısı dikkate alınarak turbanın en yüksek yanma ısısı ve Nitrik asit... [GOST 21123 85] Turbanın bomba ile kabul edilemez, tavsiye edilmeyen kalorifik değeri Konular turba Genelleme terimleri turba özellikleri TR ... ... Teknik çevirmen kılavuzu

özgül yanma ısısı (yakıt)- 3.1.19 özgül yanma ısısı (yakıt): Düzenlenmiş yakıt yanma koşulları altında salınan toplam enerji miktarı. Bir kaynak …

Turbanın yanma özgül ısısını bombalayın- 122. Turbanın bomba ile yanma özgül ısısı Suda sülfürik ve nitrik asitlerin oluşum ve çözünme ısısını dikkate alarak turbanın daha yüksek yanma ısısı Kaynak: GOST 21123 85: Turba. Terimler ve tanımlar orijinal belge ... Normatif ve teknik dokümantasyon terimlerinin sözlük referans kitabı

yakıtın özgül yanma ısısı- 35 yakıtın özgül yanma ısısı: Belirtilen yakıt yanma koşulları altında açığa çıkan toplam enerji miktarı. Kaynak: GOST R 53905 2010: Enerji Tasarrufu. Terimler ve tanımlar orijinal belge ... Normatif ve teknik dokümantasyon terimlerinin sözlük referans kitabı

Bu, kütlenin tamamen yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarıdır (katı ve sıvı maddeler) veya hacim (gaz halinde) madde birimleri. Joule veya kalori cinsinden ölçülür. Birim kütle veya yakıt hacmi başına kalorifik değer, ... ... Wikipedia

modern ansiklopedi

yanma ısısı- (yanma ısısı, kalorifik değer), yakıtın tam yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarı. Özgül yanma ısısı, hacimsel vb. Arasında ayrım yapın. Örneğin, kömürün özgül yanma ısısı 28 34 MJ / kg, benzin yaklaşık 44 MJ / kg; hacimsel ... ... Resimli Ansiklopedik Sözlük

Özgül yanma ısısı- Yakıtın özgül yanma ısısı: Belirtilen yakıt yanma koşulları altında salınan toplam enerji miktarı ...

Farklı yakıt türleri (katı, sıvı ve gaz) genel ve özel özelliklerle karakterize edilir. İLE Genel Özellikler yakıtlar, belirli yanma ısısını ve nemi, belirli olanları - kül içeriği, kükürt içeriği (kükürt içeriği), yoğunluk, viskozite ve diğer özellikleri içerir.

Yakıtın özgül yanma ısısı, \ (1 \) kg katı veya sıvı yakıtın veya \ (1 \) m³ gaz yakıtın tam yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarıdır.

Bir yakıtın enerji değeri öncelikle özgül yanma ısısı ile belirlenir.

Spesifik kalorifik değer \ (q \) harfi ile gösterilir. Özgül yanma ısısının birimi, katı ve sıvı yakıtlar için \ (1 \) J / kg ve gaz halindeki yakıtlar için \ (1 \) J / m³'tür.

Yanmanın özgül ısısı deneysel olarak oldukça karmaşık yöntemlerle belirlenir.

Tablo 2. Bazı yakıt türlerinin özgül yanma ısısı.

Katı yakıt

sıvı yakıt

gaz yakıt

(normal şartlar altında)

Bu tablodan, en yüksek hidrojenin yanma özgül ısısının \ (120 \) MJ / m³'e eşit olduğu görülebilir. Bu, \ (1 \) m³ \ (120 \) MJ \ (= \) \ (120 \) ⋅ 10 6 J hacminde hidrojenin tamamen yanması ile serbest bırakıldığı anlamına gelir.

Hidrojen yüksek enerjili yakıtlardan biridir. Ek olarak, yanma ürünlerinin karbon dioksit ve karbon monoksit, kül ve fırın cürufları olduğu diğer yakıt türlerinin aksine, hidrojen yanmasının ürünü sıradan sudur. Bu, hidrojeni en çevre dostu yakıt yapar.

Ancak hidrojen gazı patlayıcıdır. Ayrıca aynı sıcaklık ve basınçtaki diğer gazlara göre en düşük yoğunluğa sahip olması hidrojenin sıvılaştırılmasında ve taşınmasında zorluklar yaratır.

Tam yanma sırasında açığa çıkan toplam ısı \ (Q \) \ (m \) kg katı veya sıvı yakıt aşağıdaki formülle hesaplanır:

Gaz halindeki yakıtın tam yanması sırasında açığa çıkan toplam ısı \ (Q \) \ (V \) m³ aşağıdaki formülle hesaplanır:

Yakıtın nem içeriği (nem içeriği), nem buharlaşması için ısı tüketimi arttığından ve yanma ürünlerinin hacmi arttığından (su buharının varlığından dolayı) yanma ısısını azaltır.
Kül içeriği, yakıtta bulunan minerallerin yanması sonucu oluşan kül miktarıdır. Yakıtta bulunan mineraller, yanıcı bileşenlerin içeriği azaldığından (ana sebep) ve mineral kütlesini ısıtmak ve eritmek için ısı tüketimi arttığından yanma ısısını azaltır.
Kükürt içeriği (kükürt içeriği), yakıtta olumsuz bir faktör anlamına gelir, çünkü yandığında kükürtlü gazlar oluşur, atmosferi kirletir ve metali tahrip eder. Ayrıca yakıtta bulunan kükürt kısmen ergitilmiş metale girer, kaynaklı cam erir ve kalitelerini düşürür. Örneğin, kristal, optik ve diğer camları eritmek için kükürt içeren yakıt kullanılamaz, çünkü kükürt camın optik özelliklerini ve rengini önemli ölçüde azaltır.