Cea mai mare și mai mică căldură de combustie, tipuri de combustibil

Care este căldura de combustie a combustibilului? Cum se calculează această valoare, unde poate fi folosită? Împreună vom căuta răspunsuri la aceste aspecte importante și de actualitate pentru omenire.

Ce este combustibilul?

Aceasta este o componentă sau un amestec de substanțe care sunt capabile de transformări chimice asociate cu eliberarea căldurii. Diverse combustibili diferiți conținut cantitativ al oxidantului, care este folosit pentru a extrage căldură.

În sens larg, combustibilul este un transportator de energie, adică potențiale tipuri de energie potențială.

clasificare

În prezent, tipurile de combustibil sunt subdivizate în funcție de starea agregată în stare lichidă, solidă, gazoasă.

Pentru o specie naturală solidă este considerată o piatră și cărbune brun, lemn de foc, antracit. Brichete, cocs, cărbune, Termoantracitul este o varietate de combustibili solizi artificiale.

Lichidelor sunt enumerate substanțe care au un constituent de materie organică. Componentele lor principale sunt: ​​oxigen, carbon, azot, hidrogen, sulf. Combustibilul lichid artificial va fi o varietate de rășini, combustibil.

Combustibilul gazos este un amestec de gaze diferite: etilenă, metan, propan, butan. În plus, dioxidul de carbon și monoxidul de carbon, hidrogenul sulfurat, azotul, vaporii de apă și oxigenul sunt prezenți în compoziția combustibilului gazos.

Indicatori de combustibil

Indicator principal este căldură ardere. Formula de determinare a valorii calorice este considerată în termochimie. aloca "combustibil convențional", ceea ce implică căldura de ardere de 1 kg de antracit.

Uleiul de încălzire pentru uz casnic este destinat arderii în instalațiile de încălzire cu putere redusă, situate în încăperi de locuit, generatoare de căldură utilizate în agricultură pentru uscarea hranei pentru animale, conserve.

combustibil specific de căldură de ardere - este o astfel de valoare care arată cantitatea de căldură care este generată prin arderea completă a volumului de combustibil de 1 m³ sau cântărind un kilogram.

Pentru a măsura această valoare, utilizați J / kg, J / m³, calorii / m³. Pentru a determina căldura de combustie, se folosește metoda de calorimetrie.

Cu o creștere a căldurii specifice de combustie a combustibilului, consumul specific de combustibil scade, iar eficiența rămâne neschimbată.

Căldura de ardere a substanțelor este cantitatea de energie eliberată în timpul oxidării unei substanțe solide, lichide și gazoase.

Se determină prin compoziția chimică, precum și prin starea agregată a substanței care trebuie arsă.

Caracteristicile produselor de ardere

Cea mai mare și cea mai joasă căldură de combustie este asociată cu starea agregată de apă din substanțele obținute după arderea combustibilului.

Cea mai mare căldură de combustie este cantitatea de căldură eliberată atunci când substanța este complet arsă. Aceasta include căldura de condensare a vaporilor de apă.

Cea mai mică valoare calorică a cantității de operare este cea care corespunde generării de căldură în timpul arderii cu excepția căldurii de condensare a vaporilor de apă.

Căldura latentă de condensare este valoarea energiei de condensare a vaporilor de apă.

Relația matematică

Cea mai mare și mai mică căldură de combustie este legată de următorul raport:

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

unde W este cantitatea în greutate (în%) a apei din substanța combustibilă;

H este cantitatea de hidrogen (% din masă) din combustibil;

k este coeficientul de 6 kcal / kg

Modalități de efectuare a calculelor

Cea mai mare și cea mai joasă căldură de combustie este determinată de două metode principale: calculate și experimentale.

Calorimetrele sunt utilizate pentru efectuarea calculelor experimentale. Mai întâi, ardeți combustibilul în el. Căldura, care va fi eliberată în același timp, este complet absorbită de apă. Având o idee despre masa apei, puteți determina prin schimbarea temperaturii sale cantitatea de căldură de combustie.

Această tehnică este considerată simplă și eficientă, presupune doar posesia de informații despre datele analizei tehnice.

În metoda de calcul, valoarea calorică superioară și inferioară se calculează prin formula Mendeleyev.

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

Acesta ia în considerare conținutul de carbon, oxigen, hidrogen, vapori de apă, sulf în compoziția de lucru (în procente). Cantitatea de căldură în timpul arderii este determinată luând în considerare combustibilul convențional.

Căldura de ardere a gazului permite calcule preliminare, pentru a determina eficacitatea utilizării unui anumit tip de combustibil.

Caracteristici de origine

Pentru a înțelege cât de multă căldură este eliberată când un anumit combustibil este ars, este necesar să aveți o idee despre originea sa.

În natură, există diferite opțiuni pentru combustibilul solid, care diferă în ceea ce privește compoziția și proprietățile.

Educația lui se desfășoară în mai multe etape. Mai întâi se formează turbă, apoi se produce brun și cărbune, apoi se formează antracit. Principalele surse de formare a combustibilului solid sunt frunzele, lemnul, acele. Când mor, părți de plante aflate sub influența aerului sunt distruse de ciuperci, formând turbă. Agregatul său se transformă într-o masă brună, apoi se produce un gaz brun.

La presiune și temperatură ridicată, gazul maro trece în cărbune, apoi se acumulează combustibil sub formă de antracit.

În plus față de masa organică, există balast suplimentar în combustibil. Organic ia în considerare partea care a fost formată din substanțe organice: hidrogen, carbon, azot, oxigen. În plus față de aceste elemente chimice, acesta include balast: umiditate, cenușă.

Tehnica cuptorului implică alocarea unei cantități de carburant combustibil, uscată și combustibilă. Masa de lucru este combustibilul în forma originală, venind către consumator. Masa uscată este o compoziție în care nu există apă.

structură

Cele mai valoroase componente sunt carbonul și hidrogenul.

Aceste elemente sunt conținute în orice fel de combustibil. Procentul de turbă și cărbune de lemn cât mai mare de 58 la sută în cărbune lignit și - 80%, iar antracit aceasta ajunge la 95 procente în greutate. În funcție de acest indicator, cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii combustibilului variază. Hidrogenul este al doilea element cel mai important al oricărui combustibil. Legat de oxigen, acesta formează umiditate, ceea ce reduce în mod semnificativ valoarea termică a combustibilului.

Procentul său variază de la 3,8 în șisturi combustibile la 11 în păcură. Deoarece balastul este oxigen, care face parte din combustibil.

Nu este un element chimic care formează căldură, prin urmare afectează negativ cantitatea de căldură a arderii sale. Arderea de azot conținut într-o formă liberă sau legată în produsele de ardere este considerată impuritate nocivă, astfel încât cantitatea sa este în mod clar limitată.

Sulful este o parte a combustibilului sub formă de sulfați, sulfuri și, de asemenea, ca gaze de sulf. Când sunt hidratate, oxizii de sulf formează acid sulfuric, ceea ce distruge echipamentele din cazan, afectează negativ vegetația și organismele vii.

De aceea, sulful este elementul chimic a cărui prezență în combustibilul natural este extrem de nedorită. Când sunt ingerate, compușii cu sulf provoacă o otrăvire semnificativă a personalului de operare.

Există trei tipuri de cenușă, în funcție de originea sa:

• primar;
• secundar;
• terțiară.

Specia primară este formată din substanțe minerale care sunt conținute în plante. Cenușa secundară se formează ca rezultat al pătrunderii nisipului și a solului în timpul formării reziduurilor de plante.

Cenușa terțiară este o parte a combustibilului în procesul de extracție, depozitare, precum și transportul acestuia. Dacă materialul de depunere de cenușă scade suprafața de transfer de căldură al unității de încălzire a cazanului, reduce cantitatea de transfer de căldură din gazele de la apa. O cantitate mare de cenușă afectează negativ funcționarea cazanului.

În concluzie

Substanțele volatile au un efect semnificativ asupra procesului de combustie a oricărui tip de combustibil. Cu cât producția lor este mai mare, cu atât este mai mare volumul frontului de flacără. De exemplu, cărbunele, turba, se aprinde cu ușurință, procesul este însoțit de pierderi nesemnificative de căldură. Cocsul, care rămâne după îndepărtarea impurităților volatile, are numai compuși minerali și carbon în compoziția sa. În funcție de caracteristicile combustibilului, cantitatea de căldură variază semnificativ.

În funcție de compoziția chimică, se disting trei etape de formare a combustibilului solid: turbă, cărbune brun și cărbune.

Lemnul natural este utilizat în centralele mici pentru cazane. În general, se folosesc așchii de lemn, rumeguș, cocoș, coajă, lemnul în sine este folosit în cantități mici. În funcție de speciile de lemn, cantitatea de căldură produsă variază semnificativ.

Pe măsură ce căldura de ardere scade, lemnul de foc are anumite avantaje: ignifabilitate rapidă, conținut minim de cenușă, absența urmelor de sulf.

Informații fiabile privind compoziția de combustibil natural sau sintetic, valoarea sa calorică este o modalitate foarte bună de calcule termochimice.

Există acum o oportunitate reală de a identifica principalele opțiuni de gaz, combustibili solizi, lichizi, care va fi cel mai eficient și ieftin de a utiliza într-o anumită situație.