ईंधन की एक महत्वपूर्ण थर्मोटेक्निकल विशेषता इसकी दहन की विशिष्ट गर्मी है।

ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा

विशिष्ट उच्च और निम्न ऊष्मीय मान के बीच अंतर करें। विशिष्ट तापकाम करने वाले ईंधन का दहन, दहन उत्पादों में स्थित जल वाष्प के संघनन के दौरान निकलने वाली अतिरिक्त गर्मी को ध्यान में रखते हुए कहा जाता है कार्यशील ईंधन का उच्च विशिष्ट उष्मीय मान. गर्मी की यह अतिरिक्त मात्रा ईंधन नमी के वाष्पीकरण / 100 और हाइड्रोजन के दहन से उत्पन्न जल वाष्प के द्रव्यमान को गुणा करके निर्धारित की जा सकती है। 9 /100 , जल वाष्प के संघनन की गुप्त ऊष्मा के लिए, लगभग 2500 kJ/kg के बराबर।

ईंधन का विशिष्ट कम ताप मूल्य – सामान्य व्यावहारिक परिस्थितियों में निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा, अर्थात्। जब जल वाष्प संघनित नहीं होता है, लेकिन वायुमंडल में छोड़ दिया जाता है।

इस प्रकार दहन की उच्च और निम्न विशिष्ट ऊष्मा के बीच संबंध को समीकरण द्वारा व्यक्त किया जा सकता है - = =25(9 ).

64. सशर्त ईंधन।

ईंधनकोई भी पदार्थ है, जो दहन (ऑक्सीकरण) के दौरान प्रति इकाई द्रव्यमान या आयतन में महत्वपूर्ण मात्रा में ऊष्मा मुक्त करता है और बड़े पैमाने पर उपयोग के लिए उपलब्ध होता है।

ठोस, तरल और गैसीय अवस्थाओं में प्राकृतिक और व्युत्पन्न कार्बनिक यौगिकों का उपयोग ईंधन के रूप में किया जाता है।

किसी भी कार्बनिक ईंधन में कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, वाष्पशील सल्फर होता है, जबकि ठोस और तरल ईंधन में राख (खनिज अवशेष) और नमी होती है।

ईंधन की एक महत्वपूर्ण थर्मोटेक्निकल विशेषता इसकी दहन की विशिष्ट गर्मी है।

ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्माईंधन पदार्थ की एक इकाई मात्रा के पूर्ण दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा है।

ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा जितनी कम होगी, बॉयलर इकाई में उतनी ही अधिक खपत होगी। तुलना के लिए विभिन्न प्रकारईंधन, उनके थर्मल प्रभाव के अनुसार, पारंपरिक ईंधन की अवधारणा पेश की गई थी, जिसके दहन की विशिष्ट गर्मी = 29.3 MJ / किग्रा ली गई थी।

इस ईंधन के क्यू एन आर के अनुपात को मानक ईंधन के क्यू एसपी को ई के बराबर कहा जाता है। फिर प्राकृतिक ईंधन वी एन की खपत को मानक ईंधन वी यूटी में रूपांतरण सूत्र के अनुसार किया जाता है:

सशर्त ईंधन- जीवाश्म ईंधन, यानी तेल और उसके डेरिवेटिव के लिए लेखांकन की इकाई, प्राकृतिक और विशेष रूप से शेल और कोयले, गैस, पीट के आसवन के दौरान प्राप्त की गई, गणना में अपनाया गया, जिसका उपयोग विभिन्न प्रकार के ईंधन की उपयोगी क्रिया की गणना के लिए किया जाता है। उनके कुल लेखांकन में।

यूएसएसआर और रूस में प्रति यूनिट संदर्भ ईंधन(सी.यू.) स्वीकार किया गया था कैलोरी मान 1 किलो कोयला = 29.3 एमजे या 7000 किलो कैलोरी अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी ( आईईए) तेल समकक्ष की इकाई लेता है, जिसे आमतौर पर संक्षिप्त रूप से दर्शाया जाता है पैर की अंगुली(अंग्रेज़ी . टन तेल समकक्ष) एक टन तेल समतुल्य 41.868 GJ या 11.63 MWh के बराबर होता है। इकाई का भी उपयोग किया जाता है - तेल के बराबर बैरल ( बीओई).

65. अतिरिक्त वायु गुणांक।

सैद्धांतिक रूप से आवश्यक वायु की मात्रा से वास्तविक वायु प्रवाह कितनी बार अधिक है, यह दर्शाने वाली संख्या कहलाती है अतिरिक्त वायु गुणांक,यानी वास्तविक वायु प्रवाह ली (किलो/किलोग्राम में) या वी (एम 3 / एम 3) इसकी सैद्धांतिक रूप से आवश्यक राशि के बराबर है ली हे या V o > अतिरिक्त वायु के गुणांक से गुणा किया जाता है a

वी= ए वी 0 .

1 kWh की लागत की गणना:

• डीजल ईंधन।डीजल ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा 43 mJ/kg है; या, 35 एमजे / लीटर के घनत्व को ध्यान में रखते हुए; डीजल ईंधन बॉयलर (89%) की दक्षता को ध्यान में रखते हुए, हम पाते हैं कि 1 लीटर जलने पर, 31 mJ ऊर्जा उत्पन्न होती है, या अधिक परिचित इकाइयों में 8.6 kWh।
  • 1 लीटर डीजल ईंधन की लागत 20 रूबल है।
  • डीजल ईंधन दहन ऊर्जा के 1 kWh की लागत 2.33 रूबल है।

• प्रोपेन-ब्यूटेन मिक्स SPBT(तरलीकृत हाइड्रोकार्बन गैस एसयूजी)। एलपीजी का विशिष्ट कैलोरी मान 45.2 एमजे/किलोग्राम है या, घनत्व को ध्यान में रखते हुए, 27 एमजे/लीटर, दक्षता को ध्यान में रखते हुए गैस बॉयलर 95%, हम पाते हैं कि 1 लीटर जलाने पर, 25.65 mJ ऊर्जा उत्पन्न होती है, या अधिक परिचित इकाइयों में - 7.125 kWh।
  • 1 लीटर एलपीजी की कीमत 11.8 रूबल है।
  • 1 kWh ऊर्जा की लागत 1.66 रूबल है।

डीजल और एलपीजी के दहन से प्राप्त 1 किलोवाट गर्मी की कीमत में अंतर 29% निकला। उपरोक्त आंकड़े बताते हैं कि तरलीकृत गैस सूचीबद्ध ताप स्रोतों की तुलना में अधिक किफायती है। अधिक सटीक गणना प्राप्त करने के लिए, आपको वर्तमान ऊर्जा की कीमतें डालनी होंगी।

उपयोग की विशेषताएं तरलीकृत गैसऔर डीजल ईंधन

डीजल ईंधन।कई किस्में हैं जो सल्फर सामग्री में भिन्न हैं। लेकिन बॉयलर के लिए, यह बहुत महत्वपूर्ण नहीं है। लेकिन सर्दियों और गर्मियों में डीजल ईंधन का विभाजन महत्वपूर्ण है। मानक डीजल ईंधन के तीन मुख्य ग्रेड स्थापित करता है। सबसे आम गर्मी (एल) है, इसके आवेदन की सीमा ओ डिग्री सेल्सियस और ऊपर से है। सर्दी डीजल ईंधन(3) लागू करें जब नकारात्मक तापमानहवा (-30 डिग्री सेल्सियस तक)। अधिक के साथ कम तामपानआर्कटिक (ए) डीजल ईंधन का उपयोग किया जाना चाहिए। बानगीडीजल ईंधन इसका क्लाउड पॉइंट है। वास्तव में, यह वह तापमान है जिस पर डीजल ईंधन में मौजूद पैराफिन क्रिस्टलीकृत होने लगते हैं। यह वास्तव में बादल बन जाता है, और तापमान में और कमी के साथ, यह जेली या जमे हुए वसायुक्त सूप जैसा हो जाता है। पैराफिन के सबसे छोटे क्रिस्टल ईंधन फिल्टर और सुरक्षा जाल के छिद्रों को बंद कर देते हैं, पाइपलाइन चैनलों में बस जाते हैं और काम को पंगु बना देते हैं। ग्रीष्मकालीन ईंधन के लिए, बादल बिंदु -5 डिग्री सेल्सियस है, और सर्दियों के ईंधन के लिए -25 डिग्री सेल्सियस है। एक महत्वपूर्ण संकेतक, जिसे डीजल ईंधन के लिए पासपोर्ट में इंगित किया जाना चाहिए, अधिकतम फ़िल्टर करने योग्य तापमान है। टर्बिड डीजल ईंधन का उपयोग फिल्टरेबिलिटी तापमान तक किया जा सकता है, और फिर - एक भरा हुआ फिल्टर और एक ईंधन कटऑफ। शीतकालीन डीजल ईंधन गर्मियों के डीजल से रंग या गंध में भिन्न नहीं होता है। तो यह पता चला कि केवल भगवान (और टैंकर) ही जानता है कि वास्तव में क्या बाढ़ आई है। कुछ कारीगर गर्मियों के डीजल ईंधन को बीजीएस (गैसोलीन गैस) और अन्य वोदका के साथ मिलाते हैं, जिससे एक कम फ़िल्टरिंग तापमान प्राप्त होता है, जो पंप की विफलता और बस एक विस्फोट दोनों से भरा होता है क्योंकि इस राक्षसी बॉडीगी में फ्लैश पॉइंट कम होता है। इसके अलावा, डीजल के बजाय, हल्के हीटिंग तेल की आपूर्ति की जा सकती है, बाहरी रूप से यह अलग नहीं है, लेकिन इसमें अधिक अशुद्धियां हैं, इसके अलावा, जो डीजल में बिल्कुल नहीं हैं। जो ईंधन उपकरण के संदूषण से भरा है और इसकी सस्ती सफाई नहीं है। पूर्वगामी से, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि यदि आप व्यक्तियों या असत्यापित संगठनों से कम कीमत पर डीजल इंजन खरीदते हैं, तो आप हीटिंग सिस्टम की मरम्मत या अनफ्रीज कर सकते हैं। डीजल ईंधन की कीमत, आपके घर तक पहुंचाई जाती है, गैस स्टेशनों पर कीमतों से एक रूबल से उतार-चढ़ाव होता है, आपकी झोपड़ी की दूरस्थता और परिवहन की गई ईंधन की मात्रा के आधार पर ऊपर और नीचे, सब कुछ जो सस्ता है आपको सतर्क करना चाहिए यदि आप हैं चरम नहीं, और 30 डिग्री ठंढ में रात को ठंडे घर में बिताने से डरो मत।

तरलीकृत गैस।डीजल ईंधन के साथ, एसपीबीटी के कई ग्रेड हैं जो प्रोपेन और ब्यूटेन के मिश्रण की संरचना में भिन्न होते हैं। शीतकालीन मिश्रण, गर्मी और आर्कटिक। सर्दियों का मिश्रण 65% प्रोपेन, 30% ब्यूटेन और 5% गैस अशुद्धता है। गर्मियों के मिश्रण में 45% प्रोपेन, 50% ब्यूटेन, 5% गैस अशुद्धियाँ होती हैं। आर्कटिक मिश्रण - 95% प्रोपेन और 5% अशुद्धियाँ। 95% ब्यूटेन और 5% अशुद्धियों के मिश्रण की आपूर्ति की जा सकती है, ऐसे मिश्रण को घरेलू कहा जाता है। "गैस की गंध" बनाने के लिए प्रत्येक मिश्रण में बहुत कम मात्रा में एक सल्फरयुक्त पदार्थ, एक गंधक मिलाया जाता है। दहन और उपकरणों पर प्रभाव के दृष्टिकोण से, मिश्रण की संरचना का व्यावहारिक रूप से कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। ब्यूटेन, हालांकि बहुत सस्ता है, प्रोपेन की तुलना में हीटिंग के लिए थोड़ा बेहतर है - इसमें अधिक कैलोरी होती है, लेकिन इसकी एक बहुत बड़ी खामी है जो रूसी परिस्थितियों में इसका उपयोग करना मुश्किल बनाती है - ब्यूटेन वाष्पित होना बंद कर देता है और शून्य डिग्री पर तरल रहता है। यदि आपके पास कम गर्दन या ऊर्ध्वाधर वाला एक आयातित टैंक है (वाष्पीकरण दर्पण की गहराई 1.5 मीटर से कम है) या प्लास्टिक के सरकोफैगस में है जो गर्मी हस्तांतरण को बाधित करता है, तो लंबे समय तक ठंढ में टैंक ब्यूटेन के वाष्पीकरण को रोक सकता है , न केवल पाले के कारण, बल्कि इससे भी - अपर्याप्त गर्मी हस्तांतरण के कारण (वाष्पीकरण के दौरान, गैस अपने आप ठंडी हो जाती है)। 3 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर, जर्मनी, चेक गणराज्य, इटली, पोलैंड की स्थितियों के लिए बने आयातित कंटेनर, गहन वाष्पीकरण के साथ, सभी प्रोपेन के वाष्पित होने के बाद गैस का उत्पादन बंद कर देते हैं, और केवल ब्यूटेन रहता है।

अब एलपीजी और डीजल ईंधन के उपभोक्ता गुणों की तुलना करते हैं

एलपीजी का उपयोग डीजल ईंधन की तुलना में 29% सस्ता है। AvtonomGas टैंक का उपयोग करते समय एलपीजी की गुणवत्ता इसके उपभोक्ता गुणों को प्रभावित नहीं करती है, इसके अलावा अधिक सामग्रीमिश्रण में ब्यूटेन, यह बेहतर काम करता है गैस उपकरण. कम गुणवत्ता वाले डीजल ईंधन से गंभीर नुकसान हो सकता है ताप उपकरण. तरलीकृत गैस के प्रयोग से आपको घर में डीजल ईंधन की गंध की उपस्थिति से राहत मिलेगी। तरलीकृत गैस में कम विषैले सल्फर यौगिक होते हैं और इसके परिणामस्वरूप, आपके शरीर पर कोई वायु प्रदूषण नहीं होता है व्यक्तिगत साजिश. तरलीकृत गैस से न केवल बॉयलर आपके लिए काम कर सकता है, बल्कि गैस - चूल्हा, साथ ही एक गैस चिमनी और एक गैस विद्युत जनरेटर।

मुख्य घटकों के अलावा, कोयले में विभिन्न गैर-दहनशील राख बनाने वाले योजक, "रॉक" होते हैं। राखप्रदूषित वातावरणऔर जाली पर धातुमल में डाला जाता है, जिससे कोयले को जलाना मुश्किल हो जाता है। इसके अलावा, चट्टान की उपस्थिति कोयले के दहन की विशिष्ट गर्मी को कम करती है। निष्कर्षण की विविधता और शर्तों के आधार पर, राशि खनिज पदार्थबहुत भिन्न होता है, कठोर कोयले की राख सामग्री लगभग 15% (10-20%) होती है।
कोयले का एक अन्य हानिकारक घटक है गंधक. सल्फर के दहन के दौरान ऑक्साइड बनते हैं, जो वातावरण में सल्फ्यूरिक एसिड में बदल जाते हैं। कोयले में सल्फर की मात्रा जो हम अपने प्रतिनिधियों के नेटवर्क के माध्यम से ग्राहकों को आपूर्ति करते हैं, लगभग 0.5% है, जो बहुत कम मूल्य है, जिसका अर्थ है कि आपके घर की पारिस्थितिकी बच जाएगी।
किसी भी ईंधन का मुख्य संकेतक - दहन की विशिष्ट ऊष्मा. कोयले के लिए, यह आंकड़ा है:

ये आंकड़े कोयले पर केंद्रित हैं। वास्तविक संख्या काफी भिन्न हो सकती है। तो, साधारण कोयले के लिए, जिसे कोयला डिपो में खरीदा जा सकता है, 5000-5500 किलो कैलोरी / किग्रा के मूल्य का संकेत दिया जाता है। हम अपनी गणना में 5300 किलो कैलोरी/किलोग्राम का उपयोग करते हैं।
खनिजों के प्रकार और सामग्री के आधार पर कोयले का घनत्व 1 से 1.7 (कठोर कोयला - 1.3–1.4) ग्राम / सेमी 3 है। प्रौद्योगिकी में भी प्रयोग किया जाता है थोक घनत्व”, यह लगभग 800-1,000 किग्रा / मी 3 है।

कोयले के प्रकार और ग्रेड

कोयले को कई मापदंडों के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है (उत्पादन का भूगोल, रासायनिक संरचना), लेकिन "घरेलू" दृष्टिकोण से, भट्टियों में उपयोग के लिए कोयला खरीदते समय, लेबलिंग और थर्मोरोबोट में इसका उपयोग करने की संभावना को समझने के लिए पर्याप्त है।

कोयलाकरण की डिग्री के अनुसार, कोयले तीन प्रकार के होते हैं: भूरा, पथरीऔर एन्थ्रेसाइटनिम्नलिखित कोयला पदनाम प्रणाली का उपयोग किया जाता है: विविधता = (ब्रैंड) + (आकार)।

तालिका में सूचीबद्ध मुख्य ग्रेड के अलावा, कठोर कोयले के मध्यवर्ती ग्रेड भी प्रतिष्ठित हैं: डीजी (लंबी लौ गैस), जीजेडएच (वसा गैस), केजेएच (कोक वसा), पीए (अर्ध-एंथ्रेसाइट), भूरे रंग के कोयले हैं समूहों में भी विभाजित।
कोयले के कोकिंग ग्रेड (G, कोक, Zh, K, OS) का व्यावहारिक रूप से थर्मल पावर इंजीनियरिंग में उपयोग नहीं किया जाता है, क्योंकि वे कोकिंग उद्योग के लिए एक दुर्लभ कच्चा माल हैं।
आकार वर्ग (टुकड़ों के आकार, अंश) के अनुसार, उच्च गुणवत्ता वाले कोयले को विभाजित किया जाता है:

आकार के कोयले के अलावा, संयुक्त अंश और स्क्रीनिंग बिक्री पर हैं (पीसी, केओ, ओएम, एमएस, एसएसएच, एमएसएसएच, ओएमएसएसएच)। कोयले का आकार सबसे छोटे अंश के छोटे मूल्य और कोयला ग्रेड के नाम पर इंगित सबसे बड़े अंश के बड़े मूल्य के आधार पर निर्धारित किया जाता है।
उदाहरण के लिए, ओएम अंश (एम - 13-25, ओ - 25-50) 13-50 मिमी है।

इस प्रकार के कोयले के अलावा, कोयला ब्रिकेट बिक्री पर पाए जा सकते हैं, जिन्हें कम समृद्ध कोयला कीचड़ से दबाया जाता है।

कोयला कैसे जलता है

कोयले में दो दहनशील घटक होते हैं: वाष्पशीलऔर ठोस (कोक) अवशेष.

दहन के पहले चरण में, वाष्पशील पदार्थ निकलते हैं; ऑक्सीजन की अधिकता के साथ, वे जल्दी से जल जाते हैं, एक लंबी लौ देते हैं, लेकिन थोड़ी मात्रा में गर्मी।

उसके बाद, कोक के अवशेष जल जाते हैं; इसके दहन की तीव्रता और प्रज्वलन का तापमान कोयले की मात्रा पर निर्भर करता है, अर्थात कोयले के प्रकार (भूरा, पत्थर, एन्थ्रेसाइट) पर।
कोलिफिकेशन की डिग्री जितनी अधिक होगी (एंथ्रेसाइट में सबसे अधिक), प्रज्वलन तापमान और दहन की गर्मी उतनी ही अधिक होती है, लेकिन दहन की तीव्रता कम होती है।

कोयला ग्रेड डी, जी

वाष्पशील पदार्थों की उच्च सामग्री के कारण, ऐसे कोयला जल्दी से जल जाते हैं और जल्दी जल जाते हैं। इन ग्रेडों का कोयला उपलब्ध है और लगभग सभी प्रकार के बॉयलरों के लिए उपयुक्त है, हालांकि, पूर्ण दहन के लिए, इस कोयले की आपूर्ति छोटे हिस्से में की जानी चाहिए ताकि जारी किए गए वाष्पशील पदार्थों को वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ पूरी तरह से संयोजित होने का समय मिल सके। कोयले का पूर्ण दहन एक पीली लौ और स्पष्ट ग्रिप गैसों की विशेषता है; वाष्पशील पदार्थों का अधूरा दहन एक लाल रंग की लौ और काला धुआं देता है।
ऐसे कोयले के कुशल दहन के लिए, प्रक्रिया की लगातार निगरानी की जानी चाहिए; ऑपरेशन का यह तरीका थर्मोरोबोट स्वचालित बॉयलर हाउस में लागू किया गया है।

ग्रेड ए कोयला

इसे जलाना अधिक कठिन है, लेकिन यह लंबे समय तक जलता है और बहुत अधिक गर्मी छोड़ता है। कोयले को बड़े बैचों में लोड किया जा सकता है, चूंकि वे मुख्य रूप से कोक अवशेषों को जलाते हैं, इसलिए वाष्पशील पदार्थों का बड़े पैमाने पर उत्सर्जन नहीं होता है। ब्लोइंग मोड बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि हवा की कमी के साथ, दहन धीरे-धीरे होता है, यह रुक सकता है, या, इसके विपरीत, तापमान में अत्यधिक वृद्धि, जिससे बॉयलर की गर्मी का नुकसान और बर्नआउट हो सकता है।

5. दहन का थर्मल संतुलन

गणना के तरीकों पर विचार करें गर्मी संतुलनगैसीय, तरल और ठोस ईंधन के दहन की प्रक्रिया। निम्नलिखित समस्याओं को हल करने के लिए गणना कम कर दी गई है।

· ईंधन के दहन की ऊष्मा (ऊष्मीय मान) का निर्धारण।

सैद्धांतिक दहन तापमान का निर्धारण।

5.1. जलने की गर्मी

रासायनिक प्रतिक्रियाएं गर्मी की रिहाई या अवशोषण के साथ होती हैं। जब ऊष्मा निकलती है, तो अभिक्रिया ऊष्माक्षेपी कहलाती है, और जब यह अवशोषित हो जाती है, तो इसे ऊष्माशोषी कहते हैं। सभी दहन प्रतिक्रियाएं एक्ज़ोथिर्मिक हैं, और दहन उत्पाद एक्ज़ोथिर्मिक यौगिक हैं।

जारी (या अवशोषित) पाठ्यक्रम के दौरान रासायनिक प्रतिक्रियाऊष्मा को अभिक्रिया की ऊष्मा कहते हैं। एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाओं में यह सकारात्मक है, एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाओं में यह नकारात्मक है। दहन प्रतिक्रिया हमेशा गर्मी की रिहाई के साथ होती है। ज्वलन की ऊष्मा क्यू जी(J / mol) किसी पदार्थ के एक मोल के पूर्ण दहन और एक दहनशील पदार्थ के पूर्ण दहन के उत्पादों में परिवर्तन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा है। किसी पदार्थ की मात्रा के लिए मोल मूल SI इकाई है। एक मोल किसी पदार्थ की इतनी मात्रा है जिसमें उतने ही कण (परमाणु, अणु आदि) होते हैं जितने कार्बन-12 समस्थानिक के 12 ग्राम में परमाणु होते हैं। 1 मोल के बराबर किसी पदार्थ की मात्रा का द्रव्यमान (आणविक या अणु भार) संख्यात्मक रूप से दिए गए पदार्थ के सापेक्ष आणविक भार के साथ मेल खाता है।

उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन का सापेक्ष आणविक भार (O 2) 32 है, कार्बन डाइऑक्साइड (CO 2) 44 है, और संबंधित आणविक भार M=32 g/mol और M=44 g/mol होगा। इस प्रकार, ऑक्सीजन के एक मोल में यह पदार्थ 32 ग्राम होता है, और CO2 के एक मोल में 44 ग्राम कार्बन डाइऑक्साइड होता है।

तकनीकी गणना में, दहन की गर्मी का अक्सर उपयोग नहीं किया जाता है क्यू जी, और ईंधन का ऊष्मीय मान क्यू(जे / किग्रा या जे / एम 3)। किसी पदार्थ का ऊष्मीय मान ऊष्मा की वह मात्रा है जो किसी पदार्थ के 1 किग्रा या 1 मी 3 के पूर्ण दहन के दौरान निकलती है। तरल और ठोस पदार्थों के लिए, गणना प्रति 1 किलो और गैसीय पदार्थों के लिए, प्रति 1 मीटर 3 पर की जाती है।

दहन या विस्फोट तापमान, विस्फोट दबाव, लौ प्रसार गति और अन्य विशेषताओं की गणना करने के लिए दहन की गर्मी और ईंधन के कैलोरी मान का ज्ञान आवश्यक है। ईंधन का ऊष्मीय मान या तो प्रयोगात्मक रूप से या गणना द्वारा निर्धारित किया जाता है। ऊष्मीय मान के प्रायोगिक निर्धारण में, ठोस या तरल ईंधन के दिए गए द्रव्यमान को कैलोरीमीट्रिक बम में, और गैसीय ईंधन के मामले में, गैस कैलोरीमीटर में जलाया जाता है। ये उपकरण कुल गर्मी को मापते हैं क्यू 0 , ईंधन वजन के नमूने के दहन के दौरान जारी किया गया एम. कैलोरी मान क्यू जीसूत्र के अनुसार पाया जाता है

दहन की गर्मी और के बीच संबंध
ईंधन कैलोरी मान

दहन की गर्मी और किसी पदार्थ के ऊष्मीय मान के बीच संबंध स्थापित करने के लिए, दहन की रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए समीकरण लिखना आवश्यक है।

उत्पाद पूरा जलनाकार्बन कार्बन डाइऑक्साइड है:

सी + ओ 2 → सीओ 2।

हाइड्रोजन के पूर्ण दहन का उत्पाद पानी है:

2एच 2 + ओ 2 → 2 एच 2 ओ।

सल्फर के पूर्ण दहन का उत्पाद सल्फर डाइऑक्साइड है:

एस + ओ 2 → एसओ 2।

इसी समय, नाइट्रोजन, हैलाइड और अन्य गैर-दहनशील तत्व मुक्त रूप में निकलते हैं।

ज्वलनशील गैस

उदाहरण के तौर पर, हम मीथेन सीएच 4 के ऊष्मीय मान की गणना करेंगे, जिसके लिए दहन की गर्मी के बराबर है क्यू जी=882.6 .

मीथेन के आणविक भार को इसके अनुसार निर्धारित करें रासायनिक सूत्र(सीएच 4):

М=1∙12+4∙1=16 ग्राम/मोल।

1 किलो मीथेन का ऊष्मीय मान निर्धारित करें:

आइए सामान्य परिस्थितियों में 1 किलो मीथेन का आयतन ज्ञात करें, इसका घनत्व ρ=0.717 किग्रा/मी 3 जानते हुए:

.

मीथेन के 1 मीटर 3 का ऊष्मीय मान निर्धारित करें:

किसी भी ज्वलनशील गैसों का ऊष्मीय मान इसी प्रकार निर्धारित किया जाता है। कई सामान्य पदार्थों के लिए, कैलोरी मान और कैलोरी मान को उच्च सटीकता के साथ मापा गया है और प्रासंगिक संदर्भ साहित्य में दिया गया है। यहाँ कुछ के ऊष्मीय मानों की तालिका दी गई है गैसीय पदार्थ(सारणी 5.1)। मूल्य क्यूइस तालिका में इसे एमजे / एम 3 और केकेसी / एम 3 में दिया गया है, क्योंकि 1 किलो कैलोरी = 4.1868 केजे अक्सर गर्मी की इकाई के रूप में प्रयोग किया जाता है।

तालिका 5.1

गैसीय ईंधन का ऊष्मीय मान

सत्व			एसिटिलीन
क्यू

दहनशील तरल या ठोस

उदाहरण के तौर पर, हम एथिल अल्कोहल सी 2 एच 5 ओएच के कैलोरी मान की गणना करेंगे, जिसके लिए दहन की गर्मी क्यू जी= 1373.3 केजे/मोल।

एथिल अल्कोहल के आणविक भार को उसके रासायनिक सूत्र (सी 2 एच 5 ओएच) के अनुसार निर्धारित करें:

М = 2∙12 + 5∙1 + 1∙16 + 1∙1 = 46 ग्राम/मोल।

1 किलो एथिल अल्कोहल का ऊष्मीय मान निर्धारित करें:

किसी भी तरल और ठोस दहनशील का ऊष्मीय मान समान रूप से निर्धारित किया जाता है। तालिका में। 5.2 और 5.3 ऊष्मीय मान दिखाते हैं क्यू(MJ/kg और kcal/kg) कुछ तरल और ठोस पदार्थों के लिए।

तालिका 5.2

तरल ईंधन का ऊष्मीय मान

सत्व		मिथाइल अल्कोहल	इथेनॉल			ईंधन तेल, तेल
क्यू

तालिका 5.3

ठोस ईंधन का ऊष्मीय मान

सत्व		लकड़ी ताजा	लकड़ी सूखी	लिग्नाइट कोयला	पीट सूखा	एन्थ्रेसाइट, कोक
क्यू

मेंडलीफ का सूत्र

यदि ईंधन का ऊष्मीय मान अज्ञात है, तो इसकी गणना डी.आई. द्वारा प्रस्तावित अनुभवजन्य सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है। मेंडेलीव। ऐसा करने के लिए, आपको ईंधन की मौलिक संरचना (ईंधन के समतुल्य सूत्र) को जानना होगा, अर्थात इसमें निम्नलिखित तत्वों का प्रतिशत:

ऑक्सीजन (ओ);

हाइड्रोजन (एच);

कार्बन (सी);

सल्फर (एस);

राख (ए);

पानी (डब्ल्यू)।

ईंधन के दहन उत्पादों में हमेशा जल वाष्प होता है, जो ईंधन में नमी की उपस्थिति और हाइड्रोजन के दहन के दौरान दोनों के कारण बनता है। दहन के अपशिष्ट उत्पाद औद्योगिक संयंत्र को ओस बिंदु तापमान से ऊपर के तापमान पर छोड़ते हैं। इसलिए, जल वाष्प के संघनन के दौरान निकलने वाली गर्मी का उपयोगी उपयोग नहीं किया जा सकता है और थर्मल गणना में इसे ध्यान में नहीं रखा जाना चाहिए।

शुद्ध कैलोरीफिक मान आमतौर पर गणना के लिए उपयोग किया जाता है। क्यू नहींईंधन, जो जल वाष्प के साथ गर्मी के नुकसान को ध्यान में रखता है। ठोस और तरल ईंधन के लिए, मूल्य क्यू नहीं(एमजे / किग्रा) लगभग मेंडेलीव सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:

क्यू नहीं=0.339+1.025+0.1085 – 0.1085 – 0.025, (5.1)

जहां ईंधन संरचना में संबंधित तत्वों का प्रतिशत (द्रव्यमान%) कोष्ठक में दर्शाया गया है।

यह सूत्र कार्बन, हाइड्रोजन और सल्फर (एक प्लस चिह्न के साथ) की एक्ज़ोथिर्मिक दहन प्रतिक्रियाओं की गर्मी को ध्यान में रखता है। ऑक्सीजन, जो ईंधन का हिस्सा है, हवा में ऑक्सीजन को आंशिक रूप से बदल देती है, इसलिए सूत्र (5.1) में संबंधित शब्द को ऋण चिह्न के साथ लिया जाता है। जब नमी वाष्पित हो जाती है, तो ऊष्मा की खपत हो जाती है, इसलिए W युक्त संबंधित शब्द को भी ऋण चिह्न के साथ लिया जाता है।

विभिन्न ईंधनों (लकड़ी, पीट, कोयला, तेल) के ऊष्मीय मान पर परिकलित और प्रायोगिक आंकड़ों की तुलना से पता चला है कि मेंडेलीव सूत्र (5.1) के अनुसार गणना 10% से अधिक नहीं त्रुटि देती है।

शुद्ध कैलोरी मान क्यू नहीं(एमजे / एम 3) शुष्क दहनशील गैसों की गणना पर्याप्त सटीकता के साथ की जा सकती है क्योंकि व्यक्तिगत घटकों के कैलोरी मान के उत्पादों और गैसीय ईंधन के 1 मीटर 3 में उनके प्रतिशत के योग के रूप में।

क्यू नहीं= 0.108 [Н 2 ] + 0.126 [СО] + 0.358 [सीएच 4 ] + 0.5 [С 2 2 ] + 0.234 [Н 2 एस ]…, (5.2)

जहां मिश्रण में संबंधित गैसों का प्रतिशत (वॉल्यूम%) कोष्ठकों में दर्शाया गया है।

औसत कैलोरी मान प्राकृतिक गैसलगभग 53.6 एमजे/एम 3 है। कृत्रिम रूप से उत्पादित दहनशील गैसों में, सीएच 4 मीथेन की सामग्री नगण्य है। मुख्य दहनशील घटक हाइड्रोजन एच 2 और कार्बन मोनोऑक्साइड सीओ हैं। कोक ओवन गैस में, उदाहरण के लिए, एच 2 की सामग्री (55 60)% तक पहुंच जाती है, और ऐसी गैस का शुद्ध कैलोरी मान 17.6 एमजे / एम 3 तक पहुंच जाता है। जनरेटर गैस में, CO ~ 30% और H 2 ~ 15% की सामग्री, जबकि जनरेटर गैस का शुद्ध कैलोरी मान क्यू नहीं= (5.2÷6.5) एमजे/एम 3 । ब्लास्ट-फर्नेस गैस में CO और H2 की मात्रा कम होती है; आकार क्यू नहीं= (4.0÷4.2) एमजे/एम 3।

मेंडेलीव सूत्र का उपयोग करके पदार्थों के ऊष्मीय मान की गणना के उदाहरणों पर विचार करें।

आइए हम कोयले के ऊष्मीय मान का निर्धारण करें, जिसका मूल संघटन तालिका में दिया गया है। 5.4.

तालिका 5.4

कोयले की मौलिक संरचना

आइए टैब में दिए गए स्थानापन्न करें। मेंडेलीव सूत्र (5.1) में 5.4 डेटा (नाइट्रोजन एन और राख ए इस सूत्र में शामिल नहीं हैं, क्योंकि वे निष्क्रिय पदार्थ हैं और दहन प्रतिक्रिया में भाग नहीं लेते हैं):

क्यू नहीं=0.339∙37.2+1.025∙2.6+0.1085∙0.6–0.1085∙12–0.025∙40=13.04 एमजे/किग्रा।

आइए हम 50 लीटर पानी को 10 डिग्री सेल्सियस से 100 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने के लिए आवश्यक जलाऊ लकड़ी की मात्रा निर्धारित करें, यदि दहन के दौरान निकलने वाली गर्मी का 5% हीटिंग पर खर्च किया जाता है, और पानी की गर्मी क्षमता साथ\u003d 1 किलो कैलोरी / (किलो डिग्री) या 4.1868 केजे / (किलो डिग्री)। जलाऊ लकड़ी की मौलिक संरचना तालिका में दी गई है। 5.5:

तालिका 5.5

जलाऊ लकड़ी की मौलिक संरचना

	आइए मेंडेलीफ के सूत्र (5.1) के अनुसार जलाऊ लकड़ी का ऊष्मीय मान ज्ञात करें: क्यू नहीं=0.339∙43+1.025∙7–0.1085∙41–0.025∙7= 17.12 एमजे/किग्रा। 1 किलो जलाऊ लकड़ी जलाने पर पानी गर्म करने पर खर्च होने वाली ऊष्मा की मात्रा निर्धारित करें (इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए कि दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा का 5% (a = 0.05) इसे गर्म करने पर खर्च होता है): क्यू 2=ए क्यू नहीं=0.05 17.12=0.86 एमजे/किग्रा। 50 लीटर पानी को 10°C से 100°C तक गर्म करने के लिए आवश्यक जलाऊ लकड़ी की मात्रा ज्ञात कीजिए: किलोग्राम। इस प्रकार, पानी को गर्म करने के लिए लगभग 22 किलो जलाऊ लकड़ी की आवश्यकता होती है।

आज लोग ईंधन पर अत्यधिक निर्भर हैं। इसके बिना, घरों को गर्म करना, खाना बनाना, उपकरणों का संचालन और वाहन. उपयोग किए जाने वाले अधिकांश ईंधन हाइड्रोकार्बन हैं। उनकी प्रभावशीलता का मूल्यांकन करने के लिए, दहन की विशिष्ट गर्मी के मूल्यों का उपयोग किया जाता है। मिट्टी के तेल का अपेक्षाकृत प्रभावशाली संकेतक होता है। इसी गुण के कारण इसका प्रयोग रॉकेट और वायुयान के इंजनों में किया जाता है।

इसके गुणों के कारण रॉकेट इंजन में मिट्टी के तेल का उपयोग किया जाता है।

गुण, प्राप्ति और आवेदन

मिट्टी के तेल का इतिहास 2 हजार साल से अधिक पुराना है और तब शुरू होता है जब अरब वैज्ञानिक अलग-अलग घटकों में तेल के आसवन के लिए एक विधि लेकर आए। यह आधिकारिक तौर पर 1853 में खोला गया था, जब कनाडा के चिकित्सक अब्राहम गेस्नर ने बिटुमेन और तेल शेल से एक स्पष्ट ज्वलनशील तरल निकालने के लिए एक विधि विकसित और पेटेंट की थी।

1859 में पहला तेल कुआं खोदने के बाद तेल मिट्टी के तेल का मुख्य कच्चा माल बन गया। लैंप में इसके सर्वव्यापी उपयोग के कारण, इसे दशकों तक पेट्रोलियम शोधन उद्योग का एक प्रमुख केंद्र माना जाता था। केवल बिजली के आगमन ने प्रकाश व्यवस्था के लिए इसके महत्व को कम कर दिया। ऑटोमोबाइल की लोकप्रियता बढ़ने से मिट्टी के तेल का उत्पादन भी गिर गया है।- इस परिस्थिति ने पेट्रोलियम उत्पाद के रूप में गैसोलीन के महत्व को काफी बढ़ा दिया। हालांकि, आज दुनिया के कई हिस्सों में, मिट्टी के तेल का उपयोग हीटिंग और प्रकाश व्यवस्था के लिए किया जाता है, और आधुनिक जेट ईंधन एक ही उत्पाद है, लेकिन उच्च गुणवत्ता का है।

कारों के उपयोग में वृद्धि के साथ, मिट्टी के तेल की लोकप्रियता गिर गई है

मिट्टी का तेल एक हल्का पारदर्शी तरल है, रासायनिक रूप से किसका मिश्रण है? कार्बनिक यौगिक. इसकी संरचना काफी हद तक कच्चे माल पर निर्भर करती है, लेकिन, एक नियम के रूप में, इसमें एक दर्जन विभिन्न हाइड्रोकार्बन होते हैं, प्रत्येक अणु में 10 से 16 कार्बन परमाणु होते हैं। केरोसिन गैसोलीन की तुलना में कम वाष्पशील होता है। मिट्टी के तेल और गैसोलीन का आपेक्षिक प्रज्वलन तापमान, जिस पर वे सतह के पास ज्वलनशील वाष्प का उत्सर्जन करते हैं, क्रमशः 38 और -40 डिग्री सेल्सियस है।

यह संपत्ति भंडारण, उपयोग और परिवहन के मामले में मिट्टी के तेल को अपेक्षाकृत सुरक्षित ईंधन के रूप में मानना ​​संभव बनाती है। इसके क्वथनांक (150 से 350 डिग्री सेल्सियस) के आधार पर, इसे कच्चे तेल के तथाकथित मध्य आसवन में से एक के रूप में वर्गीकृत किया गया है।

मिट्टी के तेल को सीधे-सीधे प्राप्त किया जा सकता है, अर्थात, तेल से भौतिक रूप से अलग किया जा सकता है, आसवन द्वारा, या क्रैकिंग प्रक्रिया के परिणामस्वरूप भारी अंशों के रासायनिक अपघटन द्वारा प्राप्त किया जा सकता है।

ईंधन के रूप में मिट्टी के तेल के लक्षण

दहन गर्मी की रिहाई के साथ पदार्थों के तेजी से ऑक्सीकरण की प्रक्रिया है। एक नियम के रूप में, हवा में निहित ऑक्सीजन प्रतिक्रिया में भाग लेता है। हाइड्रोकार्बन के दहन के दौरान, निम्नलिखित मुख्य दहन उत्पाद बनते हैं:

• कार्बन डाइऑक्साइड;
• भाप;
• कालिख।

ईंधन के दहन के दौरान उत्पन्न ऊर्जा की मात्रा उसके प्रकार, दहन की स्थिति, द्रव्यमान या आयतन पर निर्भर करती है। ऊर्जा को जूल या कैलोरी में मापा जाता है। विशिष्ट (पदार्थ की मात्रा के मापन की प्रति इकाई) ऊष्मीय मान ईंधन की एक इकाई को जलाने से प्राप्त ऊर्जा है:

• दाढ़ (उदाहरण के लिए, जे / मोल);
• द्रव्यमान (उदाहरण के लिए, जे / किग्रा);
• वॉल्यूमेट्रिक (उदाहरण के लिए, केकेसी / एल)।

ज्यादातर मामलों में, गैसीय, तरल और . के मूल्यांकन के लिए ठोस ईंधनदहन के बड़े पैमाने पर गर्मी के एक संकेतक के साथ काम करते हैं, जिसे जे / किग्रा में व्यक्त किया जाता है।

कार्बोहाइड्रेट के दहन के दौरान कई तत्व बनते हैं, उदाहरण के लिए, कालिख

ऊष्मीय मान का मान इस बात पर निर्भर करेगा कि दहन के दौरान पानी के साथ होने वाली प्रक्रियाओं को ध्यान में रखा गया था या नहीं। नमी का वाष्पीकरण एक ऊर्जा-गहन प्रक्रिया है, और इन वाष्पों के संघनन के दौरान गर्मी हस्तांतरण को ध्यान में रखते हुए भी परिणाम प्रभावित हो सकता है।

संघनित भाप से प्रणाली को ऊर्जा वापस करने से पहले किए गए मापों के परिणाम को निम्न कैलोरी मान कहा जाता है, और वाष्प संघनित होने के बाद प्राप्त आंकड़े को उच्च कैलोरी मान कहा जाता है। हाइड्रोकार्बन इंजन निकास में जल वाष्प की अतिरिक्त ऊर्जा का उपयोग नहीं कर सकते हैं, इसलिए शुद्ध आंकड़ा इंजन निर्माताओं के लिए प्रासंगिक है और संदर्भ पुस्तकों में अधिक बार पाया जाता है।

अक्सर, ऊष्मीय मान निर्दिष्ट करते समय, वे यह निर्दिष्ट नहीं करते हैं कि कौन सी मात्रा का मतलब है, जिससे भ्रम हो सकता है। यह जानते हुए कि रूसी संघ में पारंपरिक रूप से यह इंगित करने के लिए प्रथागत है कि सबसे कम नेविगेट करने में मदद करता है।

कम कैलोरी मान एक महत्वपूर्ण संकेतक है

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कुछ प्रकार के ईंधन के लिए, शुद्ध और सकल ऊर्जा में विभाजन का कोई मतलब नहीं है, क्योंकि वे दहन के दौरान पानी नहीं बनाते हैं। मिट्टी के तेल के संबंध में, यह अप्रासंगिक है, क्योंकि इसमें हाइड्रोकार्बन की मात्रा अधिक होती है। अपेक्षाकृत कम घनत्व के साथ (780 किग्रा/वर्ग मीटर और 810 किग्रा/वर्ग मीटर के बीच) इसका ऊष्मीय मान डीजल ईंधन के समान है और है:

• सबसे कम - 43.1 एमजे / किग्रा;
• उच्चतम - 46.2 एमजे / किग्रा।

अन्य प्रकार के ईंधन के साथ तुलना

यह सूचक ईंधन में निहित ऊष्मा की संभावित मात्रा का अनुमान लगाने के लिए बहुत सुविधाजनक है। उदाहरण के लिए, प्रति यूनिट द्रव्यमान में गैसोलीन का कैलोरी मान मिट्टी के तेल के बराबर होता है, लेकिन पहले वाला अधिक सघन होता है। नतीजतन, उसी तुलना में, एक लीटर गैसोलीन में कम ऊर्जा होती है।

हाइड्रोकार्बन के मिश्रण के रूप में तेल के दहन की विशिष्ट ऊष्मा उसके घनत्व पर निर्भर करती है, जो विभिन्न क्षेत्रों (43-46 MJ/kg) के लिए स्थिर नहीं होती है। गणना के तरीके इस मूल्य को उच्च सटीकता के साथ निर्धारित करना संभव बनाते हैं, अगर इसकी संरचना पर प्रारंभिक डेटा हैं।

तेल बनाने वाले कुछ प्रकार के दहनशील तरल पदार्थों के औसत संकेतक इस तरह दिखते हैं (एमजे / किग्रा में):

• डीजल ईंधन - 42-44;
• गैसोलीन - 43-45;
• मिट्टी का तेल - 43-44।

पीट और कोयले जैसे ठोस ईंधन की कैलोरी सामग्री की सीमा अधिक होती है। यह इस तथ्य के कारण है कि उनकी संरचना गैर-दहनशील पदार्थों की सामग्री और हाइड्रोकार्बन के कैलोरी मान दोनों के संदर्भ में बहुत भिन्न हो सकती है। उदाहरण के लिए, पीट का ऊष्मीय मान विभिन्न प्रकार के 8-24 एमजे/किलोग्राम, और कोयले - 13-36 एमजे/किलोग्राम के भीतर उतार-चढ़ाव कर सकता है। सामान्य गैसों में, हाइड्रोजन का उच्च ऊष्मीय मान होता है - 120 MJ / kg। दहन की विशिष्ट ऊष्मा के संदर्भ में अगला मीथेन (50 MJ/kg) है।

हम कह सकते हैं कि मिट्टी का तेल एक ईंधन है जो कम कीमत पर अपेक्षाकृत उच्च ऊर्जा तीव्रता के कारण समय की कसौटी पर खरा उतरा है। इसका उपयोग न केवल आर्थिक रूप से उचित है, बल्कि कुछ मामलों में कोई विकल्प नहीं है।