Visoka i niža toplina izgaranja, vrste goriva

Koja je toplina izgaranja goriva? Kako izračunati tu vrijednost, gdje se može koristiti? Zajedno ćemo tražiti odgovore na ova važna i aktualna pitanja čovječanstva.

Što je gorivo?

To je jedna komponenta ili mješavina tvari koje su sposobne za kemijske transformacije povezane s oslobađanjem topline. Različite vrste goriva karakteriziraju kvantitativni sadržaj oksidansa u njima, koji se koristi za izdvajanje toplinske energije.

U širem smislu, gorivo je nositelj energije, odnosno potencijalne vrste potencijalne energije.

klasifikacija

Trenutačno, vrste goriva podijeljene su prema agregatnom stanju u tekuće, čvrste, plinovite.

Za čvrste prirodne vrste smatra se kamen i smeđi ugljen, drvo za ogrjev, antracit. Briketi, koks, ugljen, Termanthracit je niz umjetnih krutih goriva.

Tekućinama navode se tvari koje imaju sastavni dio organske tvari. Njihove glavne komponente su: kisik, ugljik, dušik, vodik, sumpor. Umjetno tekuće gorivo će biti razne smole, loživo ulje.

Plinovito gorivo je mješavina različitih plinova: etilen, metan, propan, butan. Pored njih, u smjesi plinovitih goriva prisutni su ugljični dioksid i ugljični monoksid, sumporovodik, dušik, vodena para i kisik.

Pokazatelji goriva

Glavni pokazatelj to je toplina izgaranje. Formula za određivanje kalorične vrijednosti smatra se termokemija. dodijeliti "konvencionalno gorivo", što podrazumijeva toplinu izgaranja od 1 kilograma antracita.

Grijaće ulje za kućanstvo namijenjeno je za grijanje u uređajima za grijanje male snage koji se nalaze u stambenim prostorima, toplinski generatori koji se koriste u poljoprivredi za sušenje hrane, konzerviranje.

Specifična toplina izgaranja goriva je takva vrijednost da pokazuje količinu topline koja se stvara kada je gorivo potpuno sagorjelo u volumenu od 1 m³ ili težak jedan kilogram.

Za mjerenje ove vrijednosti koristite J / kg, J / m³, kalorija / m³. Za određivanje topline izgaranja koristi se kalorimetrijska metoda.

Uz povećanje specifične topline izgaranja goriva, specifična potrošnja goriva se smanjuje, a učinkovitost ostaje nepromijenjena.

Toplina izgaranja tvari je količina energije koja se oslobađa tijekom oksidacije čvrste, tekuće, plinovite tvari.

Određuje se kemijskim sastavom, kao i agregatnim stanjem tvari koju treba spaliti.

Značajke proizvoda izgaranja

Veći i donja ogrjevna vrijednost je povezana s stanju nakupine vode dobivena nakon izgaranja goriva tvari.

Veća toplina izgaranja je količina topline koja se oslobađa kad se tvar potpuno spali. To uključuje i toplinu kondenzacije vodene pare.

Najniža radna toplina izgaranja je vrijednost koja odgovara ispuštanju topline tijekom sagorijevanja bez uzimanja u obzir topline kondenzacije vodene pare.

Latentna toplina kondenzacije je vrijednost kondenzacijske energije vodene pare.

Matematički odnos

Visoka i niža toplina izgaranja povezana je sljedećim omjerom:

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

gdje W predstavlja količinu (težinski) (u%) vode u gorivoj tvari;

H je količina vodika (masenih%) u gorivu;

k je koeficijent od 6 kcal / kg

Načini izvođenja izračuna

Najviša i najniža toplina izgaranja određena je dvjema glavnim metodama: izračunatim i eksperimentalnim.

Kalorimetri se koriste za provedbu eksperimentalnih proračuna. Prvo, spali gorivo u njemu. Toplina koja će se istodobno osloboditi potpuno se apsorbira vodom. Imajući ideju o masi vode, možete odrediti promjenom njegove temperature, količini svoje topline izgaranja.

Ta se tehnika smatra jednostavnom i djelotvornom, pretpostavlja samo posjedovanje informacija o podacima tehničke analize.

U metodi proračuna, viša i donja kalorična vrijednost izračunava se pomoću Mendelejevine formule.

P^p_H= 339 ° C^p +1030H^p-109 (O^p-S^p) - 25 W^p (kJ / kg)

Uzima u obzir sadržaj ugljika, kisika, vodika, vodene pare, sumpora u radnom sastavu (u postocima). Količina topline tijekom sagorijevanja određuje se uzimanjem u obzir konvencionalnog goriva.

Toplina izgaranja plina omogućuje preliminarne izračune kako bi se utvrdila učinkovitost korištenja određene vrste goriva.

Značajke podrijetla

Da bismo shvatili koliko se topline oslobađa kada se spali neko gorivo, potrebno je imati ideju o njegovu nastanku.

U prirodi, postoje različite opcije za kruto gorivo koje se razlikuju po sastavu i svojstvima.

Njegovo obrazovanje provodi se kroz nekoliko faza. Prvo se stvara treset, zatim se proizvode smeđe i ugljen, zatim se formira antracit. Glavni izvori stvaranja čvrstog goriva su lišće, drvo, iglice. Kada umru, dijelovi biljaka pod utjecajem zraka uništavaju gljivice, oblikuju treset. Njegov agregat pretvori se u smeđu masu, zatim se proizvodi smeđi plin.

Pri visokom tlaku i temperaturi, smeđi plin prolazi u ugljen, a zatim se gorivo akumulira u obliku antrakita.

Pored organske mase, u gorivu se nalazi i dodatna balasta. Organski smatraju dio koji je nastao od organskih tvari: vodik, ugljik, dušik, kisik. Pored ovih kemijskih elemenata, uključuje i balast: vlagu, pepel.

Tehnika peći uključuje dodjelu radne, suhe, kao i gorive mase zapaljivog goriva. Radna masa je gorivo u izvornom obliku, dolazi do potrošača. Suha masa je sastav u kojem nema vode.

struktura

Najvrednije komponente su ugljik i vodik.

Ovi elementi se nalaze u bilo kojoj vrsti goriva. U tresetu i drvu, postotak ugljika doseže 58 posto, u kamenu i smeđeg ugljena 80 posto, a kod antracita doseže 95 posto po težini. Ovisno o ovom pokazatelju, količina topline koja se oslobađa tijekom izgaranja goriva varira. Vodik je drugi najvažniji element bilo kojeg goriva. Vezivanje na kisik stvara vlagu koja značajno smanjuje toplinsku vrijednost bilo kojeg goriva.

Njegov postotak varira od 3,8 u zapaljivim škriljevcima do 11 u loživom ulju. Kao balast je kisik, koji je dio goriva.

To nije kemijski element koji stvara toplinu, pa negativno utječe na količinu topline izgaranja. Izgaranje dušika koja se nalazi u slobodnom ili vezanom obliku u proizvodima za izgaranje smatra se štetnim nečistoćama pa je njegova količina jasno ograničena.

Sumpor je dio goriva u obliku sulfata, sulfida i također kao sumpornih plinova. Kad se hidratiziraju, sumporni oksidi formiraju sumpornu kiselinu koja uništava opremu kotlova, nepovoljno utječe na vegetaciju i žive organizme.

Zato je sumpor kemijski element čija je prisutnost u prirodnom gorivu iznimno nepoželjna. Kada se proguta, sumporni spojevi uzrokuju značajno trovanje operativnog osoblja.

Postoje tri vrste pepela, ovisno o njegovu podrijetlu:

• primarni;
• sekundarni;
• tercijarni.

Primarna vrsta nastaje od mineralnih tvari koje se nalaze u biljkama. Sekundarni pepeljast nastaje uslijed ulaza pijeska i tla tijekom stvaranja ostataka biljaka.

Tercijarni pepel je dio goriva u postupku ekstrakcije, skladištenja, kao i transporta. S značajnim taloženjem pepela, prijenos topline na površini grijanja kotla smanji se, a količina prijenosa topline u vodu iz plinova smanjuje. Velika količina pepela nepovoljno utječe na rad kotla.

U zaključku

Hlapljive tvari imaju značajan utjecaj na proces izgaranja bilo koje vrste goriva. Što je veći njihov prinos, to je veći volumen prednjeg plamena. Na primjer, ugljen, treset, lako zapaliti, proces je praćen beznačajnim gubitkom topline. Koks, koji ostaje nakon uklanjanja isparljivih nečistoća, ima samo minerale i ugljikove spojeve u svom sastavu. Ovisno o karakteristikama goriva, količina topline značajno varira.

Ovisno o kemijskom sastavu razlikuju se tri faze stvaranja čvrstog goriva: treset, smeđi ugljen i ugljen.

Prirodno drvo koristi se u malim kotlovskim postrojenjima. Općenito, koriste se drvne čipke, piljevina, grbavica, kora, sam drvo se koristi u malim količinama. Ovisno o drvnoj vrsti, količina proizvedene topline značajno varira.

Kako se toplina izgaranja smanjuje, ogrjevna drva stječe određene prednosti: brzu zapaljivost, minimalni sadržaj pepela, nedostatak tragova sumpora.

Pouzdane informacije o sastavu prirodnog ili sintetičkog goriva, njegovu kalorijsku vrijednost, izvrstan je način provođenja termokemijskih proračuna.

Sada postoji stvarna prilika za prepoznavanje tih osnovnih opcija za čvrste, plinovite, tekuće gorive koja će biti najučinkovitija i jeftina za korištenje u određenoj situaciji.