Mas mababang halaga ng pag-init ng gasolina kcal kg. Calorific value ng mga gas

5. THERMAL BALANCE NG COMBUSTION

Isaalang-alang natin ang mga pamamaraan para sa pagkalkula ng balanse ng init ng proseso ng pagkasunog ng mga gas, likido at solidong gasolina. Ang pagkalkula ay bumaba sa paglutas ng mga sumusunod na problema.

· Pagpapasiya ng init ng pagkasunog (calorific value) ng gasolina.

· Pagpapasiya ng teoretikal na temperatura ng pagkasunog.

5.1. INIT NG PAGSUNOG

Ang mga reaksiyong kemikal ay sinamahan ng paglabas o pagsipsip ng init. Kapag ang init ay inilabas, ang reaksyon ay tinatawag na exothermic, at kapag ang init ay nasisipsip, ito ay tinatawag na endothermic. Ang lahat ng mga reaksyon ng pagkasunog ay exothermic, at ang mga produkto ng pagkasunog ay mga exothermic compound.

Inilabas (o hinihigop) habang dumadaloy kemikal na reaksyon ang init ay tinatawag na init ng reaksyon. Sa mga reaksyong exothermic ito ay positibo, sa mga reaksyong endothermic ito ay negatibo. Ang reaksyon ng pagkasunog ay palaging sinamahan ng paglabas ng init. Init ng pagkasunog Q g(J/mol) ay ang dami ng init na inilabas sa panahon ng kumpletong pagkasunog ng isang nunal ng isang substance at ang pagbabago ng isang nasusunog na substance sa mga produkto ng kumpletong pagkasunog. Ang nunal ay ang pangunahing SI unit ng dami ng isang substance. Ang isang nunal ay ang dami ng substance na naglalaman ng parehong bilang ng mga particle (mga atom, molekula, atbp.) gaya ng mga atomo sa 12 g ng carbon-12 isotope. Ang masa ng isang halaga ng isang sangkap na katumbas ng 1 mole (molecular o molar mass) ayon sa numero ay tumutugma sa relatibong molekular na masa ng sangkap na ito.

Halimbawa, ang relatibong molecular weight ng oxygen (O 2) ay 32, carbon dioxide (CO 2) ay 44, at ang katumbas na molecular weights ay M = 32 g/mol at M = 44 g/mol. Kaya, ang isang nunal ng oxygen ay naglalaman ng 32 gramo ng sangkap na ito, at ang isang nunal ng CO 2 ay naglalaman ng 44 gramo ng carbon dioxide.

Sa mga teknikal na kalkulasyon, hindi ang init ng pagkasunog ang kadalasang ginagamit. Q g, at ang calorific value ng gasolina Q(J/kg o J/m 3). Ang calorific value ng isang substance ay ang dami ng init na inilabas sa panahon ng kumpletong combustion ng 1 kg o 1 m 3 ng isang substance. Para sa mga likido at solidong sangkap, ang pagkalkula ay isinasagawa bawat 1 kg, at para sa mga gas na sangkap - bawat 1 m 3.

Ang kaalaman sa init ng pagkasunog at calorific value ng gasolina ay kinakailangan upang makalkula ang temperatura ng pagkasunog o pagsabog, presyon ng pagsabog, bilis ng pagpapalaganap ng apoy at iba pang mga katangian. Calorific value ang gasolina ay natutukoy alinman sa eksperimento o sa pamamagitan ng mga pamamaraan ng pagkalkula. Kapag eksperimento na tinutukoy ang calorific value, ang isang naibigay na masa ng solid o likidong gasolina ay sinusunog sa isang calorimetric na bomba, at sa kaso gas na panggatong- sa isang gas calorimeter. Sinusukat ng mga instrumentong ito ang kabuuang init Q 0 na inilabas sa panahon ng pagkasunog ng isang sample ng pagtimbang ng gasolina m. Calorific value Q g ay matatagpuan sa pamamagitan ng formula

Ang kaugnayan sa pagitan ng init ng pagkasunog at
calorific value ng gasolina

Upang magtatag ng isang koneksyon sa pagitan ng init ng pagkasunog at ang calorific na halaga ng isang sangkap, kinakailangang isulat ang equation para sa kemikal na reaksyon ng pagkasunog.

Ang produkto ng kumpletong pagkasunog ng carbon ay carbon dioxide:

C+O2 →CO2.

Ang produkto ng kumpletong pagkasunog ng hydrogen ay tubig:

2H 2 +O 2 →2H 2 O.

Ang produkto ng kumpletong pagkasunog ng asupre ay sulfur dioxide:

S +O 2 →SO 2.

Sa kasong ito, ang nitrogen, halogens at iba pang hindi nasusunog na elemento ay inilabas sa libreng anyo.

Nasusunog na sangkap - gas

Bilang halimbawa, kalkulahin natin ang calorific value ng methane CH 4, kung saan ang init ng combustion ay katumbas ng Q g=882.6 .

· Tukuyin natin ang molecular weight ng methane alinsunod sa chemical formula nito (CH 4):

M=1∙12+4∙1=16 g/mol.

· Tukuyin natin ang calorific value ng 1 kg ng methane:

· Hanapin natin ang volume ng 1 kg ng methane, alam ang density nito ρ=0.717 kg/m3 sa ilalim ng normal na mga kondisyon:

.

· Tukuyin natin ang calorific value ng 1 m 3 ng methane:

Ang calorific value ng anumang mga nasusunog na gas ay tinutukoy nang katulad. Para sa maraming karaniwang mga sangkap, ang init ng pagkasunog at mga calorific na halaga ay sinusukat nang may mataas na katumpakan at ibinibigay sa nauugnay na reference na literatura. Narito ang isang talahanayan ng mga calorific na halaga ng ilang mga gas na sangkap (Talahanayan 5.1). Magnitude Q sa talahanayang ito ay ibinigay sa MJ/m 3 at sa kcal/m 3, dahil ang 1 kcal = 4.1868 kJ ay kadalasang ginagamit bilang isang yunit ng init.

Talahanayan 5.1

Calorific value ng mga gas na panggatong

sangkap

Acetylene

Q

Nasusunog na sangkap – likido o solid

Bilang halimbawa, kalkulahin natin ang calorific value ng ethyl alcohol C 2 H 5 OH, kung saan ang init ng combustion ay Q g= 1373.3 kJ/mol.

· Tukuyin natin ang molecular weight ng ethyl alcohol alinsunod sa chemical formula nito (C 2 H 5 OH):

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

Tukuyin natin ang calorific value ng 1 kg ng ethyl alcohol:

Ang calorific value ng anumang likido at solidong nasusunog ay katulad na tinutukoy. Sa mesa Ang 5.2 at 5.3 ay nagpapakita ng mga calorific value Q(MJ/kg at kcal/kg) para sa ilang likido at solid.

Talahanayan 5.2

Calorific value ng mga likidong panggatong

sangkap

Methyl alcohol

Ethanol

Langis ng gasolina, langis

Q

Talahanayan 5.3

Calorific value ng solid fuels

sangkap

Ang puno ay sariwa

Tuyong kahoy

kayumangging karbon

Tuyong pit

Anthracite, coke

Q

Formula ni Mendeleev

Kung ang calorific value ng gasolina ay hindi alam, kung gayon maaari itong kalkulahin gamit ang empirical formula na iminungkahi ng D.I. Mendeleev. Upang gawin ito, kailangan mong malaman ang elementong komposisyon ng gasolina (katumbas na formula ng gasolina), iyon ay, ang porsyento ng nilalaman ng mga sumusunod na elemento sa loob nito:

Oxygen (O);

Hydrogen (H);

Carbon (C);

Sulfur (S);

Abo (A);

Tubig (W).

Palaging naglalaman ang mga produkto ng pagkasunog ng gasolina singaw ng tubig, nabuo kapwa dahil sa pagkakaroon ng kahalumigmigan sa gasolina at sa panahon ng pagkasunog ng hydrogen. Ang mga produktong nasusunog sa basura ay nag-iiwan sa isang pang-industriyang planta sa temperaturang mas mataas sa dew point. Samakatuwid, ang init na inilabas sa panahon ng paghalay ng singaw ng tubig ay hindi maaaring magamit nang kapaki-pakinabang at hindi dapat isaalang-alang sa mga kalkulasyon ng thermal.

Karaniwang ginagamit ang net calorific value para sa pagkalkula Q n gasolina, na isinasaalang-alang ang pagkawala ng init na may singaw ng tubig. Para sa solid at liquid fuels ang halaga Q n(MJ/kg) ay tinatayang tinutukoy ng Mendeleev formula:

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

kung saan ang porsyento (wt.%) na nilalaman ng mga kaukulang elemento sa komposisyon ng gasolina ay ipinahiwatig sa mga panaklong.

Isinasaalang-alang ng formula na ito ang init ng mga reaksyon ng exothermic combustion ng carbon, hydrogen at sulfur (na may plus sign). Ang oxygen na kasama sa gasolina ay bahagyang pinapalitan ang oxygen sa hangin, kaya ang kaukulang termino sa formula (5.1) ay kinuha na may minus sign. Kapag ang moisture ay sumingaw, ang init ay natupok, kaya ang katumbas na termino na naglalaman ng W ay kinuha din na may minus sign.

Ang isang paghahambing ng kinakalkula at pang-eksperimentong data sa calorific value ng iba't ibang fuels (kahoy, pit, karbon, langis) ay nagpakita na ang pagkalkula gamit ang Mendeleev formula (5.1) ay nagbibigay ng error na hindi hihigit sa 10%.

Net calorific value Q n(MJ/m3) ng mga tuyong nasusunog na gas ay maaaring kalkulahin nang may sapat na katumpakan bilang ang kabuuan ng mga produkto ng calorific value ng mga indibidwal na sangkap at ang kanilang porsyento na nilalaman sa 1 m3 ng gas na gasolina.

Q n= 0.108[Н 2 ] + 0.126[СО] + 0.358[СН 4 ] + 0.5[С 2 Н 2 ] + 0.234[Н 2 S ]…, (5.2)

kung saan ang porsyento (volume %) na nilalaman ng mga kaukulang gas sa halo ay ipinahiwatig sa mga panaklong.

Sa karaniwan, ang calorific value ng natural gas ay humigit-kumulang 53.6 MJ/m 3 . Sa artipisyal na ginawang nasusunog na mga gas, ang nilalaman ng methane CH4 ay hindi gaanong mahalaga. Ang mga pangunahing sangkap na nasusunog ay hydrogen H2 at carbon monoxide CO. Sa coke oven gas, halimbawa, ang H2 content ay umaabot sa (55 ÷ 60)%, at ang mas mababang calorific value ng naturang gas ay umaabot sa 17.6 MJ/m3. Ang generator gas ay naglalaman ng CO ~ 30% at H 2 ~ 15%, habang ang mas mababang calorific value ng generator gas ay Q n= (5.2÷6.5) MJ/m3. Ang nilalaman ng CO at H 2 sa blast furnace gas ay mas mababa; magnitude Q n= (4.0÷4.2) MJ/m 3.

Tingnan natin ang mga halimbawa ng pagkalkula ng calorific value ng mga substance gamit ang Mendeleev formula.

Tukuyin natin ang calorific value ng karbon, ang elemental na komposisyon nito ay ibinigay sa talahanayan. 5.4.

Talahanayan 5.4

Elemental na komposisyon ng karbon

· Palitan natin ang mga ibinigay sa talahanayan. 5.4 data sa Mendeleev formula (5.1) (nitrogen N at ash A ay hindi kasama sa formula na ito, dahil ang mga ito ay inert substance at hindi nakikilahok sa combustion reaction):

Q n=0.339∙37.2+1.025∙2.6+0.1085∙0.6–0.1085∙12–0.025∙40=13.04 MJ/kg.

Tukuyin natin ang dami ng kahoy na panggatong na kailangan para magpainit ng 50 litro ng tubig mula 10°C hanggang 100°C, kung 5% ng init na inilabas sa panahon ng pagkasunog ay natupok para sa pagpainit, at ang kapasidad ng init ng tubig Sa=1 kcal/(kg∙deg) o 4.1868 kJ/(kg∙deg). Ang elementong komposisyon ng kahoy na panggatong ay ibinibigay sa talahanayan. 5.5:

Talahanayan 5.5

Elemental na komposisyon ng kahoy na panggatong

· Hanapin natin ang calorific value ng kahoy na panggatong gamit ang Mendeleev formula (5.1):

Q n=0.339∙43+1.025∙7–0.1085∙41–0.025∙7= 17.12 MJ/kg.

· Tukuyin natin ang dami ng init na ginugol sa pag-init ng tubig kapag nagsusunog ng 1 kg ng kahoy na panggatong (isinasaalang-alang ang katotohanan na 5% ng init (a = 0.05) na inilabas sa panahon ng pagkasunog ay ginugol sa pag-init nito):

Q 2 =a Q n=0.05·17.12=0.86 MJ/kg.

· Tukuyin natin ang dami ng panggatong na kailangan para magpainit ng 50 litro ng tubig mula 10°C hanggang 100°C:

kg.

Kaya, humigit-kumulang 22 kg ng kahoy na panggatong ang kinakailangan upang magpainit ng tubig.

Ang mga talahanayan ay nagpapakita ng masa tiyak na init pagkasunog ng gasolina (likido, solid at gas) at ilang iba pang nasusunog na materyales. Ang mga sumusunod na panggatong ay isinasaalang-alang: karbon, kahoy na panggatong, coke, peat, kerosene, langis, alkohol, gasolina, natural na gas atbp.

Listahan ng mga talahanayan:

Sa panahon ng exothermic reaksyon ng oksihenasyon ng gasolina, ang enerhiya ng kemikal nito ay na-convert sa thermal energy na may paglabas ng isang tiyak na halaga ng init. Ang resulta thermal energy ay karaniwang tinatawag na init ng pagkasunog ng gasolina. Depende ito sa komposisyon ng kemikal nito, kahalumigmigan at ang pangunahing isa. Ang init ng pagkasunog ng gasolina bawat 1 kg ng masa o 1 m 3 ng dami ay bumubuo ng mass o volumetric na tiyak na init ng pagkasunog.

Ang tiyak na init ng pagkasunog ng isang gasolina ay ang dami ng init na inilabas sa panahon ng kumpletong pagkasunog ng isang yunit ng masa o dami ng solid, likido o gas na gasolina. SA Internasyonal na sistema unit, ang halagang ito ay sinusukat sa J/kg o J/m 3.

Ang tiyak na init ng pagkasunog ng gasolina ay maaaring matukoy sa eksperimento o kalkulahin nang analytical. Ang mga pang-eksperimentong pamamaraan para sa pagtukoy ng calorific value ay batay sa praktikal na pagsukat ng dami ng init na inilabas kapag nasusunog ang gasolina, halimbawa sa calorimeter na may thermostat at combustion bomb. Para sa gasolina na may kilala komposisyong kemikal Ang tiyak na init ng pagkasunog ay maaaring matukoy gamit ang Mendeleev formula.

Mayroong mas mataas at mas mababang tiyak na init ng pagkasunog. Ang mas mataas na calorific value ay katumbas ng maximum na halaga ng init na inilabas sa panahon ng kumpletong pagkasunog ng gasolina, na isinasaalang-alang ang init na ginugol sa pagsingaw ng kahalumigmigan na nilalaman ng gasolina. Net calorific value mas mababa sa halaga mas mataas sa dami ng init ng condensation, na nabuo mula sa kahalumigmigan ng gasolina at hydrogen ng organikong masa, na nagiging tubig sa panahon ng pagkasunog.

Upang matukoy ang mga tagapagpahiwatig ng kalidad ng gasolina, pati na rin sa mga kalkulasyon ng thermal karaniwang gumagamit ng mas mababang tiyak na init ng pagkasunog, na siyang pinakamahalagang thermal at performance na katangian ng gasolina at ipinapakita sa mga talahanayan sa ibaba.

Tiyak na init ng pagkasunog ng mga solidong gasolina (karbon, kahoy na panggatong, pit, coke)

Ipinapakita ng talahanayan ang tiyak na init ng pagkasunog ng tuyo solid fuel sa sukat na MJ/kg. Ang gasolina sa talahanayan ay nakaayos ayon sa pangalan sa pagkakasunud-sunod ng alpabeto.

Sa mga solid fuel na isinasaalang-alang, ang coking coal ay may pinakamataas na calorific value - ang tiyak na init ng combustion nito ay 36.3 MJ/kg (o sa SI units 36.3·10 6 J/kg). Bilang karagdagan, ang mataas na init ng pagkasunog ay katangian uling, anthracite, uling at kayumangging karbon.

Kasama sa mga gasolina na may mababang kahusayan sa enerhiya ang kahoy, kahoy na panggatong, pulbura, milling peat, at oil shale. Halimbawa, ang tiyak na init ng pagkasunog ng kahoy na panggatong ay 8.4...12.5, at ang pulbura ay 3.8 MJ/kg lamang.

Tiyak na init ng pagkasunog ng mga solidong gasolina (karbon, kahoy na panggatong, pit, coke)
panggatong
Anthracite 26,8…34,8
Wood pellets (mga pellets) 18,5
Tuyong panggatong 8,4…11
Tuyong kahoy na panggatong ng birch 12,5
Gas coke 26,9
Sabog na coke 30,4
Semi-coke 27,3
Pulbos 3,8
Slate 4,6…9
Oil shale 5,9…15
Solid rocket fuel 4,2…10,5
pit 16,3
Hibla na pit 21,8
Milled peat 8,1…10,5
Mumo ng pit 10,8
kayumangging karbon 13…25
kayumangging karbon (briquettes) 20,2
kayumangging karbon (alikabok) 25
Donetsk na karbon 19,7…24
Uling 31,5…34,4
uling 27
Coking coal 36,3
Kuznetsk karbon 22,8…25,1
Chelyabinsk na karbon 12,8
Ekibastuz na karbon 16,7
Frestorf 8,1
Mag-abo 27,5

Tiyak na init ng pagkasunog ng mga likidong panggatong (alkohol, gasolina, kerosene, langis)

Ang isang talahanayan ay ibinigay ng tiyak na init ng pagkasunog ng likidong gasolina at ilang iba pang mga organikong likido. Dapat pansinin na ang mga gasolina tulad ng gasolina, diesel fuel at langis ay may mataas na paglabas ng init sa panahon ng pagkasunog.

Ang tiyak na init ng pagkasunog ng alkohol at acetone ay makabuluhang mas mababa kaysa sa tradisyonal na mga gasolina ng motor. Bilang karagdagan, ang likidong rocket fuel ay may medyo mababang calorific value at, na may kumpletong pagkasunog ng 1 kg ng mga hydrocarbon na ito, ang halaga ng init ay ilalabas na katumbas ng 9.2 at 13.3 MJ, ayon sa pagkakabanggit.

Tiyak na init ng pagkasunog ng mga likidong panggatong (alkohol, gasolina, kerosene, langis)
panggatong Partikular na init ng pagkasunog, MJ/kg
Acetone 31,4
Gasoline A-72 (GOST 2084-67) 44,2
Aviation gasoline B-70 (GOST 1012-72) 44,1
Gasoline AI-93 (GOST 2084-67) 43,6
Benzene 40,6
Winter diesel fuel (GOST 305-73) 43,6
Summer diesel fuel (GOST 305-73) 43,4
Liquid rocket fuel (kerosene + likidong oxygen) 9,2
Kerosene sa paglipad 42,9
Kerosene para sa pag-iilaw (GOST 4753-68) 43,7
Xylene 43,2
Mataas na sulfur fuel oil 39
Mababang sulfur fuel oil 40,5
Low-sulfur fuel oil 41,7
Sulfur na panggatong na langis 39,6
Methyl alcohol (methanol) 21,1
n-Butyl alcohol 36,8
Langis 43,5…46
Langis ng methane 21,5
Toluene 40,9
White spirit (GOST 313452) 44
Ethylene glycol 13,3
Ethyl alcohol (ethanol) 30,6

Tiyak na init ng pagkasunog ng mga gas na panggatong at mga nasusunog na gas

Ang isang talahanayan ay ipinakita ng tiyak na init ng pagkasunog ng gas na gasolina at ilang iba pang mga nasusunog na gas sa dimensyon na MJ/kg. Sa mga gas na isinasaalang-alang, ito ang may pinakamataas na mass specific heat ng combustion. Ang kumpletong pagkasunog ng isang kilo ng gas na ito ay maglalabas ng 119.83 MJ ng init. Gayundin, ang gasolina tulad ng natural na gas ay may mataas na calorific value - ang tiyak na init ng pagkasunog ng natural na gas ay 41...49 MJ/kg (para sa purong gas ito ay 50 MJ/kg).

Tukoy na init ng pagkasunog ng gaseous fuel at mga nasusunog na gas (hydrogen, natural gas, methane)
panggatong Partikular na init ng pagkasunog, MJ/kg
1-Butene 45,3
Ammonia 18,6
Acetylene 48,3
Hydrogen 119,83
Hydrogen, pinaghalong methane (50% H 2 at 50% CH 4 ayon sa timbang) 85
Hydrogen, pinaghalong methane at carbon monoxide (33-33-33% ayon sa timbang) 60
Hydrogen, pinaghalong may carbon monoxide (50% H 2 50% CO 2 ayon sa timbang) 65
Blast furnace gas 3
Coke Oven Gas 38,5
Liquefied hydrocarbon gas LPG (propane-butane) 43,8
Isobutane 45,6
Methane 50
n-Butane 45,7
n-Hexane 45,1
n-Pentane 45,4
Kaugnay na gas 40,6…43
Likas na gas 41…49
Propadiene 46,3
Propane 46,3
propylene 45,8
Propylene, pinaghalong may hydrogen at carbon monoxide (90%-9%-1% ayon sa timbang) 52
Ethane 47,5
Ethylene 47,2

Tiyak na init ng pagkasunog ng ilang nasusunog na materyales

Ang isang talahanayan ay ibinigay ng tiyak na init ng pagkasunog ng ilang mga nasusunog na materyales (kahoy, papel, plastik, dayami, goma, atbp.). Ang mga materyales na may mataas na paglabas ng init sa panahon ng pagkasunog ay dapat tandaan. Kabilang sa mga materyales na ito ang: goma iba't ibang uri, pinalawak na polystyrene (foam), polypropylene at polyethylene.

Tiyak na init ng pagkasunog ng ilang nasusunog na materyales
panggatong Partikular na init ng pagkasunog, MJ/kg
Papel 17,6
Leatherette 21,5
Kahoy (mga bar na may 14% moisture content) 13,8
Kahoy sa mga stack 16,6
kahoy na oak 19,9
Kahoy na SPRUCE 20,3
Kahoy berde 6,3
Pino kahoy 20,9
Capron 31,1
Mga produkto ng carbolite 26,9
Cardboard 16,5
Styrene butadiene rubber SKS-30AR 43,9
Likas na goma 44,8
Sintetikong goma 40,2
Goma SKS 43,9
Chloroprene na goma 28
Polyvinyl chloride linoleum 14,3
Double-layer polyvinyl chloride linoleum 17,9
Polyvinyl chloride linoleum sa isang nadama na batayan 16,6
Warm-based polyvinyl chloride linoleum 17,6
Polyvinyl chloride linoleum na nakabatay sa tela 20,3
Rubber linoleum (Relin) 27,2
Paraffin paraffin 11,2
Polystyrene foam PVC-1 19,5
Foam na plastik FS-7 24,4
Foam plastic FF 31,4
Pinalawak na polystyrene PSB-S 41,6
Polyurethane foam 24,3
Fiberboard 20,9
Polyvinyl chloride (PVC) 20,7
Polycarbonate 31
Polypropylene 45,7
Polisterin 39
Mataas na presyon ng polyethylene 47
Mababang presyon ng polyethylene 46,7
goma 33,5
Ruberoid 29,5
Channel soot 28,3
Hay 16,7
dayami 17
Organikong baso (plexiglass) 27,7
Textolite 20,9
Tol 16
TNT 15
Bulak 17,5
Selulusa 16,4
Mga hibla ng lana at lana 23,1

Mga Pinagmulan:

  1. GOST 147-2013 Solid mineral fuel. Pagpapasiya ng mas mataas na calorific value at pagkalkula ng mas mababang calorific value.
  2. GOST 21261-91 Mga produktong petrolyo. Paraan para sa pagtukoy ng mas mataas na calorific value at pagkalkula ng mas mababang calorific value.
  3. GOST 22667-82 Mga natural na nasusunog na gas. Paraan ng pagkalkula para sa pagtukoy ng calorific value, relative density at Wobbe number.
  4. GOST 31369-2008 Natural na gas. Pagkalkula ng calorific value, density, relative density at Wobbe number batay sa komposisyon ng bahagi.
  5. Zemsky G. T. Nasusunog na mga katangian ng inorganic at mga organikong materyales: sangguniang aklat M.: VNIIPO, 2016 - 970 p.

Ang init ng pagkasunog ay tinutukoy ng kemikal na komposisyon ng nasusunog na sangkap. Ang mga elemento ng kemikal na nakapaloob sa isang nasusunog na sangkap ay ipinahiwatig ng mga tinatanggap na simbolo SA , N , TUNGKOL SA , N , S, at ang abo at tubig ay mga simbolo A At W ayon sa pagkakabanggit.

Encyclopedic YouTube

  • 1 / 5

    Ang init ng pagkasunog ay maaaring nauugnay sa gumaganang masa ng nasusunog na sangkap Q P (\displaystyle Q^(P)), iyon ay, sa nasusunog na substansiya sa anyo kung saan naabot nito ang mamimili; sa tuyong bigat ng sangkap Q C (\displaystyle Q^(C)); sa isang nasusunog na masa ng sangkap Q Γ (\displaystyle Q^(\Gamma )), iyon ay, sa isang nasusunog na sangkap na hindi naglalaman ng kahalumigmigan at abo.

    Mayroong mas mataas ( Q B (\displaystyle Q_(B))) at mas mababa ( Q H (\displaystyle Q_(H))) init ng pagkasunog.

    Sa ilalim mas mataas na calorific value maunawaan ang dami ng init na inilalabas sa panahon ng kumpletong pagkasunog ng isang substance, kabilang ang init ng condensation ng water vapor kapag pinapalamig ang mga produkto ng combustion.

    Net calorific value tumutugma sa dami ng init na inilabas sa panahon ng kumpletong pagkasunog, nang hindi isinasaalang-alang ang init ng paghalay ng singaw ng tubig. Ang init ng paghalay ng singaw ng tubig ay tinatawag din nakatagong init ng singaw (condensation).

    Ang mas mababa at mas mataas na mga halaga ng calorific ay nauugnay sa kaugnayan: Q B = Q H + k (W + 9 H) (\displaystyle Q_(B)=Q_(H)+k(W+9H)),

    kung saan ang k ay isang koepisyent na katumbas ng 25 kJ/kg (6 kcal/kg); W ay ang dami ng tubig sa nasusunog na substansiya, % (ayon sa masa); Ang H ay ang dami ng hydrogen sa isang nasusunog na sangkap, % (sa masa).

    Pagkalkula ng calorific value

    Kaya, ang mas mataas na calorific value ay ang dami ng init na inilabas sa panahon ng kumpletong pagkasunog ng isang unit mass o volume (para sa gas) ng isang nasusunog na substance at paglamig ng mga produkto ng combustion sa temperatura ng dew point. Sa mga kalkulasyon ng thermal engineering, ang mas mataas na calorific value ay kinukuha bilang 100%. Nakatagong init Ang pagkasunog ng gas ay ang init na inilalabas sa panahon ng paghalay ng singaw ng tubig na nasa mga produkto ng pagkasunog. Sa teorya, maaari itong umabot sa 11%.

    Sa pagsasagawa, hindi posible na palamigin ang mga produkto ng pagkasunog hanggang sa kumpletong paghalay, at samakatuwid ang konsepto ng mas mababang calorific value (QHp) ay ipinakilala, na nakuha sa pamamagitan ng pagbabawas mula sa mas mataas na calorific value ng init ng singaw ng tubig na parehong nakapaloob sa ang sangkap at ang mga nabuo sa panahon ng pagkasunog nito. Ang pagsingaw ng 1 kg ng singaw ng tubig ay nangangailangan ng 2514 kJ/kg (600 kcal/kg). Ang mas mababang calorific value ay tinutukoy ng mga formula (kJ/kg o kcal/kg):

    Q H P = Q B P − 2514 ⋅ ((9 H P + W P) / 100) (\displaystyle Q_(H)^(P)=Q_(B)^(P)-2514\cdot ((9H^(P)+W^ (P))/100))(para sa solid matter)

    Q H P = Q B P − 600 ⋅ ((9 H P + W P) / 100) (\displaystyle Q_(H)^(P)=Q_(B)^(P)-600\cdot ((9H^(P)+W^ (P))/100))(para sa isang likidong sangkap), kung saan:

    2514 - init ng singaw sa temperatura na 0 °C at atmospheric pressure, kJ/kg;

    H P (\displaystyle H^(P)) At W P (\displaystyle W^(P))- nilalaman ng hydrogen at singaw ng tubig sa gumaganang gasolina, %;

    Ang 9 ay isang koepisyent na nagpapakita na ang pagkasunog ng 1 kg ng hydrogen kasama ng oxygen ay gumagawa ng 9 kg ng tubig.

    Ang init ng pagkasunog ay ang pinakamahalagang katangian ng isang gasolina, dahil tinutukoy nito ang dami ng init na nakuha sa pamamagitan ng pagsunog ng 1 kg ng solid o likidong gasolina o 1 m³ ng gas na gasolina sa kJ/kg (kcal/kg). 1 kcal = 4.1868 o 4.19 kJ.

    Ang mas mababang calorific value ay tinutukoy sa eksperimentong paraan para sa bawat substance at ito ay isang reference na halaga. Maaari din itong matukoy para sa solid at likidong mga materyales, na may kilalang elementong komposisyon, sa pamamagitan ng pagkalkula alinsunod sa formula ng D. I. Mendeleev, kJ/kg o kcal/kg:

    Q H P = 339 ⋅ C P + 1256 ⋅ H P − 109 ⋅ (O P − S L P) − 25.14 ⋅ (9 ⋅ H P + W P) (\displaystyle Q_(H)^(P)=359\cdot C^2(P\cdot C^2) cdot H^(P)-109\cdot (O^(P)-S_(L)^(P))-25.14\cdot (9\cdot H^(P)+W^(P)))

    Q H P = 81 ⋅ C P + 246 ⋅ H P − 26 ⋅ (O P + S L P) − 6 ⋅ W P (\displaystyle Q_(H)^(P)=81\cdot C^(P)+246\cdot H^(P) -26\cdot (O^(P)+S_(L)^(P))-6\cdot W^(P)), Saan:

    C P (\displaystyle C_(P)), H P (\displaystyle H_(P)), O P (\displaystyle O_(P)), S L P (\displaystyle S_(L)^(P)), W P (\displaystyle W_(P))- nilalaman ng carbon, hydrogen, oxygen, volatile sulfur at moisture sa working mass ng gasolina sa% (sa timbang).

    Para sa paghahambing na mga kalkulasyon, ginagamit ang tinatawag na conventional fuel, na may tiyak na init ng pagkasunog na katumbas ng 29308 kJ/kg (7000 kcal/kg).

    Sa Russia, ang mga pagkalkula ng thermal (halimbawa, pagkalkula ng thermal load upang matukoy ang kategorya ng isang silid sa mga tuntunin ng pagsabog at panganib ng sunog) ay karaniwang isinasagawa ayon sa mas mababang init pagkasunog, sa USA, Great Britain, France - sa pinakamataas na antas. Sa UK at US, bago ang pagpapakilala ng metric system, ang tiyak na init ng combustion ay sinusukat sa British thermal units (BTU) per pound (lb) (1Btu/lb = 2.326 kJ/kg).

    Mga sangkap at materyales Net calorific value Q H P (\displaystyle Q_(H)^(P)), MJ/kg
    Petrolyo 41,87
    Kerosene 43,54
    Papel: libro, magasin 13,4
    Kahoy (mga bloke W = 14%) 13,8
    Likas na goma 44,73
    Polyvinyl chloride linoleum 14,31
    goma 33,52
    Staple fiber 13,8
    Polyethylene 47,14
    Pinalawak na polystyrene 41,6
    Ang cotton ay lumuwag 15,7
    Plastic 41,87

    Kabilang sa mga sangkap ng organikong pinagmulan ang mga gatong na, kapag sinunog, ay naglalabas ng isang tiyak na halaga ng thermal energy. Ang produksyon ng init ay dapat na nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na kahusayan at ang kawalan ng mga epekto, sa partikular, mga sangkap na nakakapinsala sa kalusugan ng tao at sa kapaligiran.

    Para sa kadalian ng pag-load sa firebox, ang materyal na kahoy ay pinutol sa mga indibidwal na elemento hanggang sa 30 cm ang haba. Upang madagdagan ang kahusayan ng kanilang paggamit, ang kahoy na panggatong ay dapat na tuyo hangga't maaari at ang proseso ng pagkasunog ay dapat na medyo mabagal. Sa maraming aspeto, ang kahoy mula sa mga hardwood tulad ng oak at birch, hazel at ash, at hawthorn ay angkop para sa mga lugar ng pag-init. Dahil sa mataas na nilalaman ng resin, tumaas na bilis pagkasunog at mababang calorific value mga puno ng koniperus sa bagay na ito sila ay makabuluhang mas mababa.

    Dapat itong maunawaan na ang halaga ng calorific value ay apektado ng density ng kahoy.

    Ito likas na materyal pinagmulan ng halaman, kinuha mula sa sedimentary rock.

    Ang ganitong uri ng solid fuel ay naglalaman ng carbon at iba pa mga elemento ng kemikal. Mayroong paghahati ng materyal sa mga uri depende sa edad nito. Ang brown coal ay itinuturing na pinakabata, na sinusundan ng matigas na karbon, at ang anthracite ay mas matanda kaysa sa lahat ng iba pang uri. Tinutukoy din ng edad ng isang nasusunog na sangkap ang kahalumigmigan nito, na sa mas malaking lawak naroroon sa batang materyal.

    Sa panahon ng pagkasunog ng karbon, nangyayari ang polusyon sa kapaligiran, at ang slag ay nabuo sa mga boiler grates, na sa isang tiyak na lawak ay lumilikha ng isang balakid sa normal na pagkasunog. Ang pagkakaroon ng asupre sa materyal ay isang hindi kanais-nais na kadahilanan para sa kapaligiran, dahil sa espasyo ng hangin ang elementong ito ay na-convert sa sulfuric acid.

    Gayunpaman, ang mga mamimili ay hindi dapat matakot para sa kanilang kalusugan. Ang mga tagagawa ng materyal na ito, na nag-aalaga ng mga pribadong customer, ay nagsisikap na bawasan ang nilalaman ng asupre dito. Ang halaga ng pag-init ng karbon ay maaaring mag-iba kahit na sa loob ng parehong uri. Ang pagkakaiba ay depende sa mga katangian ng mga subspecies at ang nilalaman nito mineral, gayundin ang heograpiya ng produksyon. Bilang isang solidong gasolina, hindi lamang purong karbon ang matatagpuan, kundi pati na rin ang mababang-enriched na coal slag, na pinindot sa mga briquette.

    Ang mga pellets (fuel granules) ay mga solidong gasolina na nilikha sa industriya mula sa basura ng kahoy at halaman: mga shavings, bark, karton, dayami.

    Ang hilaw na materyal, durog sa alikabok, ay tuyo at ibinuhos sa isang granulator, mula sa kung saan ito lumalabas sa anyo ng mga butil ng isang tiyak na hugis. Upang magdagdag ng lagkit sa masa, ginagamit ang isang polimer ng halaman, lignin. Ang pagiging kumplikado ng proseso ng produksyon at mataas na demand ay tumutukoy sa halaga ng mga pellets. Ang materyal ay ginagamit sa mga espesyal na gamit na boiler.

    Ang mga uri ng gasolina ay tinutukoy depende sa materyal kung saan sila naproseso:

    • bilog na kahoy ng mga puno ng anumang uri ng hayop;
    • dayami;
    • pit;
    • balat ng mirasol.

    Kabilang sa mga pakinabang ng mga pellets ng gasolina, ito ay nagkakahalaga ng pagpuna sa mga sumusunod na katangian:

    • pagkamagiliw sa kapaligiran;
    • kawalan ng kakayahang mag-deform at paglaban sa fungus;
    • madaling imbakan kahit sa labas;
    • pagkakapareho at tagal ng pagkasunog;
    • medyo mababang gastos;
    • Posibilidad ng paggamit para sa iba't ibang mga aparato sa pag-init;
    • angkop na laki ng butil para sa awtomatikong pag-load sa isang espesyal na gamit na boiler.

    Mga briquette

    Ang mga briquette ay solid fuel na sa maraming paraan ay katulad ng mga pellets. Para sa kanilang paggawa, magkaparehong materyales ang ginagamit: wood chips, shavings, peat, husks at straw. Sa panahon ng proseso ng produksyon, ang mga hilaw na materyales ay durog at nabuo sa mga briquette sa pamamagitan ng compression. Ang materyal na ito ay isa ring environmentally friendly na gasolina. Ito ay maginhawa upang mag-imbak kahit sa labas. Ang makinis, pare-pareho at mabagal na pagkasunog ng gasolina na ito ay maaaring maobserbahan kapwa sa mga fireplace at stoves, at sa mga heating boiler.

    Ang mga uri ng environment friendly na solid fuel na tinalakay sa itaas ay isang magandang alternatibo para sa pagbuo ng init. Kung ihahambing sa mga mapagkukunan ng fossil ng thermal energy, na may hindi kanais-nais na epekto sa pagkasunog kapaligiran at, bilang karagdagan, bilang hindi nababago, ang mga alternatibong gasolina ay may malinaw na mga pakinabang at medyo mababa ang gastos, na mahalaga para sa ilang mga kategorya ng mga mamimili.

    Kasabay nito, ang panganib ng sunog ng naturang mga gatong ay mas mataas. Samakatuwid, kinakailangan na gumawa ng ilang mga hakbang sa kaligtasan tungkol sa kanilang imbakan at ang paggamit ng mga materyales na lumalaban sa sunog para sa mga dingding.

    Mga likido at gas na panggatong

    Tulad ng para sa likido at gas na nasusunog na mga sangkap, ang sitwasyon dito ay ang mga sumusunod.