Ir zināms, ka enerģijas avots, ko izmanto rūpniecībā, transportā, lauksaimniecība, ikdienas dzīvē, ir degviela. Tās ir ogles, eļļa, kūdra, malka, dabasgāze utt. Dedzinot degvielu, tiek atbrīvota enerģija. Mēģināsim izdomāt, kā šajā gadījumā tiek atbrīvota enerģija.

Atcerēsimies ūdens molekulas uzbūvi (16. att., a). Tas sastāv no viena skābekļa atoma un diviem ūdeņraža atomiem. Ja ūdens molekula ir sadalīta atomos, tad ir jāpārvar pievilkšanās spēki starp atomiem, t.i., jādara darbs un līdz ar to jātērē enerģija. Un otrādi, ja atomi apvienojas, veidojot molekulu, enerģija tiek atbrīvota.

Degvielas izmantošana ir balstīta tieši uz enerģijas izdalīšanās fenomenu, kad atomi apvienojas. Piemēram, degvielā esošie oglekļa atomi tiek apvienoti ar diviem skābekļa atomiem degšanas laikā (16. att., b). Šajā gadījumā veidojas oglekļa monoksīda molekula - oglekļa dioksīds un tiek atbrīvota enerģija.

Rīsi. 16. Molekulu struktūra:
a - ūdens; b - oglekļa atoma un divu skābekļa atomu savienojums oglekļa dioksīda molekulā

Projektējot dzinējus, inženierim precīzi jāzina, cik daudz siltuma var izdalīt degošā degviela. Lai to izdarītu, eksperimentāli jānosaka, cik daudz siltuma izdalīsies vienas un tās pašas dažādu veidu degvielas masas pilnīgas sadegšanas laikā.

Fizikālo lielumu, kas parāda, cik daudz siltuma izdalās 1 kg smagas degvielas pilnīgas sadegšanas laikā, sauc par kurināmā īpatnējo sadegšanas siltumu.

Īpašs karstums degšanu apzīmē ar burtu q. Īpatnējā sadegšanas siltuma mērvienība ir 1 J/kg.

Īpatnējo sadegšanas siltumu nosaka eksperimentāli, izmantojot diezgan sarežģītus instrumentus.

Eksperimentālo datu rezultāti ir parādīti 2. tabulā.

2. tabula

Šī tabula parāda, ka, piemēram, benzīna īpatnējais sadegšanas siltums ir 4,6 10 7 J / kg.

Tas nozīmē, ka, pilnībā sadedzinot benzīnu, kas sver 1 kg, izdalās 4,6 10 7 J enerģijas.

Kopējo siltuma daudzumu Q, kas izdalās m kg degvielas sadegšanas laikā, aprēķina pēc formulas

Jautājumi

1. Kāds ir degvielas īpatnējais sadegšanas siltums?
2. Kādās mērvienībās mēra degvielas īpatnējo sadegšanas siltumu?
3. Ko nozīmē izteiciens "kurināmā īpatnējais sadegšanas siltums, kas vienāds ar 1,4 10 7 J / kg"? Kā tiek aprēķināts siltuma daudzums, kas izdalās kurināmā sadegšanas laikā?

9. vingrinājums

1. Cik daudz siltuma izdalās pilnīgas sadegšanas laikā ogles sver 15 kg; alkohols sver 200 g?
2. Cik daudz siltuma izdalīsies pilnīgas eļļas sadegšanas laikā, kuras masa ir 2,5 tonnas; petroleja, kuras tilpums ir 2 litri, un blīvums ir 800 kg / m 3?
3. Pilnīgi sadegot sausai malkai, tika atbrīvoti 50 000 kJ enerģijas. Cik malkas sadega?

Exercise

Izmantojot 2. tabulu, izveidojiet malkas, spirta, eļļas, ūdeņraža īpatnējā sadegšanas siltuma joslu diagrammu, izvēloties šādu skalu: taisnstūra platums ir 1 šūna, 2 mm augstums atbilst 10 J.

Ogļu sadegšanas temperatūra tiek uzskatīta par galveno kritēriju, kas ļauj izvairīties no kļūdām, izvēloties degvielu. No šīs vērtības tieši ir atkarīga katla veiktspēja, tā kvalitatīvais darbs.

Temperatūras noteikšanas iespēja

Ziemā īpaši aktuāls ir jautājums par dzīvojamo telpu apkuri. Sakarā ar sistemātisku siltumnesēju sadārdzinājumu, cilvēkiem ir jāmeklē alternatīvas iespējas siltumenerģijas ražošana.

Labākais veids, kā atrisināt šo problēmu, būtu optimālu cietā kurināmā katlu izvēle ražošanas īpašības, lieliska siltuma saglabāšana.

Ogļu īpatnējais sadegšanas siltums ir fizikāls lielums, kas parāda, cik daudz siltuma var izdalīties, pilnībā sadedzinot kilogramu degvielas. Lai katls darbotos ilgu laiku, ir svarīgi izvēlēties tai piemērotu degvielu. Ogļu īpatnējais sadegšanas siltums ir augsts (22 MJ/kg), tāpēc šāda veida degviela tiek uzskatīta par optimālu efektīvs darbs katls.

Koksnes raksturojums un īpašības

Pašlaik ir tendence pāriet no iekārtām, kuru pamatā ir gāzes sadedzināšanas process, uz cietā kurināmā mājas apkures sistēmām.

Ne visi zina, ka ērta mikroklimata izveide mājā ir tieši atkarīga no izvēlētās degvielas kvalitātes. Kā tradicionālais materiāls izmanto tādās apkures katli, izvēlieties koksni.

Skarbā klimatiskie apstākļi, ko raksturo garas un auksta ziema, ar malku mājokli apsildīt visu apkures sezonu ir diezgan grūti. Strauji pazeminoties gaisa temperatūrai, katla īpašnieks ir spiests to izmantot uz maksimālo spēju robežas.

Izvēloties koksni kā cieto kurināmo, ir nopietnas problēmas un neērtības. Pirmkārt, mēs atzīmējam, ka ogļu sadegšanas temperatūra ir daudz augstāka nekā koksnes sadegšanas temperatūra. Starp trūkumiem un liels ātrums malkas dedzināšana, kas rada nopietnas grūtības apkures katla darbībā. Tās īpašnieks ir spiests pastāvīgi uzraudzīt malkas pieejamību krāsnī, apkures sezonai tās būs nepieciešams pietiekami liels daudzums.

Ogļu iespējas

Degšanas temperatūra ir daudz augstāka, tāpēc šo iespēju degviela ir lieliska alternatīva parastajai malkai. Mēs atzīmējam arī lielisku siltuma pārneses, sadegšanas procesa ilguma un zema degvielas patēriņa rādītāju. Ir vairākas ogļu šķirnes, kas saistītas ar ieguves specifiku, kā arī ar sastopamības dziļumu zemes iekšienē: akmens, brūns, antracīts.

Katrai no šīm iespējām ir savas atšķirīgās īpašības un īpašības, kas ļauj to izmantot cietā kurināmā katli. Izmantojot brūnogles, ogļu sadegšanas temperatūra krāsnī būs minimāla, jo tajās ir pietiekami daudz liels skaits dažādi piemaisījumi. Kas attiecas uz siltuma pārneses indikatoriem, to vērtība ir līdzīga koksnei. Degšanas ķīmiskā reakcija ir eksotermiska, ogļu sadegšanas siltums ir augsts.

Akmeņoglēs aizdegšanās temperatūra sasniedz 400 grādus. Turklāt šāda veida ogļu siltumspēja ir diezgan augsta, tāpēc šāda veida degvielu plaši izmanto dzīvojamo telpu apkurei.

Antracītam ir maksimāla efektivitāte. Starp šādas degvielas trūkumiem mēs izceļam tās augstās izmaksas. Šāda veida ogļu sadegšanas temperatūra sasniedz 2250 grādus. Šāda indikatora nav nevienam cietajam kurināmajam, kas iegūts no zemes zarnām.

Ogļu krāsns īpašības

Šādai ierīcei ir dizaina iezīmes, ietver ogļu pirolīzes reakciju. neattiecas uz minerāliem, tas ir kļuvis par cilvēka darbības produktu.

Ogļu sadegšanas temperatūra ir 900 grādi, ko papildina pietiekama siltumenerģijas daudzuma izdalīšanās. Kāda ir tehnoloģija šāda pārsteidzoša produkta radīšanai? Apakšējā līnija ir noteikta koksnes apstrāde, kuras dēļ notiek būtiskas izmaiņas tās struktūrā, izdalīšanās lieko mitrumu. Līdzīgs process tiek veikts īpašās krāsnīs. Šādu ierīču darbības princips ir balstīts uz pirolīzes procesu. Ogles krāsns sastāv no četrām pamata sastāvdaļām:

• sadegšanas kameras;
• pastiprināta pamatne;
• skurstenis;
• pārstrādes nodalījums.

ķīmiskais process

Pēc ienākšanas kamerā malka pamazām gruzd. Šis process notiek tāpēc, ka krāsnī ir pietiekams daudzums gāzveida skābekļa, kas nodrošina degšanu. Grūtot, izdalās pietiekams daudzums siltuma, liekais šķidrums pārvēršas tvaikos.

Reakcijas laikā izdalītie dūmi nonāk pārstrādes nodalījumā, kur tie pilnībā sadedzina un izdalās siltums. veic vairākus svarīgus funkcionālus uzdevumus. Ar tās palīdzību veidojas ogles, un telpā tiek uzturēta komfortabla temperatūra.

Bet šādas degvielas iegūšanas process ir diezgan delikāts, un ar mazāko kavēšanos ir iespējama malkas pilnīga sadegšana. Nepieciešams in noteikts laiks noņemiet no krāsns pārogļojušās sagataves.

Ogļu uzklāšana

Ja tiek ievērota tehnoloģiskā ķēde, izrādās lielisks materiāls, ko var izmantot pilnai dzīvojamo telpu apkurei ziemas periodā apkures sezona. Protams, ogļu sadegšanas temperatūra būs augstāka, taču ne visos reģionos šāda degviela ir pieejama.

Ogļu dedzināšana sākas 1250 grādu temperatūrā. Piemēram, kausēšanas krāsns darbojas ar oglēm. Liesma, kas veidojas, kad krāsnī tiek padots gaiss, viegli izkausē metālu.

Radīt optimālus apstākļus degšanai

Augstās temperatūras dēļ visi krāsns iekšējie elementi ir izgatavoti no īpašiem ugunsizturīgiem ķieģeļiem. To klāšanai izmanto ugunsizturīgo mālu. Radot īpašus apstākļus, ir pilnīgi iespējams iegūt temperatūru krāsnī, kas pārsniedz 2000 grādus. Katram ogļu veidam ir sava uzliesmošanas temperatūra. Pēc šī indikatora sasniegšanas ir svarīgi uzturēt aizdegšanās temperatūru, nepārtraukti pievadot krāsni lieko skābekļa daudzumu.

Starp šī procesa trūkumiem mēs izceļam siltuma zudumus, jo daļa atbrīvotās enerģijas nonāks caur cauruli. Tas noved pie krāsns temperatūras pazemināšanās. Laikā eksperimentālie pētījumi zinātnieki ir spējuši noteikt dažāda veida degvielas optimālu lieko skābekļa daudzumu. Pateicoties liekā gaisa izvēlei, var sagaidīt pilnīgu degvielas sadegšanu. Tā rezultātā jūs varat paļauties uz minimāliem siltumenerģijas zudumiem.

Secinājums

Degvielas salīdzinošo vērtību mēra pēc tās siltumspējas, ko mēra kalorijās. Ņemot vērā to dažādo veidu īpašības, mēs varam secināt, ka tieši akmeņogles ir optimālais akmeņogļu veids. Daudzi īpašnieki savu apkures sistēmas viņi cenšas izmantot katlus, kas darbojas ar jauktu kurināmo: cieto, šķidro, gāzveida.

Šajā nodarbībā mēs uzzināsim, kā aprēķināt siltuma daudzumu, ko degviela izdala degšanas laikā. Turklāt jāņem vērā degvielas īpašības - īpatnējais sadegšanas siltums.

Tā kā visa mūsu dzīve ir balstīta uz kustību, un kustība lielākoties balstās uz degvielas sadegšanu, šīs tēmas izpēte ir ļoti svarīga tēmas "Siltuma parādības" izpratnei.

Izpētot jautājumus, kas saistīti ar siltuma daudzumu un īpašs karstums, padomāsim siltuma daudzums, kas izdalās kurināmā sadegšanas laikā.

Definīcija

Degviela- viela, kas dažos procesos (sadegšana, kodolreakcijas) izdala siltumu. Ir enerģijas avots.

Degviela notiek cieta, šķidra un gāzveida(1. att.).

Rīsi. 1. Degvielas veidi

• Cietais kurināmais ir ogles un kūdra.
• Šķidrā degviela ir nafta, benzīns un citi naftas produkti.
• Gāzveida degviela ietver dabasgāze.
• Atsevišķi var izcelt ļoti izplatītu pēdējā laikā kodoldegviela.

Degvielas sadegšana ir ķīmisks process, kas ir oksidatīvs. Degšanas laikā oglekļa atomi savienojas ar skābekļa atomiem, veidojot molekulas. Rezultātā izdalās enerģija, ko cilvēks izmanto saviem mērķiem (2. att.).

Rīsi. 2. Oglekļa dioksīda veidošanās

Degvielas raksturošanai izmanto tādu raksturlielumu kā siltumspēja. Siltuma vērtība parāda, cik daudz siltuma izdalās degvielas sadegšanas laikā (3. att.). Kaloritātes fizikā jēdziens atbilst vielas īpatnējais sadegšanas siltums.

Rīsi. 3. Īpatnējais sadegšanas siltums

Definīcija

Īpatnējais sadegšanas siltums - fiziskais daudzums, kas raksturo degvielu, ir skaitliski vienāds ar siltuma daudzumu, kas izdalās pilnīgas degvielas sadegšanas laikā.

Īpatnējo sadegšanas siltumu parasti apzīmē ar burtu . Vienības:

Mērvienībās nav, jo degvielas sadegšana notiek gandrīz nemainīgā temperatūrā.

Īpatnējo sadegšanas siltumu nosaka empīriski, izmantojot sarežģītus instrumentus. Tomēr problēmu risināšanai ir īpašas tabulas. Zemāk mēs sniedzam īpatnējā sadegšanas siltuma vērtības dažiem degvielas veidiem.

Viela

4. tabula. Dažu vielu īpatnējais sadegšanas siltums

No dotajām vērtībām var redzēt, ka degšanas laikā izdalās milzīgs siltuma daudzums, tāpēc tiek izmantotas mērvienības (megadžouli) un (gigadžouli).

Lai aprēķinātu siltuma daudzumu, kas izdalās kurināmā sadegšanas laikā, tiek izmantota šāda formula:

Šeit: - degvielas masa (kg), - kurināmā īpatnējais sadegšanas siltums ().

Noslēgumā mēs atzīmējam, ka lielākā daļa no cilvēces izmantotās degvielas tiek uzglabāta ar saules enerģijas palīdzību. Akmeņogles, nafta, gāze – tas viss veidojās uz Zemes Saules ietekmē (4. att.).

Rīsi. 4. Degvielas veidošanās

Nākamajā nodarbībā runāsim par enerģijas nezūdamības un transformācijas likumu mehāniskos un termiskajos procesos.

Sarakstsliteratūra

1. Gendenšteins L.E., Kaidalovs A.B., Koževņikovs V.B. / Red. Orlova V.A., Roižēna I.I. Fizika 8. - M.: Mnemosīns.
2. Peryshkin A.V. Fizika 8. - M.: Bustards, 2010.
3. Fadejeva A.A., Zasovs A.V., Kiseļevs D.F. Fizika 8. - M.: Apgaismība.

1. Interneta portāls "festival.1september.ru" ()
2. Interneta portāls "school.xvatit.com" ()
3. Interneta portāls "stringer46.narod.ru" ()

Mājasdarbs

5. DEGŠANAS TERMĀLAIS BILNSS

Apsveriet aprēķinu metodes siltuma bilance sadegšanas process gāzveida, šķidro un cietais kurināmais. Aprēķins tiek samazināts līdz šādu uzdevumu risināšanai.

· Degvielas sadegšanas siltuma (siltumspējas) noteikšana.

· Teorētiskās degšanas temperatūras noteikšana.

5.1. DEGŠANAS SILTUMS

Ķīmiskās reakcijas pavada siltuma izdalīšanās vai absorbcija. Kad siltums izdalās, reakciju sauc par eksotermisku, un, kad tas tiek absorbēts, to sauc par endotermisku. Visas degšanas reakcijas ir eksotermiskas, un sadegšanas produkti ir eksotermiski savienojumi.

Kursa laikā izdalās (vai uzsūcas). ķīmiskā reakcija siltumu sauc par reakcijas siltumu. Eksotermiskās reakcijās tas ir pozitīvs, endotermiskās reakcijās tas ir negatīvs. Degšanas reakciju vienmēr pavada siltuma izdalīšanās. Degšanas siltums Q g(J / mol) ir siltuma daudzums, kas izdalās, pilnībā sadedzinot vienu molu vielas un pārvēršoties degošai vielai pilnīgas sadegšanas produktos. Mols ir vielas daudzuma SI pamatvienība. Viens mols ir tāds vielas daudzums, kas satur tik daudz daļiņu (atomu, molekulu utt.), cik atomu ir 12 g oglekļa-12 izotopa. Vielas daudzuma masa, kas vienāda ar 1 molu (molekulāra vai molārā masa) skaitliski sakrīt ar dotās vielas relatīvo molekulmasu.

Piemēram, skābekļa (O 2 ) relatīvā molekulmasa ir 32, oglekļa dioksīda (CO 2 ) ir 44, un atbilstošās molekulmasas būtu M=32 g/mol un M=44 g/mol. Tādējādi viens mols skābekļa satur 32 gramus šīs vielas, bet viens mols CO 2 satur 44 gramus oglekļa dioksīda.

Tehniskajos aprēķinos bieži izmanto nevis sadegšanas siltumu Q g, un degvielas siltumspēju J(J / kg vai J / m 3). Vielas siltumspēja ir siltuma daudzums, kas izdalās, pilnībā sadedzinot 1 kg vai 1 m 3 vielas. Šķidrām un cietām vielām aprēķinu veic uz 1 kg, bet gāzveida vielām - uz 1 m 3.

Zināšanas par degšanas siltumu un degvielas siltumspēju ir nepieciešamas, lai aprēķinātu degšanas vai eksplozijas temperatūru, sprādziena spiedienu, liesmas izplatīšanās ātrumu un citus raksturlielumus. Degvielas siltumietilpību nosaka eksperimentāli vai aprēķini. Eksperimentālā siltumspējas noteikšanā noteikta masa cietā vai šķidrā kurināmā tiek sadedzināta kalorimetriskā bumbā, bet gāzveida kurināmā gadījumā - gāzes kalorimetrā. Šīs ierīces mēra kopējo siltumu J 0 , kas izdalās degvielas svēršanas parauga sadegšanas laikā m. Kaloritātes vērtība Q g tiek atrasts pēc formulas

Saistība starp degšanas siltumu un
degvielas siltumspēja

Lai noteiktu sakarību starp degšanas siltumu un vielas siltumspēju, ir nepieciešams pierakstīt degšanas ķīmiskās reakcijas vienādojumu.

Produkts pilnīga dedzināšana ogleklis ir oglekļa dioksīds:

C + O 2 → CO 2.

Ūdeņraža pilnīgas sadegšanas produkts ir ūdens:

2H2 + O2 → 2H2O.

Sēra pilnīgas sadegšanas produkts ir sēra dioksīds:

S + O 2 → SO 2.

Tajā pašā laikā slāpeklis, halogenīdi un citi nedegoši elementi tiek atbrīvoti brīvā formā.

degoša gāze

Piemēram, mēs aprēķināsim metāna CH 4 siltumspēju, kuram sadegšanas siltums ir vienāds ar Q g=882.6 .

Nosakiet metāna molekulmasu saskaņā ar to ķīmiskā formula(CH 4):

М=1∙12+4∙1=16 g/mol.

Definēsim siltumspēja 1 kg metāna:

Atradīsim 1 kg metāna tilpumu, zinot tā blīvumu ρ=0,717 kg/m 3 normālos apstākļos:

.

Nosaka siltumspēju 1 m 3 metāna:

Jebkuru degošu gāzu siltumspēju nosaka līdzīgi. Daudzām izplatītām vielām siltumietilpības un siltumspējas ir izmērītas ar augstu precizitāti un ir norādītas attiecīgajā atsauces literatūrā. Šeit ir dažu siltumietilpību tabula gāzveida vielas(5.1. tabula). Vērtība Jšajā tabulā tas ir norādīts MJ / m 3 un kcal / m 3, jo 1 kcal = 4,1868 kJ bieži izmanto kā siltuma vienību.

5.1. tabula

Gāzveida kurināmā siltumspēja

Viela			Acetilēns
J

degošs šķidrums vai ciets

Kā piemēru aprēķināsim siltumspēju etilspirtam C 2 H 5 OH, kuram sadegšanas siltums Q g= 1373,3 kJ/mol.

Nosaka etilspirta molekulmasu saskaņā ar tā ķīmisko formulu (C 2 H 5 OH):

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

Nosaka siltumspēju 1 kg etilspirta:

Jebkuru šķidru un cietu degvielu siltumspēju nosaka līdzīgi. Tabulā. 5.2 un 5.3 parāda siltumspējas vērtības J(MJ/kg un kcal/kg) dažām šķidrām un cietām vielām.

5.2. tabula

Šķidrā kurināmā siltumspēja

Viela		Metilspirts	Etanols			Mazuts, eļļa
J

5.3. tabula

Cietā kurināmā siltumspēja

Viela		koksne svaiga	koksne sausa	Brūnogles	Kūdra sausa	Antracīts, kokss
J

Mendeļejeva formula

Ja degvielas siltumspēja nav zināma, tad to var aprēķināt, izmantojot empīrisko formulu, ko piedāvā D.I. Mendeļejevs. Lai to izdarītu, jums jāzina degvielas elementārais sastāvs (degvielas ekvivalenta formula), tas ir, šādu elementu procentuālais daudzums tajā:

Skābeklis (O);

Ūdeņradis (H);

Ogleklis (C);

Sērs (S);

Pelni (A);

Ūdens (W).

Degvielu sadegšanas produkti vienmēr satur ūdens tvaikus, kas veidojas gan mitruma klātbūtnes dēļ degvielā, gan ūdeņraža sadegšanas laikā. Degšanas atkritumi no rūpnieciskās iekārtas tiek izvadīti temperatūrā, kas pārsniedz rasas punkta temperatūru. Tāpēc siltumu, kas izdalās ūdens tvaiku kondensācijas laikā, nevar izmantot lietderīgi un to nevajadzētu ņemt vērā termiskajos aprēķinos.

Aprēķinos parasti izmanto zemāko siltumspēju. Q n degviela, kurā ņemti vērā siltuma zudumi ar ūdens tvaikiem. Cietajam un šķidrajam kurināmajam vērtība Q n(MJ / kg) aptuveni nosaka pēc Mendeļejeva formulas:

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

kur iekavās norādīts attiecīgo elementu saturs procentos (masas %) degvielas sastāvā.

Šī formula ņem vērā oglekļa, ūdeņraža un sēra eksotermiskās sadegšanas reakciju siltumu (ar plusa zīmi). Skābeklis, kas ir daļa no degvielas, daļēji aizvieto skābekli gaisā, tāpēc atbilstošo terminu formulā (5.1) pieņem ar mīnusa zīmi. Mitrumam iztvaikojot, tiek patērēts siltums, tāpēc ar mīnusa zīmi tiek ņemts arī attiecīgais termins, kas satur W.

Salīdzinot aprēķinātos un eksperimentālos datus par dažādu kurināmo (koksne, kūdra, akmeņogles, nafta) siltumspēju, tika konstatēts, ka aprēķins pēc Mendeļejeva formulas (5.1) dod kļūdu, kas nepārsniedz 10%.

Neto siltumspēja Q n(MJ / m 3) sausu degošu gāzu var aprēķināt ar pietiekamu precizitāti kā atsevišķu komponentu siltumspējas produktu summu un to procentuālo daudzumu 1 m 3 gāzveida kurināmā.

Q n= 0,108[Н 2 ] + 0,126 [СО] + 0,358 [CH 4 ] + 0,5 [С 2 Н 2 ] + 0,234 [Н 2 S ]…, (5,2)

kur iekavās norādīts attiecīgo gāzu saturs procentos (tilp.%) maisījumā.

Vidējā siltumspēja dabasgāze ir aptuveni 53,6 MJ/m 3 . Mākslīgi ražotās degošās gāzēs CH 4 metāna saturs ir niecīgs. Galvenās degošās sastāvdaļas ir ūdeņradis H2 un oglekļa monoksīds CO. Piemēram, koksa krāsns gāzē H 2 saturs sasniedz (55 ÷ 60)%, un šādas gāzes zemākā siltumspēja sasniedz 17,6 MJ/m 3 . Ģeneratora gāzē CO saturs ~ 30% un H 2 ~ 15%, savukārt ģeneratora gāzes zemākā siltumspēja Q n= (5,2÷6,5) MJ/m 3 . Domnas gāzē CO un H 2 saturs ir mazāks; lielums Q n= (4,0÷4,2) MJ/m 3 .

Apsveriet piemērus vielu siltumspējas aprēķināšanai, izmantojot Mendeļejeva formulu.

Noteiksim ogļu siltumspēju, kuru elementārais sastāvs ir dots tabulā. 5.4.

5.4. tabula

Ogļu elementārais sastāvs

Aizstāsim cilnē norādīto. 5.4 dati Mendeļejeva formulā (5.1) (slāpeklis N un pelni A nav iekļauti šajā formulā, jo tās ir inertas vielas un nepiedalās degšanas reakcijā):

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

Noteiksim malkas daudzumu, kas nepieciešams, lai uzsildītu 50 litrus ūdens no 10°C līdz 100°C, ja 5% no sadegšanas laikā izdalītā siltuma tiek tērēti apkurei, un ūdens siltumietilpību. ar\u003d 1 kcal / (kg ∙ grādi) vai 4,1868 kJ / (kg ∙ grādi). Malkas elementārais sastāvs ir norādīts tabulā. 5.5:

5.5. tabula

Malkas elementārais sastāvs

	Noskaidrosim malkas siltumspēju pēc Mendeļejeva formulas (5.1): Q n=0,339∙43+1,025∙7–0,1085∙41–0,025∙7= 17,12 MJ/kg. Nosakiet ūdens sildīšanai patērēto siltuma daudzumu, sadedzinot 1 kg malkas (ņemot vērā to, ka 5% no sadegšanas laikā izdalītā siltuma (a = 0,05) tiek izlietoti tās sildīšanai): J 2=a Q n=0,05 17,12=0,86 MJ/kg. Nosakiet malkas daudzumu, kas nepieciešams, lai uzsildītu 50 litrus ūdens no 10°C līdz 100°C: Kilograms. Tātad ūdens uzsildīšanai nepieciešami aptuveni 22 kg malkas.

1 kWh izmaksu aprēķini:

• Dīzeļdegviela. Dīzeļdegvielas īpatnējais sadegšanas siltums ir 43 mJ/kg; vai, ņemot vērā blīvumu 35 mJ / litrā; ņemot vērā dīzeļdegvielas katla efektivitāti (89%), iegūstam, ka sadedzinot 1 litru, rodas 31 mJ enerģijas jeb pazīstamākās mērvienībās 8,6 kWh.
  • 1 litra dīzeļdegvielas izmaksas ir 20 rubļi.
  • 1 kWh dīzeļdegvielas sadegšanas enerģijas izmaksas ir 2,33 rubļi.

• Propāna-butāna maisījums SPBT(Sašķidrinātā ogļūdeņraža gāze SUG). LPG īpatnējā siltumspēja ir 45,2 mJ/kg vai, ņemot vērā blīvumu, 27 mJ/litrā, ņemot vērā efektivitāti. gāzes katls 95%, iegūstam, ka sadedzinot 1 litru, rodas 25,65 mJ enerģijas jeb pazīstamākās mērvienībās - 7,125 kWh.
  • 1 litra LPG izmaksas ir 11,8 rubļi.
  • 1 kWh enerģijas izmaksas ir 1,66 rubļi.

1 kW siltumenerģijas, kas iegūta, sadedzinot dīzeļdegvielu un LPG, cenas atšķirība izrādījās 29%. Iepriekš minētie skaitļi parāda, ka sašķidrinātā gāze ir ekonomiskāka no uzskaitītajiem siltuma avotiem. Lai iegūtu precīzāku aprēķinu, jānorāda pašreizējās enerģijas cenas.

Lietošanas iezīmes sašķidrinātā gāze un dīzeļdegvielu

DĪZEĻDEGVIELA. Ir vairākas šķirnes, kas atšķiras pēc sēra satura. Bet katlam tas nav īpaši svarīgi. Taču iedalījums ziemas un vasaras dīzeļdegvielā ir svarīgs. Standarts nosaka trīs galvenās dīzeļdegvielas kategorijas. Visizplatītākā ir vasara (L), tās pielietojuma diapazons ir no 0 ° C un vairāk. Ziema dīzeļdegviela(3) piemērot, kad negatīvas temperatūras gaiss (līdz -30°С). Ar vairāk zemas temperatūras jāizmanto arktiskā (A) dīzeļdegviela. pazīšanas zīme dīzeļdegviela ir tās mākoņa punkts. Faktiski šī ir temperatūra, kurā dīzeļdegvielā esošie parafīni sāk kristalizēties. Tas patiešām kļūst duļķains, un, vēl vairāk samazinoties temperatūrai, tas kļūst kā želeja vai saldēta trekna zupa. Mazākie parafīna kristāli aizsprosto degvielas filtru un drošības tīklu poras, nosēžas cauruļvadu kanālos un paralizē darbu. Vasaras degvielai duļķainības temperatūra ir -5°C, bet ziemas degvielai - -25°C. Svarīgs rādītājs, kas jānorāda dīzeļdegvielas pasē, ir maksimālā filtrējamības temperatūra. Duļķainu dīzeļdegvielu var izmantot līdz filtrējamības temperatūrai, un pēc tam - aizsērējis filtrs un degvielas pārrāvums. Ziemas dīzeļdegviela no vasaras dīzeļdegvielas neatšķiras ne pēc krāsas, ne pēc smaržas. Tātad izrādās, ka tikai Dievs (un tankkuģis) zina, kas patiesībā ir applūdis. Daži amatnieki vasaras dīzeļdegvielu sajauc ar BGS (benzīna gāzi) un citu degvīnu, panākot zemāku filtrēšanas temperatūru, kas ir pilns gan ar sūkņa atteici, gan vienkārši sprādzienu, jo šim infernālajam bodyagi ir samazināta uzliesmošanas temperatūra. Tāpat dīzeļdegvielas vietā var piegādāt vieglo kurināmo, kas ārēji tā neatšķiras, bet satur vairāk piemaisījumu, turklāt tādus, kuru dīzelī nemaz nav. Kas ir pilns ar degvielas aprīkojuma piesārņojumu un tā nelēto tīrīšanu. No iepriekšminētā mēs varam secināt, ka, iegādājoties dīzeļdzinēju par zemu cenu no privātpersonām vai nepārbaudītām organizācijām, jūs varat saņemt apkures sistēmas remontu vai atsaldēšanu. Dīzeļdegvielas cena, kas tiek piegādāta uz mājām, svārstās par rubli no cenām degvielas uzpildes stacijās, gan uz augšu, gan uz leju atkarībā no jūsu kotedžas attāluma un pārvadātās degvielas daudzuma, visam, kas ir lētāks, jābrīdina, ja esat nav ekstrēmi, un nebaidieties nakšņot dzesēšanas mājā 30 grādu sals.

SAŠĶIDRINĀTĀ GĀZE. Tāpat kā dīzeļdegvielai, ir vairākas SPBT markas, kas atšķiras pēc propāna un butāna maisījuma sastāva. Ziemas maisījums, vasara un arktiskais. Ziemas maisījums ir 65% propāna, 30% butāna un 5% gāzes piemaisījumu. Vasaras maisījums sastāv no 45% propāna, 50% butāna, 5% gāzes piemaisījumu. Arktiskais maisījums - 95% propāns un 5% piemaisījumu. Var piegādāt 95% butāna un 5% piemaisījumu maisījumu, šādu maisījumu sauc par mājsaimniecību. Katram maisījumam, lai radītu "gāzes smaku", tiek pievienots ļoti neliels daudzums sēra saturošas vielas, smaržvielas. No degšanas un ietekmes uz iekārtu viedokļa maisījuma sastāvam praktiski nav nekādas ietekmes. Butāns, lai arī daudz lētāks, apkurei ir nedaudz labāks par propānu - tajā ir vairāk kaloriju, taču tam ir ļoti liels trūkums, kas apgrūtina tā lietošanu Krievijas apstākļos - butāns pārstāj iztvaikot un paliek šķidrs pie nulles grādiem. Ja jums ir importēta tvertne ar zemu kaklu vai vertikālu (iztvaikošanas spoguļa dziļums ir mazāks par 1,5 metriem) vai atrodas plastmasas sarkofāgā, kas pasliktina siltuma pārnesi, tad ilgstošā salnā tvertne var apturēt ūdens iztvaikošanu. butāns, ne tikai sala dēļ, bet arī no - nepietiekamas siltuma pārneses dēļ (iztvaikošanas laikā gāze pati atdziest). Pie temperatūras zem 3 grādiem pēc Celsija ievestās Vācijas, Čehijas, Itālijas, Polijas apstākļiem ražotās tvertnes ar intensīvu iztvaikošanu pārtrauc gāzes ražošanu pēc visa propāna iztvaikošanas un paliek tikai butāns.

Tagad salīdzināsim LPG un dīzeļdegvielas patēriņa īpašības

LPG izmantošana ir par 29% lētāka nekā dīzeļdegviela. Izmantojot AvtonomGas tvertnes, sašķidrinātās naftas gāzes kvalitāte neietekmē tās patērētāja īpašības, turklāt nekā vairāk satura butāns maisījumā, jo labāk tas darbojas gāzes iekārtas. Zemas kvalitātes dīzeļdegviela var radīt nopietnus bojājumus apkures iekārtas. Sašķidrinātās gāzes izmantošana atbrīvos jūs no dīzeļdegvielas smakas klātbūtnes mājā. Sašķidrinātā gāze satur mazāk toksisku sēra savienojumu, kā rezultātā jūsu gaiss nav piesārņots. personīgais sižets. No sašķidrinātās gāzes var strādāt ne tikai katls, bet arī gāzes plīts, kā arī gāzes kamīns un gāzes elektriskais ģenerators.