Višja in nižja toplota zgorevanja, vrste goriva

Kakšna je toplota zgorevanja goriva? Kako izračunati to vrednost, kam se lahko uporabi? Skupaj bomo iskali odgovore na te pomembne in aktualne teme za človeštvo.

Kaj je gorivo?

To je ena sestavina ali mešanica snovi, ki so sposobne kemičnih transformacij, povezanih s sproščanjem toplote. Za različne vrste goriva je značilna kvantitativna vsebnost oksidanta v njih, ki se uporablja za pridobivanje toplotne energije.

V širšem smislu je gorivo energetski nosilec, to je potencialne vrste potencialne energije.

Razvrstitev

Trenutno so tipi goriv glede na agregatno stanje razdeljeni v tekoče, trdne, plinaste.

Za trdne naravne vrste se šteje kamen in rjavi premog, drva, antracit. Briketi, koks, oglje, Termoantracit je vrsta umetnih trdnih goriv.

Za tekočine so navedene snovi, ki so sestavine organske snovi. Njihove glavne sestavine so: kisik, ogljik, dušik, vodik, žveplo. Umetno tekoče gorivo bo vrsta smol, kurilno olje.

Plinasto gorivo je mešanica različnih plinov: etilen, metan, propan, butan. Poleg tega so v sestavku za plinasto gorivo prisotni ogljikov dioksid in ogljikov monoksid, vodikov sulfid, dušik, vodna para in kisik.

Indikatorji goriva

Glavni kazalnik to je toplina zgorevanje. Formula za določanje kalorične vrednosti se upošteva v termokemiji. dodeliti "konvencionalno gorivo", kar pomeni toploto zgorevanja 1 kilogram antracit.

Kurilno olje za gospodinjstvo je namenjeno za gorenje v ogrevalnih napravah z nizko močjo, ki se nahajajo v bivalnih prostorih, toplotnih generatorjih, ki se uporabljajo v kmetijstvu za sušenje krme, konzerviranje.

Specifična toplota zgorevanja goriva je takšna vrednost, da prikazuje količino toplote, ki nastane, ko je gorivo v celoti izgorel v prostornini 1 m³ ali tehta en kilogram.

Za merjenje te vrednosti uporabite J / kg, J / m³, kalorij / m³. Za določanje toplote zgorevanja se uporablja metoda kalorimetrije.

S povečanjem specifične toplote izgorevanja goriva se specifična poraba goriva zmanjša, učinkovitost pa ostane nespremenjena.

Vročina zgorevanja snovi je količina energije, sproščene med oksidacijo trdne, tekoče, plinaste snovi.

Določeno je s kemično sestavo, kot tudi agregatno stanje snovi, ki jo je treba spali.

Značilnosti proizvodov izgorevanja

Najvišja in najnižja vročina zgorevanja je povezana z agregatno stanje vode v snoveh, pridobljenih po zgorevanju goriva.

Višja toplota zgorevanja je količina toplote, ki se sprosti, ko je snov popolnoma zgorela. To vključuje toploto kondenzacije vodne pare.

Najnižja delovna toplota zgorevanja je vrednost, ki ustreza sproščanju toplote med zgorevanjem brez upoštevanja toplote kondenzacije vodne pare.

Skrita toplota kondenzacije je vrednost kondenzacijske energije vodne pare.

Matematični odnos

Višja in nižja toplota zgorevanja so povezana z naslednjim razmerjem:

Q^B = Q^H + k (W + 9H)

kjer je W množinska teža (v%) vode v vnetljivi snovi;

H je količina vodika (% po masi) v gorivu;

k je koeficient 6 kcal / kg

Načini izvajanja izračunov

Največjo in najmanjšo toploto izgorevanja določata dve glavni metodi: izračunana in eksperimentalna.

Kalorimetri se uporabljajo za izvedbo eksperimentalnih izračunov. Najprej gorijo gorivo v njej. Vročina, ki se sprošča istočasno, se popolnoma absorbira z vodo. Če imate idejo o masi vode, lahko ugotovite s spremembo temperature, količino toplote zgorevanja.

Ta tehnika se šteje za preprosto in učinkovito, predpostavlja le posedovanje podatkov o podatkih tehnične analize.

V izračunni metodi se višja in spodnja kalorična vrednost izračuna po formuli Mendelejeva.

Q^str_H= 339C^str +1030H^str-109 (O^str-S^str) - 25 W^str (kJ / kg)

Upošteva vsebnost ogljika, kisika, vodika, vodne pare, žvepla v delovni sestavi (v odstotkih). Količina toplote med zgorevanjem se določi ob upoštevanju običajnega goriva.

Vročina zgorevanja plina omogoča predhodne izračune, da ugotovi učinkovitost uporabe določenega tipa goriva.

Značilnosti porekla

Da bi razumeli, kako veliko toplote sprosti, ko je neko gorivo opečeno, je potrebno imeti idejo o njegovem izvoru.

V naravi obstajajo različne možnosti za trdno gorivo, ki se razlikujejo po sestavi in ​​lastnostih.

Njegovo izobraževanje poteka v več fazah. Najprej se oblikuje šota, nato nastane rjava in premog, nato se tvori antracit. Glavni viri nastajanja trdnega goriva so listi, les, iglice. Ko umrejo, deli rastlin pod vplivom zraka uničijo glive, tvorijo šoto. Njegov agregat se spremeni v rjavo maso, nato se proizvede rjav plin.

Pri visokem tlaku in temperaturi rjavi plin prehaja v premog, nato se gorivo kopiči v obliki antracita.

Poleg organske mase je v gorivu dodatna balasta. Ekološko preučimo del, ki je nastal iz organskih snovi: vodik, ogljik, dušik, kisik. Poleg teh kemičnih elementov vključuje tudi balast: vlago, pepel.

Tehnika peči vključuje dodelitev delovne, suhe in gorljive mase gorljivega goriva. Delovna masa je gorivo v originalni obliki, ki prihaja potrošniku. Suha masa je sestava, v kateri ni vode.

Sestava

Najbolj dragocene komponente so ogljik in vodik.

Ti elementi so vsebovani v kakršnem koli gorivu. V šoti in lesu odstotek ogljika doseže 58 odstotkov, v kamnu in rjavem premogu 80 odstotkov, v antracitu pa 95 odstotkov teže. Glede na ta indikator se količina toplote, ki se sprosti med sežiganjem goriva, razlikuje. Vodik je drugi najpomembnejši element vsakega goriva. Vezava na kisik tvori vlago, kar bistveno zmanjša toplotno vrednost katerega koli goriva.

Njegov odstotek se razlikuje od 3,8 v gorljivih skrilavcih do 11 v kurilnem olju. Ker je balast kisik, ki je del goriva.

To ni toplotno oblikovan kemični element, zato negativno vpliva na količino toplote njegovega zgorevanja. Zgorevanje dušika, vsebovane v prosti ali vezani obliki v produktih izgorevanja, šteje za škodljive nečistoče, zato je njegova količina očitno omejena.

Žveplo je del goriva v obliki sulfatov, sulfidov in tudi žveplovih plinov. Kadar hidratizirani žveplovi oksidi tvori žveplovo kislino, ki uniči kotlovsko opremo, negativno vpliva na vegetacijo in živi organizmi.

Zato je žveplo kemični element, katerega prisotnost v naravnem gorivu je zelo nezaželena. Žveplene spojine pri zaužitju povzročijo znatno zastrupitev operativnega osebja.

Obstajajo tri vrste pepela, odvisno od njegovega izvora:

• primarno;
• sekundarno;
• terciarno.

Glavna vrsta je sestavljena iz mineralnih snovi, ki jih vsebujejo rastline. Sekundarni pepel je nastal kot posledica vdora peska in tal v nastajanje rastlinskih ostankov.

Terciarni pepel je del goriva v procesu pridobivanja, skladiščenja in transporta. Z znatnim odlaganjem pepela se prenos toplote na ogrevalni površini kotla zmanjša in količina prenosa toplote v vodo iz plinov se zmanjša. Ogromna količina pepela negativno vpliva na delovanje kotla.

Na koncu

Hlapljive snovi pomembno vplivajo na proces izgorevanja katere koli vrste goriva. Večji je njihov donos, večja je prostornina plamena. Na primer, premog, šota, lahko vžgejo, proces spremljajo nepomembne izgube vročine. Koks, ki ostane po odstranitvi hlapnih nečistoč, ima v sestavi le mineralne in ogljikove spojine. Glede na značilnosti goriva se količina toplote močno razlikuje.

Odvisno od kemijskega sestavljanja se razlikujeta tri stopnje trdnega goriva: šota, rjavi premog in premog.

Naravni les se uporablja v majhnih kotlovnicah. Na splošno se uporabljajo lesni sekanci, žagovina, grba, lubje, les se uporablja v majhnih količinah. Odvisno od vrste lesa se količina proizvedene toplote precej razlikuje.

Ker se toplota zgorevanja zmanjšuje, drva pridobivajo določene prednosti: hitro vžiganje, minimalna vsebnost pepela, odsotnost sledi žvepla.

Zanesljive informacije o sestavi naravnega ali sintetičnega goriva, njegove kalorične vrednosti, so odličen način izvajanja termokemičnih izračunov.

Zdaj obstaja resnična priložnost za opredelitev teh osnovnih možnosti za trdna, plinasta, tekoča goriva, ki bodo na določeni situaciji najučinkovitejša in poceni.