Potere calorifico del gasolio mJ kg. Calore di combustione del combustibile

Un'importante caratteristica termotecnica del combustibile è il suo calore specifico di combustione.

Calore specifico di combustione del combustibile

Distinguere tra potere calorifico specifico superiore e inferiore. Calore specifico si chiama combustione del combustibile di lavoro, tenuto conto del calore aggiuntivo che si sprigiona durante la condensazione del vapore acqueo presente nei prodotti della combustione potere calorifico specifico più elevato del combustibile di lavoro. Questa quantità aggiuntiva di calore può essere determinata moltiplicando la massa di vapore acqueo generato dall'evaporazione dell'umidità del carburante /100 e dalla combustione dell'idrogeno 9 /100 , per il calore latente di condensazione del vapore acqueo, pari a circa 2500 kJ/kg.

Potere calorifico specifico inferiore del combustibile – la quantità di calore che viene rilasciata in condizioni pratiche normali, cioè quando il vapore acqueo non condensa, ma viene rilasciato nell'atmosfera.

Quindi la relazione tra calore specifico di combustione superiore e inferiore può essere espressa dall'equazione - = =25(9 ).

64. Carburante condizionale.

carburanteè qualsiasi sostanza che, durante la combustione (ossidazione), rilascia una quantità significativa di calore per unità di massa o volume ed è disponibile per un uso di massa.

Come combustibile vengono utilizzati composti organici naturali e derivati ​​allo stato solido, liquido e gassoso.

Qualsiasi combustibile organico è costituito da carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto, zolfo volatile, mentre i combustibili solidi e liquidi sono costituiti da ceneri (residui minerali) e umidità.

Un'importante caratteristica termotecnica del combustibile è il suo calore specifico di combustione.

Calore specifico di combustione del combustibileè la quantità di calore che viene rilasciata durante la combustione completa di una quantità unitaria di sostanza combustibile.

Quanto più basso è il calore specifico di combustione del combustibile, tanto più esso viene consumato nel gruppo caldaia. Per confronto vari tipi combustibile, in base al loro effetto termico, è stato introdotto il concetto di combustibile convenzionale, il cui calore specifico di combustione è stato prelevato = 29,3 MJ/kg.

Il rapporto tra Q N R di questo carburante e Q sp di carburante standard è chiamato equivalente di E. Quindi la conversione del consumo di carburante naturale V N in carburante standard V UT viene eseguita secondo la formula:

Carburante condizionale- l'unità di contabilizzazione dei combustibili fossili, cioè del petrolio e dei suoi derivati, naturali e appositamente ottenuti durante la distillazione di scisto e carbone, gas, torba, adottata nei calcoli, che serve per calcolare l'azione utile di vari tipi di combustibili nella loro contabilità totale.

In URSS e Russia per unità carburante di riferimento(c.u.) è stato accettato valore calorico 1 kg di carbone = 29,3 MJ o 7000 kcal Agenzia internazionale dell'energia ( AIE) ha preso l'unità di equivalente di petrolio, solitamente indicata dall'abbreviazione DITO DEL PIEDE(Inglese . Tonnellata di petrolio equivalente). Una tonnellata di petrolio equivalente equivale a 41,868 GJ o 11,63 MWh. L'unità viene utilizzata anche - un barile di petrolio equivalente ( BOE).

65. Coefficiente d'aria in eccesso.

Viene chiamato il numero che mostra quante volte il flusso d'aria effettivo è maggiore della quantità d'aria teoricamente richiesta coefficiente di eccesso d'aria, cioè flusso d'aria effettivo l (in kg/kg) o v (m 3 / m 3) è uguale al suo importo teoricamente richiesto l o oppure V o > moltiplicato per il coefficiente di eccesso d'aria a

v= av 0 .

In questa lezione impareremo a calcolare la quantità di calore che il combustibile rilascia durante la combustione. Inoltre, considera le caratteristiche del carburante: il calore specifico della combustione.

Poiché tutta la nostra vita è basata sul movimento e il movimento si basa principalmente sulla combustione del carburante, lo studio di questo argomento è molto importante per comprendere l'argomento "Fenomeni termici".

Dopo aver studiato questioni relative alla quantità di calore e calore specifico, consideriamo la quantità di calore rilasciata durante la combustione del combustibile.

Definizione

Carburante- una sostanza che in alcuni processi (combustione, reazioni nucleari) emana calore. È una fonte di energia.

Il carburante accade solido, liquido e gassoso(Fig. 1).

Riso. 1. Tipi di carburante

• I combustibili solidi lo sono carbone e torba.
• I combustibili liquidi lo sono petrolio, benzina e altri prodotti petroliferi.
• I combustibili gassosi includono gas naturale .
• Separatamente, si può individuare un molto comune ultimamente combustibile nucleare.

La combustione del carburante è un processo chimico ossidativo. Durante la combustione, gli atomi di carbonio si combinano con gli atomi di ossigeno per formare molecole. Di conseguenza, viene rilasciata energia, che una persona utilizza per i propri scopi (Fig. 2).

Riso. 2. Formazione di anidride carbonica

Per caratterizzare il carburante, viene utilizzata una tale caratteristica come valore calorico. Il potere calorifico mostra quanto calore viene rilasciato durante la combustione del combustibile (Fig. 3). Nella fisica calorica, il concetto corrisponde calore specifico di combustione di una sostanza.

Riso. 3. Calore specifico di combustione

Definizione

Calore specifico di combustione - quantità fisica, che caratterizza il combustibile, è numericamente uguale alla quantità di calore che si sprigiona durante la completa combustione del combustibile.

Il calore specifico di combustione è solitamente indicato con la lettera . Unità:

Nelle unità di misura non c'è , poiché la combustione del carburante avviene a temperatura quasi costante.

Il calore specifico di combustione è determinato empiricamente mediante sofisticati strumenti. Tuttavia, ci sono tabelle speciali per la risoluzione dei problemi. Di seguito riportiamo i valori del calore specifico di combustione per alcuni tipi di combustibile.

Sostanza

Tabella 4. Calore specifico di combustione di alcune sostanze

Dai valori indicati si può notare che durante la combustione viene rilasciata una quantità enorme di calore, pertanto si utilizzano le unità di misura (megajoule) e (gigajoule).

Per calcolare la quantità di calore che viene rilasciata durante la combustione del combustibile, viene utilizzata la seguente formula:

Qui: - massa del combustibile (kg), - calore specifico di combustione del combustibile ().

In conclusione, notiamo che la maggior parte del carburante utilizzato dall'uomo viene immagazzinato con l'aiuto dell'energia solare. Carbone, petrolio, gas: tutto questo si è formato sulla Terra a causa dell'influenza del Sole (Fig. 4).

Riso. 4. Formazione di combustibile

Nella prossima lezione parleremo della legge di conservazione e trasformazione dell'energia nei processi meccanici e termici.

Elencoletteratura

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2. Peryshkin AV Fisica 8. - M.: Otarda, 2010.
3. Fadeeva AA, Zasov AV, Kiselev DF Fisica 8. - M.: Illuminismo.

1. Portale Internet "festival.1september.ru" ()
2. Portale Internet "school.xvatit.com" ()
3. Portale Internet "stringer46.narod.ru" ()

Compiti a casa

calore specifico di combustione- capacità termica specifica - Temi Industria petrolifera e del gas Sinonimi calore specifico EN calore specifico ...

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Questa è la quantità di calore rilasciata durante la combustione completa della massa (per solidi e sostanze liquide) o unità volumetriche (per gassose). Si misura in joule o calorie. Il calore di combustione, riferito a un'unità di massa o volume di combustibile, ... ... Wikipedia

Enciclopedia moderna

Calore di combustione- (calore di combustione, potere calorifico), la quantità di calore rilasciata durante la combustione completa del combustibile. Esistono calore specifico di combustione, volumetrico, ecc. Ad esempio, il calore specifico di combustione del carbone è di 28 34 MJ / kg, la benzina è di circa 44 MJ / kg; voluminoso ... ... Dizionario enciclopedico illustrato

Calore specifico di combustione del combustibile- Potere calorifico specifico del combustibile: la quantità totale di energia rilasciata in determinate condizioni di combustione del combustibile...

È noto che la fonte di energia utilizzata nell'industria, nei trasporti, agricoltura, nella vita di tutti i giorni, è il carburante. Questi sono carbone, petrolio, torba, legna da ardere, gas naturale, ecc. Quando il carburante viene bruciato, viene rilasciata energia. Proviamo a capire come viene rilasciata l'energia in questo caso.

Ricordiamo la struttura della molecola d'acqua (Fig. 16, a). È costituito da un atomo di ossigeno e due atomi di idrogeno. Se una molecola d'acqua è divisa in atomi, allora è necessario vincere le forze di attrazione tra gli atomi, cioè fare lavoro, e quindi spendere energia. Al contrario, se gli atomi si combinano per formare una molecola, viene rilasciata energia.

L'uso del combustibile si basa proprio sul fenomeno del rilascio di energia quando gli atomi si combinano. Ad esempio, gli atomi di carbonio contenuti nel carburante vengono combinati con due atomi di ossigeno durante la combustione (Fig. 16, b). In questo caso si forma una molecola di monossido di carbonio, l'anidride carbonica, e viene rilasciata energia.

Riso. 16. Struttura delle molecole:
a - acqua; b - connessione di un atomo di carbonio e due atomi di ossigeno in una molecola di anidride carbonica

Quando si progettano i motori, un ingegnere deve sapere esattamente quanto calore può rilasciare il carburante bruciato. Per fare ciò, è necessario determinare sperimentalmente quanto calore verrà rilasciato durante la combustione completa della stessa massa di combustibile di diverso tipo.

La quantità fisica che mostra quanto calore viene rilasciato durante la combustione completa di un combustibile del peso di 1 kg è chiamata calore specifico di combustione del combustibile.

Il calore specifico di combustione è indicato con la lettera q. L'unità di calore specifico di combustione è 1 J/kg.

Il calore specifico di combustione viene determinato sperimentalmente utilizzando strumenti piuttosto complessi.

I risultati dei dati sperimentali sono riportati nella tabella 2.

Tavolo 2

Questa tabella mostra che il calore specifico di combustione, ad esempio, della benzina è 4,6 10 7 J / kg.

Ciò significa che con la combustione completa della benzina del peso di 1 kg, vengono rilasciati 4,6 10 7 J di energia.

La quantità totale di calore Q rilasciata durante la combustione di m kg di combustibile è calcolata dalla formula

Domande

1. Qual è il calore specifico di combustione del combustibile?
2. In quali unità si misura il calore specifico di combustione del combustibile?
3. Cosa significa l'espressione “calore specifico di combustione del combustibile pari a 1,4 10 7 J/kg”? Come viene calcolata la quantità di calore rilasciata durante la combustione del combustibile?

Esercizio 9

1. Quanto calore viene rilasciato durante la combustione completa carbone del peso di 15 kg; alcol del peso di 200 g?
2. Quanto calore verrà rilasciato durante la combustione completa dell'olio, la cui massa è di 2,5 tonnellate; cherosene, il cui volume è di 2 litri e la densità è di 800 kg / m 3?
3. Con la combustione completa della legna da ardere secca, sono stati rilasciati 50.000 kJ di energia. Quanta legna da ardere bruciata?

Esercizio

Utilizzando la tabella 2, costruire un grafico a barre per il calore specifico di combustione di legna da ardere, alcool, olio, idrogeno, scegliendo la scala come segue: la larghezza del rettangolo è 1 cella, l'altezza di 2 mm corrisponde a 10 J.