Važna termotehnička karakteristika goriva je njegova specifična toplina izgaranja.

Specifična toplina izgaranja goriva

Razlikovati specifičnu višu i nižu kalorijsku vrijednost. Određena toplina izgaranje radnog goriva, uzimajući u obzir dodatnu toplinu koja se oslobađa tijekom kondenzacije vodene pare koja se nalazi u produktima izgaranja, naziva se veća specifična ogrjevna vrijednost radnog goriva. Ova dodatna količina topline može se odrediti množenjem mase vodene pare nastale isparavanjem vlage goriva /100 i izgaranjem vodika 9 /100 , za latentnu toplinu kondenzacije vodene pare, jednaku približno 2500 kJ / kg.

Specifična niža ogrjevna vrijednost goriva – količina topline koja se oslobađa u normalnim praktičnim uvjetima, t.j. kada se vodena para ne kondenzira, već se ispušta u atmosferu.

Tako se odnos između veće i niže specifične topline izgaranja može izraziti jednadžbom - = =25(9 ).

64. Uvjetno gorivo.

gorivo je svaka tvar koja tijekom izgaranja (oksidacije) oslobađa značajnu količinu topline po jedinici mase ili volumena i dostupna je za masovnu upotrebu.

Kao gorivo koriste se prirodni i derivati ​​organskih spojeva u krutom, tekućem i plinovitom stanju.

Svako organsko gorivo sastoji se od ugljika, vodika, kisika, dušika, hlapljivog sumpora, dok se kruta i tekuća goriva sastoje od pepela (mineralnih ostataka) i vlage.

Važna termotehnička karakteristika goriva je njegova specifična toplina izgaranja.

Specifična toplina izgaranja goriva je količina topline koja se oslobađa tijekom potpunog izgaranja jedinične količine goriva.

Što je niža specifična toplina izgaranja goriva, to se više troši u kotlovskoj jedinici. Za usporedbu razne vrste goriva, prema njihovom toplinskom učinku, uveden je koncept konvencionalnog goriva čija je specifična toplina izgaranja uzeta = 29,3 MJ/kg.

Omjer Q N R ovog goriva i Q sp standardnog goriva naziva se ekvivalentom E. Tada se pretvaranje potrošnje prirodnog goriva V N u standardno gorivo V UT provodi prema formuli:

Uvjetno gorivo- obračunska jedinica za fosilna goriva, odnosno naftu i njene derivate, prirodne i posebno dobivene destilacijom škriljevca i ugljena, plina, treseta, koja se koristi za izračunavanje korisnog djelovanja različitih vrsta goriva u njihovom ukupnom računovodstvu.

U SSSR-u i Rusiji po jedinici referentno gorivo(c.u.) je prihvaćen kalorijska vrijednost 1 kg ugljena = 29,3 MJ ili 7000 kcal. Međunarodna energetska agencija ( IEA) uzeo je jedinicu ekvivalenta nafte, obično označenu skraćenicom NOŽNI PRST(Engleski . Tona ekvivalenta nafte). Jedna tona ekvivalenta nafte iznosi 41,868 GJ ili 11,63 MWh. Također se koristi jedinica - barel ekvivalenta nafte ( BOE).

65. Koeficijent viška zraka.

Naziva se broj koji pokazuje koliko je puta stvarni protok zraka veći od teoretski potrebne količine zraka koeficijent viška zraka, tj. stvarni protok zraka L (u kg/kg) ili V (m 3 / m 3) jednaka je njegovoj teoretski potrebnoj količini L o ili V o > pomnoženo s koeficijentom viška zraka a

V= aV 0 .

Izračuni cijene 1 kWh:

• Dizel gorivo. Specifična toplina izgaranja dizelskog goriva je 43 mJ/kg; ili, uzimajući u obzir gustoću od 35 mJ / litra; uzimajući u obzir učinkovitost kotla na dizelsko gorivo (89%), dobivamo da se pri izgaranju 1 litre proizvodi 31 mJ energije, odnosno u poznatijim jedinicama 8,6 kWh.
  • Trošak 1 litre dizelskog goriva je 20 rubalja.
  • Trošak 1 kWh energije izgaranja dizelskog goriva iznosi 2,33 rubalja.

• Propan-butan mješavina SPBT(Ukapljeni ugljikovodični plin SUG). Specifična kalorijska vrijednost LPG-a je 45,2 mJ/kg ili, uzimajući u obzir gustoću, 27 mJ/litra, uzimajući u obzir učinkovitost plinski kotao 95%, dobivamo da se pri sagorijevanju 1 litre proizvede 25,65 mJ energije, odnosno u poznatijim jedinicama - 7,125 kWh.
  • Trošak 1 litre UNP-a je 11,8 rubalja.
  • Trošak 1 kWh energije iznosi 1,66 rubalja.

Pokazalo se da je razlika u cijeni 1 kW topline dobivene izgaranjem dizela i UNP-a iznosila 29%. Gore navedene brojke pokazuju da je ukapljeni plin ekonomičniji od navedenih izvora topline. Da biste dobili točniji izračun, morate staviti trenutne cijene energije.

Značajke korištenja ukapljeni plin i dizel gorivo

DIZEL GORIVO. Postoji nekoliko sorti koje se razlikuju po sadržaju sumpora. Ali za kotao to nije jako važno. No važna je podjela na zimsko i ljetno dizelsko gorivo. Standard utvrđuje tri glavna razreda dizelskog goriva. Najčešći je ljetni (L), raspon njegove primjene je od O ° C i više. Zima dizel gorivo(3) primijeniti kada negativne temperature zrak (do -30°S). S više niske temperature treba koristiti arktičko (A) dizelsko gorivo. obilježje dizel gorivo je njegova točka zamućenja. Zapravo, to je temperatura na kojoj parafini sadržani u dizelskom gorivu počinju kristalizirati. Doista se zamuti, a daljnjim smanjenjem temperature postaje poput želea ili smrznute masne juhe. Najmanji kristali parafina začepljuju pore filtera goriva i sigurnosnih mreža, talože se u kanalima cjevovoda i paraliziraju rad. Za ljetno gorivo točka zamućenja je -5°C, a za zimsko gorivo je -25°C. Važan pokazatelj, koji mora biti naveden u putovnici za dizelsko gorivo, je maksimalna temperatura filtrabilnosti. Zamućeno dizelsko gorivo može se iskoristiti do temperature filtrabilnosti, a zatim - začepljen filter i isključenje goriva. Zimsko dizelsko gorivo ne razlikuje se od ljetnog dizela ni po boji ni po mirisu. Tako ispada da samo Bog (i tanker) zna što je zapravo poplavljeno. Neki majstori miješaju ljetno dizelsko gorivo s BGS-om (benzinskim plinom) i drugom votkom, postižući nižu temperaturu filtriranja, što je ispunjeno i kvarom pumpe i jednostavnom eksplozijom zbog činjenice da ovaj pakleni bodyagi ima smanjenu točku paljenja. Također, umjesto dizela može se isporučiti lagano lož ulje, izvana se ne razlikuje, ali sadrži više nečistoća, štoviše, onih koje uopće nema u dizelu. Što je prepuno onečišćenja opreme za gorivo i nije jeftino čišćenje. Iz navedenog možemo zaključiti da ako kupite dizel motor po niskoj cijeni, od pojedinaca ili neprovjerenih organizacija, možete dobiti popravak ili odmrzavanje sustava grijanja. Cijena dizel goriva, dostavljenog na dom, varira za rublju od cijena na benzinskim postajama, gore i dolje ovisno o udaljenosti vaše vikendice i količini prevezenog goriva, sve što je jeftinije mora vas upozoriti ako ste nije ekstremno i nemojte se bojati prenoćiti u rashladnoj kući na 30 stupnjeva mraza.

UKAPLJENI PLIN. Kao i kod dizelskog goriva, postoji nekoliko razreda SPBT koji se razlikuju po sastavu smjese propana i butana. Zimska mješavina, ljetna i arktička. Zimska smjesa je 65% propana, 30% butana i 5% plinskih nečistoća. Ljetna smjesa se sastoji od 45% propana, 50% butana, 5% plinskih nečistoća. Arktička mješavina - 95% propana i 5% nečistoća. Može se isporučiti mješavina od 95% butana i 5% nečistoća, takva smjesa se naziva kućanstvo. U svaku smjesu dodaje se vrlo mala količina sumporne tvari, mirisnog sredstva, kako bi se stvorio "smisao plina". S gledišta izgaranja i učinka na opremu, sastav smjese praktički nema učinka. Butan je, iako znatno jeftiniji, nešto bolji za grijanje od propana – ima više kalorija, ali ima jako veliki nedostatak koji ga otežava korištenje u ruskim uvjetima – butan prestaje isparavati i ostaje tekući na nula stupnjeva. Ako imate uvezeni spremnik s niskim grlom ili okomitim (dubina zrcala za isparavanje je manja od 1,5 metara) ili se nalazi u plastičnom sarkofagu koji pogoršava prijenos topline, tada u dugotrajnim mrazima spremnik može zaustaviti isparavanje butan, ne samo zbog mraza, već i od - zbog nedovoljnog prijenosa topline (tijekom isparavanja plin se sam hladi). Na temperaturama ispod 3 Celzijeva stupnja, uvozni kontejneri napravljeni za uvjete Njemačke, Češke, Italije, Poljske, uz intenzivno isparavanje, prestaju proizvoditi plin nakon što sav propan ispari, a ostaje samo butan.

Sada usporedimo potrošačka svojstva LPG-a i dizelskog goriva

Korištenje LPG-a je 29% jeftinije od dizel goriva. Štoviše, kvaliteta UNP-a ne utječe na njegova potrošačka svojstva pri korištenju spremnika AvtonomGas više sadržaja butan u smjesi, to bolje djeluje plinska oprema. Dizelsko gorivo niske kvalitete može dovesti do ozbiljnih oštećenja oprema za grijanje. Korištenje ukapljenog plina oslobodit će vas prisutnosti mirisa dizelskog goriva u kući. Ukapljeni plin sadrži manje toksičnih sumpornih spojeva i, kao rezultat, nema onečišćenja zraka na vašem osobna parcela. Od ukapljenog plina ne može vam raditi samo kotao, već i plinski štednjak, kao i plinski kamin i plinski električni generator.

Osim glavnih komponenti, ugljen sadrži razne nezapaljive aditive za stvaranje pepela, "stijena". Pepeo zagađuje okoliš i sinteriran u trosku na rešetki, što otežava sagorijevanje ugljena. Osim toga, prisutnost stijene smanjuje specifičnu toplinu izgaranja ugljena. Ovisno o sorti i uvjetima vađenja, količina minerali jako varira, sadržaj pepela kamenog ugljena je oko 15% (10–20%).
Još jedna štetna komponenta ugljena je sumpor. Tijekom izgaranja sumpora nastaju oksidi koji se u atmosferi pretvaraju u sumpornu kiselinu. Sadržaj sumpora u ugljenu koji kupcima isporučujemo preko naše mreže zastupnika je oko 0,5%, što je vrlo niska vrijednost, što znači da će ekologija vašeg doma biti sačuvana.
Glavni pokazatelj bilo kojeg goriva - specifična toplina izgaranja. Za ugljen, ova brojka je:

Ove brojke odnose se na koncentrat ugljena. Stvarni se brojevi mogu značajno razlikovati. Dakle, za obični ugljen, koji se može kupiti u skladištima ugljena, naznačena je vrijednost od 5000-5500 kcal / kg. U našim proračunima koristimo 5300 kcal/kg.
Gustoća ugljena je od 1 do 1,7 (tvrdi ugljen - 1,3-1,4) g / cm 3, ovisno o vrsti i sadržaju minerala. Također se koristi u tehnologiji nasipna gustoća“, to je oko 800-1.000 kg / m 3.

Vrste i vrste ugljena

Ugljen se razvrstava prema mnogim parametrima (geografija proizvodnje, kemijski sastav), ali sa stajališta "kućanstva", kada kupujete ugljen za korištenje u pećima, dovoljno je razumjeti označavanje i mogućnost korištenja u Thermorobotu.

Prema stupnju ugljenosti razlikuju se tri vrste ugljena: smeđa, kamen i antracit. Koristi se sljedeći sustav označavanja ugljena: Raznolikost = (marka) + (veličina).

Osim glavnih razreda navedenih u tablici, razlikuju se i srednje klase kamenog ugljena: DG (dugoplameni plin), GZh (masni plin), KZh (koksna mast), PA (poluantracit), mrki ugljen su također podijeljeni u grupe.
Koksni razredi ugljena (G, koks, Zh, K, OS) praktički se ne koriste u termoenergetici, jer su rijetka sirovina za industriju koksanja.
Prema klasi veličine (veličina komada, frakcija), visokokvalitetni ugljen se dijeli na:

Osim kalibriranog ugljena, u prodaji su kombinirane frakcije i sijanja (PC, KO, OM, MS, SSH, MSSh, OMSSH). Veličina ugljena određuje se na temelju manje vrijednosti najmanje frakcije i veće vrijednosti najveće frakcije navedene u nazivu vrste ugljena.
Na primjer, frakcija OM (M - 13–25, O - 25-50) je 13–50 mm.

Osim ovih vrsta ugljena, u prodaji se mogu naći i briketi od ugljena koji se prešaju od slabo obogaćenog ugljenog mulja.

Kako gori ugljen

Ugljen se sastoji od dvije zapaljive komponente: hlapljive tvari i čvrsti (koksni) ostatak.

U prvoj fazi izgaranja oslobađaju se hlapljive tvari; s viškom kisika, brzo izgaraju, dajući dugi plamen, ali malu količinu topline.

Nakon toga, ostatak koksa izgara; intenzitet njegovog izgaranja i temperatura paljenja ovise o stupnju ugljeniziranosti, odnosno o vrsti ugljena (smeđi, kameni, antracit).
Što je veći stupanj ugljenosti (najveći ima antracit), to je veća temperatura paljenja i kalorijska vrijednost, ali je niži intenzitet izgaranja.

Ugalj razreda D, G

Zbog visokog sadržaja hlapljivih tvari, takav ugljen se brzo rasplamsa i brzo gori. Ugljen ovih razreda dostupan je i prikladan za gotovo sve vrste kotlova, međutim, za potpuno izgaranje, ovaj ugljen se mora isporučiti u malim obrocima kako bi se oslobođene hlapljive tvari imale vremena u potpunosti spojiti s atmosferskim kisikom. Potpuno izgaranje ugljena karakterizira žuti plamen i bistri dimni plinovi; nepotpuno izgaranje hlapljivih tvari daje grimizni plamen i crni dim.
Za učinkovito izgaranje takvog ugljena, proces se mora stalno pratiti, ovaj način rada implementiran je u automatskoj kotlovnici Thermorobot.

Ugalj razreda A

Teže ga je zapaliti, ali dugo gori i oslobađa puno više topline. Ugljen se može puniti u velikim serijama, budući da sagorevaju uglavnom ostatke koksa, nema masovnog oslobađanja hlapljivih tvari. Način puhanja je vrlo važan, jer s nedostatkom zraka izgaranje se odvija sporo, može se zaustaviti ili, obrnuto, prekomjerno povećanje temperature, što dovodi do gubitka topline i izgaranja kotla.

5. TOPLINSKA RAVNOTEŽA IZGARANJA

Razmotrite metode izračuna toplinska ravnoteža proces izgaranja plinovitih, tekućih i krutih goriva. Proračun se svodi na rješavanje sljedećih problema.

· Određivanje topline izgaranja (kalorične vrijednosti) goriva.

· Određivanje teorijske temperature izgaranja.

5.1. TOPLINE GORENJA

Kemijske reakcije popraćene su oslobađanjem ili apsorpcijom topline. Kada se toplina oslobodi, reakcija se naziva egzotermna, a kada se apsorbira naziva se endotermnom. Sve reakcije izgaranja su egzotermne, a produkti izgaranja su egzotermni spojevi.

Oslobođen (ili apsorbiran) tijekom tečaja kemijska reakcija toplina se zove toplina reakcije. U egzotermnim reakcijama je pozitivan, u endotermnim reakcijama negativan. Reakcija izgaranja uvijek je popraćena oslobađanjem topline. Toplina izgaranja Q g(J/mol) je količina topline koja se oslobađa tijekom potpunog izgaranja jednog mola tvari i pretvorbe zapaljive tvari u produkte potpunog izgaranja. Mol je osnovna jedinica SI za količinu tvari. Jedan mol je takva količina tvari koja sadrži onoliko čestica (atoma, molekula itd.) koliko ima atoma u 12 g izotopa ugljika-12. Masa količine tvari jednake 1 molu (molekularni ili molekulska masa) brojčano se podudara s relativnom molekulskom težinom dane tvari.

Na primjer, relativna molekularna težina kisika (O 2 ) je 32, ugljičnog dioksida (CO 2 ) je 44, a odgovarajuće molekularne mase bile bi M=32 g/mol i M=44 g/mol. Dakle, jedan mol kisika sadrži 32 grama ove tvari, a jedan mol CO 2 sadrži 44 grama ugljičnog dioksida.

U tehničkim proračunima često se ne koristi toplina izgaranja Q g, te kaloričnu vrijednost goriva P(J / kg ili J / m 3). Kalorična vrijednost tvari je količina topline koja se oslobađa tijekom potpunog izgaranja 1 kg ili 1 m 3 tvari. Za tekuće i krute tvari proračun se vrši po 1 kg, a za plinovite tvari po 1 m 3.

Poznavanje topline izgaranja i ogrjevne vrijednosti goriva potrebno je za izračun temperature izgaranja ili eksplozije, tlaka eksplozije, brzine širenja plamena i drugih karakteristika. Kalorična vrijednost goriva utvrđuje se eksperimentalno ili proračunom. Pri eksperimentalnom određivanju ogrjevne vrijednosti zadana masa krutog ili tekućeg goriva izgara se u kalorimetrijskoj bombi, a u slučaju plinovitog goriva u plinskom kalorimetru. Ovi uređaji mjere ukupnu toplinu P 0 , koji se oslobađa tijekom izgaranja uzorka vaganja goriva m. Kalorijska vrijednost Q g nalazi se prema formuli

Odnos između topline izgaranja i
ogrjevna vrijednost goriva

Za uspostavljanje odnosa između topline izgaranja i ogrjevne vrijednosti tvari potrebno je zapisati jednadžbu za kemijsku reakciju izgaranja.

Proizvod potpuno izgaranje ugljik je ugljični dioksid:

C + O 2 → CO 2.

Produkt potpunog izgaranja vodika je voda:

2H 2 + O 2 → 2H 2 O.

Produkt potpunog izgaranja sumpora je sumporov dioksid:

S + O 2 → SO 2.

Istodobno, dušik, halogenidi i drugi nezapaljivi elementi se oslobađaju u slobodnom obliku.

zapaljivi plin

Kao primjer izračunat ćemo ogrjevnu vrijednost metana CH 4, za koju je toplina izgaranja jednaka Q g=882.6 .

Odredite molekulsku masu metana u skladu s njegovom kemijska formula(CH 4):

M=1∙12+4∙1=16 g/mol.

Odredite kalorijsku vrijednost 1 kg metana:

Nađimo volumen 1 kg metana, znajući njegovu gustoću ρ=0,717 kg/m 3 u normalnim uvjetima:

.

Odredite ogrjevnu vrijednost 1 m 3 metana:

Slično se određuje i ogrjevna vrijednost svih zapaljivih plinova. Za mnoge uobičajene tvari, kalorijske vrijednosti i kalorijske vrijednosti izmjerene su s velikom točnošću i dane su u relevantnoj referentnoj literaturi. Ovdje je tablica kalorijskih vrijednosti nekih plinovite tvari(Tablica 5.1). Vrijednost P u ovoj tablici dat je u MJ / m 3 i u kcal / m 3, budući da se 1 kcal = 4,1868 kJ često koristi kao jedinica topline.

Tablica 5.1

Kalorična vrijednost plinovitih goriva

tvar			Acetilen
P

zapaljiva tekućina ili čvrsta

Kao primjer izračunat ćemo ogrjevnu vrijednost etilnog alkohola C 2 H 5 OH, za koji toplina izgaranja Q g= 1373,3 kJ/mol.

Odredite molekulsku masu etilnog alkohola u skladu s njegovom kemijskom formulom (C 2 H 5 OH):

M = 2∙12 + 5∙1 + 1∙16 + 1∙1 = 46 g/mol.

Odredite kalorijsku vrijednost 1 kg etilnog alkohola:

Kalorična vrijednost bilo kojeg tekućeg i krutog zapaljivog materijala određuje se na sličan način. U tablici. 5.2 i 5.3 prikazane su kalorijske vrijednosti P(MJ/kg i kcal/kg) za neke tekuće i čvrste tvari.

Tablica 5.2

Kalorična vrijednost tekućih goriva

tvar		Metilni alkohol	etanol			Gorivo ulje, ulje
P

Tablica 5.3

Kalorična vrijednost krutih goriva

tvar		drvo svježe	drvo suho	Mrki ugljen	Treset suh	Antracit, koks
P

Mendeljejeva formula

Ako je kalorijska vrijednost goriva nepoznata, tada se može izračunati pomoću empirijske formule koju je predložio D.I. Mendeljejev. Da biste to učinili, morate znati elementarni sastav goriva (ekvivalentnu formulu goriva), odnosno postotak sljedećih elemenata u njemu:

Kisik (O);

Vodik (H);

Ugljik (C);

Sumpor (S);

Pepeo (A);

Voda (W).

Produkti izgaranja goriva uvijek sadrže vodenu paru koja nastaje kako zbog prisutnosti vlage u gorivu tako i tijekom izgaranja vodika. Otpadni produkti izgaranja napuštaju industrijsko postrojenje na temperaturi iznad temperature rosišta. Stoga se toplina koja se oslobađa tijekom kondenzacije vodene pare ne može korisno iskoristiti i ne treba je uzimati u obzir u toplinskim proračunima.

Za izračun se obično koristi neto kalorijska vrijednost. Q n gorivo, koje uzima u obzir gubitke topline s vodenom parom. Za kruta i tekuća goriva vrijednost Q n(MJ / kg) približno se određuje formulom Mendelejeva:

Q n=0.339+1.025+0.1085 – 0.1085 – 0.025, (5.1)

gdje je u zagradama naveden postotni (maseni %) sadržaj odgovarajućih elemenata u sastavu goriva.

Ova formula uzima u obzir toplinu egzotermnih reakcija izgaranja ugljika, vodika i sumpora (sa predznakom plus). Kisik, koji je dio goriva, djelomično zamjenjuje kisik u zraku, pa se odgovarajući pojam u formuli (5.1) uzima sa predznakom minus. Kada vlaga isparava, toplina se troši, pa se odgovarajući pojam koji sadrži W također uzima sa predznakom minus.

Usporedba proračunskih i eksperimentalnih podataka o ogrjevnoj vrijednosti različitih goriva (drvo, treset, ugljen, nafta) pokazala je da proračun prema formuli Mendeljejeva (5.1) daje pogrešku koja ne prelazi 10%.

Neto kalorijska vrijednost Q n(MJ / m 3) suhih gorivih plinova može se izračunati s dovoljnom točnošću kao zbroj proizvoda ogrjevne vrijednosti pojedinih komponenti i njihovog postotka u 1 m 3 plinovitog goriva.

Q n= 0,108 [N 2 ] + 0,126 [SO] + 0,358 [CH 4 ] + 0,5 [S 2 N 2 ] + 0,234 [N 2 S ]…, (5.2)

gdje je u zagradama naveden postotak (vol.%) sadržaja odgovarajućih plinova u smjesi.

Prosječna kalorijska vrijednost prirodni gas iznosi približno 53,6 MJ/m 3 . U umjetno proizvedenim zapaljivim plinovima sadržaj CH 4 metana je zanemariv. Glavne zapaljive komponente su vodik H2 i ugljični monoksid CO. U plinu iz koksnih peći, na primjer, sadržaj H 2 doseže (55 ÷ 60)%, a neto ogrjevna vrijednost takvog plina doseže 17,6 MJ/m 3 . U generatorskom plinu sadržaj CO ~ 30% i H 2 ~ 15%, dok je neto kalorična vrijednost generatorskog plina Q n= (5,2÷6,5) MJ/m 3 . U visokopećnom plinu sadržaj CO i H 2 je manji; veličina Q n= (4,0÷4,2) MJ/m 3 .

Razmotrite primjere izračunavanja kalorijske vrijednosti tvari pomoću formule Mendelejeva.

Odredimo ogrjevnu vrijednost ugljena, čiji je elementarni sastav dat u tablici. 5.4.

Tablica 5.4

Elementarni sastav ugljena

Zamijenimo dano u tab. 5.4 podaci u formuli Mendelejeva (5.1) (dušik N i pepeo A nisu uključeni u ovu formulu, jer su inertne tvari i ne sudjeluju u reakciji izgaranja):

Q n=0,339∙37,2+1,025∙2,6+0,1085∙0,6–0,1085∙12–0,025∙40=13,04 MJ/kg.

Odredimo količinu ogrjevnog drva koja je potrebna za zagrijavanje 50 litara vode od 10 °C do 100 °C, ako se 5% topline oslobođene tijekom izgaranja potroši na grijanje, a toplinski kapacitet vode s\u003d 1 kcal / (kg ∙ stupanj) ili 4,1868 kJ / (kg ∙ stupanj). Elementarni sastav drva za ogrjev dat je u tablici. 5.5:

Tablica 5.5

Elementarni sastav drva za ogrjev

	Nađimo ogrjevnu vrijednost drva za ogrjev prema Mendelejevovoj formuli (5.1): Q n=0,339∙43+1,025∙7–0,1085∙41–0,025∙7= 17,12 MJ/kg. Odredite količinu topline koja se troši na zagrijavanje vode pri izgaranju 1 kg drva za ogrjev (uzimajući u obzir činjenicu da se 5% topline (a = 0,05) koja se oslobađa tijekom izgaranja troši na zagrijavanje): P 2=a Q n=0,05 17,12=0,86 MJ/kg. Odredite količinu drva za ogrjev potrebno za zagrijavanje 50 litara vode od 10°C do 100°C: kg. Tako je za zagrijavanje vode potrebno oko 22 kg drva za ogrjev.

Danas su ljudi izrazito ovisni o gorivu. Bez toga, grijanje stanova, kuhanje, rad opreme i Vozilo. Većina korištenih goriva su ugljikovodici. Za procjenu njihove učinkovitosti koriste se vrijednosti specifične topline izgaranja. Kerozin ima relativno impresivan pokazatelj. Zbog ove kvalitete koristi se u raketnim i zrakoplovnim motorima.

Zbog svojih svojstava kerozin se koristi u raketnim motorima.

Svojstva, dobivanje i primjena

Povijest kerozina seže više od 2 tisuće godina i počinje kada su arapski znanstvenici došli do metode za destilaciju ulja u pojedine komponente. Službeno je otvoren 1853. godine, kada je kanadski liječnik Abraham Gesner razvio i patentirao metodu za vađenje bistre zapaljive tekućine iz bitumena i uljnih škriljaca.

Nakon bušenja prve naftne bušotine 1859. godine, nafta je postala glavna sirovina za kerozin. Zbog svoje sveprisutne upotrebe u svjetiljkama, desetljećima se smatrao glavnim proizvodom industrije prerade nafte. Tek je pojava električne energije smanjila njegovu važnost za rasvjetu. Proizvodnja kerozina je također pala kako je porasla popularnost automobila.- ova okolnost značajno je povećala važnost benzina kao naftnog proizvoda. No, danas se u mnogim dijelovima svijeta kerozin koristi za grijanje i rasvjetu, a moderno mlazno gorivo je isti proizvod, ali kvalitetnije.

S povećanjem korištenja automobila, popularnost kerozina je pala

Kerozin je lagana prozirna tekućina, kemijski mješavina organski spojevi. Njegov sastav uvelike ovisi o sirovini, ali se u pravilu sastoji od desetak različitih ugljikovodika, a svaka molekula sadrži od 10 do 16 atoma ugljika. Kerozin je manje hlapljiv od benzina. Relativna temperatura paljenja kerozina i benzina, pri kojoj ispuštaju zapaljive pare blizu površine, je 38, odnosno -40°C.

Ovo svojstvo omogućuje da se kerozin smatra relativno sigurnim gorivom u smislu skladištenja, uporabe i transporta. Na temelju svoje točke vrelišta (150 do 350°C) svrstava se u tzv. srednje destilate sirove nafte.

Kerozin se može dobiti direktno, odnosno fizički odvojen od nafte, destilacijom ili kemijskom razgradnjom težih frakcija kao rezultat procesa krekiranja.

Karakteristike kerozina kao goriva

Izgaranje je proces brze oksidacije tvari s oslobađanjem topline. U pravilu u reakciji sudjeluje kisik koji se nalazi u zraku. Tijekom izgaranja ugljikovodika nastaju sljedeći glavni produkti izgaranja:

• ugljični dioksid;
• vodena para;
• čađ.

Količina energije koja nastaje tijekom izgaranja goriva ovisi o njegovoj vrsti, uvjetima izgaranja, masi ili volumenu. Energija se mjeri u džulima ili kalorijama. Specifično (po mjernoj jedinici količine tvari) kalorijska vrijednost je energija dobivena izgaranjem jedinice goriva:

• molar (na primjer, J / mol);
• masa (na primjer, J / kg);
• volumetrijski (na primjer, kcal / l).

U većini slučajeva, za ocjenu plinovitih, tekućih i kruta goriva rade s indikatorom masene topline izgaranja, izražene u J / kg.

Tijekom izgaranja ugljikohidrata nastaje nekoliko elemenata, na primjer, čađa

Vrijednost ogrjevne vrijednosti ovisit će o tome jesu li uzeti u obzir procesi koji se događaju s vodom tijekom izgaranja. Isparavanje vlage je energetski intenzivan proces, a uzimanje u obzir prijenosa topline tijekom kondenzacije tih para također može utjecati na rezultat.

Rezultat mjerenja prije nego što kondenzirana para vrati energiju u sustav naziva se niža ogrjevna vrijednost, a brojka dobivena nakon kondenzacije para naziva se viša ogrjevna vrijednost. Ugljikovodični motori ne mogu iskoristiti dodatnu energiju vodene pare u ispušnim plinovima, pa je neto brojka relevantna za proizvođače motora i češće se nalazi u referentnim knjigama.

Često, prilikom navođenja kalorijske vrijednosti, ne navode na koju se od količina misli, što može dovesti do zabune. Znajući da je u Ruskoj Federaciji tradicionalno uobičajeno označavanje najniže pomoći za navigaciju.

Niža kalorijska vrijednost je važan pokazatelj

Treba napomenuti da za neke vrste goriva podjela na neto i bruto energiju nema smisla, jer ne stvaraju vodu tijekom izgaranja. Što se tiče kerozina, to je nebitno, jer je u njemu visok sadržaj ugljikovodika. Relativno male gustoće (između 780 kg/m³ i 810 kg/m³) njegova je kalorijska vrijednost slična onoj dizelskog goriva i iznosi:

• najniža - 43,1 MJ / kg;
• najviši - 46,2 MJ / kg.

Usporedba s drugim vrstama goriva

Ovaj pokazatelj je vrlo prikladan za procjenu potencijalne količine topline sadržane u gorivu. Na primjer, ogrjevna vrijednost benzina po jedinici mase usporediva je s onom kerozina, ali je prvi mnogo gušći. Kao posljedica toga, u istoj usporedbi, litra benzina sadrži manje energije.

Specifična toplina izgaranja ulja kao smjese ugljikovodika ovisi o njegovoj gustoći, koja nije konstantna za različita polja (43-46 MJ/kg). Metode izračuna omogućuju određivanje ove vrijednosti s velikom točnošću, ako postoje početni podaci o njezinom sastavu.

Prosječni pokazatelji za neke vrste zapaljivih tekućina koje čine ulje izgledaju ovako (u MJ / kg):

• dizelsko gorivo - 42-44;
• benzin - 43-45;
• kerozin - 43-44.

Kalorijski sadržaj krutih goriva, poput treseta i ugljena, ima veći raspon. To je zbog činjenice da njihov sastav može uvelike varirati i u pogledu sadržaja nezapaljivih tvari i kaloričke vrijednosti ugljikovodika. Na primjer, kalorijska vrijednost treseta različite vrste može fluktuirati unutar 8-24 MJ/kg, a ugljen - 13-36 MJ/kg. Među uobičajenim plinovima, vodik ima visoku kalorijsku vrijednost - 120 MJ / kg. Sljedeći po specifičnoj toplini izgaranja je metan (50 MJ/kg).

Možemo reći da je kerozin gorivo koje je izdržalo test vremena upravo zbog svoje relativno visoke energetske intenzivnosti uz nisku cijenu. Njegova uporaba nije samo ekonomski opravdana, nego u nekim slučajevima nema alternative.