Važna termička karakteristika goriva je njegova specifična toplota sagorevanja.

Specifična toplota sagorevanja goriva

Pravi se razlika između specifičnih viših i nižih kalorijskih vrijednosti. Specifična toplota sagorevanje radnog goriva, uzimajući u obzir dodatnu toplotu koja se oslobađa pri kondenzaciji vodene pare koja se nalazi u produktima sagorevanja, naziva se najveća specifična toplota sagorevanja radnog goriva. Ova dodatna količina toplote može se odrediti množenjem mase vodene pare nastale isparavanjem vlage goriva /100 i sagorevanjem vodonika 9 /100 , na latentnu toplotu kondenzacije vodene pare koja je približno 2500 kJ/kg.

Specifična niža ogrjevna vrijednost goriva – količina toplote koja se oslobađa u normalnim praktičnim uslovima, tj. kada se vodena para ne kondenzuje, već se ispušta u atmosferu.

Dakle, odnos između najveće i najniže specifične toplote sagorevanja može se izraziti jednadžbom - = =25(9 ).

64. Uslovno gorivo.

Gorivo je svaka tvar koja pri sagorijevanju (oksidaciji) oslobađa značajnu količinu topline po jedinici mase ili volumena i dostupna je za masovnu upotrebu.

Kao gorivo koriste se prirodna i derivativna organska jedinjenja u čvrstom, tečnom i gasovitom stanju.

Svako organsko gorivo sastoji se od ugljika, vodika, kisika, dušika, hlapljivog sumpora, a čvrsta i tečna goriva se sastoje od pepela (mineralnih ostataka) i vlage.

Važna termička karakteristika goriva je njegova specifična toplota sagorevanja.

Specifična toplota sagorevanja goriva je količina toplote koja se oslobađa tokom potpunog sagorevanja jedinične količine goriva.

Što je niža specifična toplota sagorevanja goriva, to se više troši u kotlovskoj jedinici. Za poređenje razne vrste goriva na osnovu njihovog termičkog efekta, uveden je koncept konvencionalnog goriva čija je specifična toplota sagorevanja uzeta = 29,3 MJ/kg.

Omjer Q N R datog goriva i Q specifičnog goriva naziva se ekvivalent E. Tada se pretvaranje potrošnje prirodnog goriva V N u standardno gorivo V UT vrši prema formuli:

Uslovno gorivo- obračunska jedinica za organsko gorivo usvojeno u proračunima, odnosno naftu i njene derivate, prirodne i posebno dobijene destilacijom škriljaca i ugalj, plin, treset - koji se koristi za izračunavanje blagotvornog djelovanja različitih vrsta goriva u njihovom ukupnom obračunu.

U SSSR-u i Rusiji po jedinici standardno gorivo(ce) uzeta je kalorijska vrijednost 1 kg uglja = 29,3 MJ ili 7000 kcal Međunarodna energetska agencija ( I.E.A.) uzima jedinicu ekvivalenta nafte, obično označenu skraćenicom TOE(engleski) . Tona ekvivalenta nafte). Jedna tona ekvivalenta nafte iznosi 41,868 GJ ili 11,63 MWh. Jedinica koja se takođe koristi je barel ekvivalenta nafte ( BOE).

65. Koeficijent viška vazduha.

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

V= aV 0 .

Svi znaju da upotreba goriva igra veliku ulogu u našim životima. Gorivo se koristi u gotovo svakoj industriji moderna industrija. Posebno se često koristi gorivo dobijeno od nafte: benzin, kerozin, dizel gorivo i drugo. Koriste se i zapaljivi gasovi (metan i drugi).

Odakle dolazi energija goriva?

Poznato je da se molekule sastoje od atoma. Da bi se bilo koji molekul (na primjer, molekul vode) podijelio na sastavne atome, potrebno je potrošiti energiju (da bi se savladale sile privlačenja atoma). Eksperimenti pokazuju da kada se atomi spoje u molekul (to se događa kada se gorivo sagori), energija se, naprotiv, oslobađa.

Kao što znate, postoji i nuklearno gorivo, ali nećemo o tome ovdje.

Kada gorivo sagorijeva, energija se oslobađa. Najčešće je to toplotna energija. Eksperimenti pokazuju da je količina oslobođene energije direktno proporcionalna količini sagorjelog goriva.

Specifična toplota sagorevanja

Za izračunavanje ove energije koristi se fizička veličina koja se zove specifična toplota sagorevanja goriva. Specifična toplota sagorevanja goriva pokazuje koliko energije se oslobađa pri sagorevanju jedinice mase goriva.

Određeno je latinično pismo q. U sistemu SI, mjerna jedinica za ovu količinu je J/kg. Imajte na umu da svako gorivo ima svoju specifičnu toplotu sagorevanja. Ova vrijednost je mjerena za gotovo sve vrste goriva i utvrđuje se iz tabela prilikom rješavanja zadataka.

Na primer, specifična toplota sagorevanja benzina je 46.000.000 J/kg, kerozina je ista, a etil alkohola 27.000.000 J/kg. Lako je shvatiti da je energija koja se oslobađa pri sagorevanju goriva jednaka umnošku mase ovog goriva i specifične toplote sagorevanja goriva:

Pogledajmo primjere

Pogledajmo primjer. 10 grama etil alkohola sagorelo je u alkoholnoj lampi za 10 minuta. Pronađite snagu alkoholne lampe.

Rješenje. Nađimo količinu toplote koja se oslobađa pri sagorevanju alkohola:

Q = q*m; Q = 27.000.000 J/kg * 10 g = 27.000.000 J/kg * 0,01 kg = 270.000 J.

Pronađimo snagu alkoholne lampe:

N = Q / t = 270.000 J / 10 min = 270.000 J / 600 s = 450 W.

Pogledajmo složeniji primjer. Aluminijumska posuda mase m1 napunjena vodom mase m2 zagrijana je pomoću kerozinske peći od temperature t1 do temperature t2 (00C< t1 < t2

Rješenje.

Nađimo količinu toplote koju prima aluminijum:

Q1 = c1 * m1 * (t1 t2);

Nađimo količinu toplote koju prima voda:

Q2 = c2 * m2 * (t1 t2);

Pronađimo količinu toplote koju je primila posuda s vodom:

Nađimo količinu toplote koju odaje sagorjeli benzin:

Q4 = Q3 / k * 100 = (Q1 + Q2) / k * 100 =

(c1 * m1 * (t1 t2) + c2 * m2 * (t1 t2)) / k * 100;

Vrlo često se kalorička vrijednost goriva uzima u obzir pri odabiru uređaja za grijanje za kuće i vikendice, te pri odabiru sistema grijanja za stan. Ovaj parametar je također važan pri odabiru sistema goriva za automobile (prilikom prelaska s tekućeg goriva na plin ili struju).

Vrijedi napomenuti da na ovog trenutka mnoge naučne organizacije, istraživački instituti, laboratorije, pa čak i specijalizovane kompanije razvijaju sisteme koji mogu povećati ovaj parametar i omogućiti optimalnije korišćenje energije koja se oslobađa tokom sagorevanja. To se obično postiže povećanjem efikasnosti instalacije.

Prisutnost takvog parametra je zbog činjenice da različite vrste emituju različite količine topline (energije) tokom procesa sagorijevanja, što je posebno važno za industrijska postrojenja i kotlovnice, jer će odabirom optimalne vrste uštedjeti značajnu količinu financijskih sredstava. sredstva za rad industrijskih postrojenja.

U nastavku ćemo dati definiciju kalorijske vrijednosti goriva, razgovarati o tome koja je specifična toplina sagorijevanja goriva i dati vrijednosti nekih energetskih resursa (specifične topline sagorijevanja drva za ogrjev, uglja, naftnih derivata).

Kalorična vrijednost različitih vrsta energetskih resursa podrazumijeva se kao količina toplinske energije (kilokalorije) koja će se proizvesti kada se sagori jedna jedinica goriva. Za određivanje ovog parametra koristi se poseban uređaj, koji se naziva kalorimetar. Postoji još jedan uređaj - kalorimetrijska bomba.

U mjernim instrumentima, jedna jedinica gorivnog materijala zagrijava vodu, što rezultira vodenom parom. Zatim se para kondenzira, pretvarajući se u potpunosti u tekuće stanje, što se naziva kondenzacija. U tom slučaju para u potpunosti prenosi toplinsku energiju na mjerni uređaj. Međutim, nedostatak ovakvih mjernih instrumenata je u tome što se ne mjeri sva toplotna energija koja izlazi tokom sagorevanja goriva. To je zbog činjenice da je tokom isparavanja količina toplinske energije veća nego prilikom kondenzacije. Zbog toga je nemoguće izmjeriti svu oslobođenu energiju. Nedostaci uređaja su manje nego idealna toplotna provodljivost materijala od kojih su napravljeni, što takođe smanjuje stvarnu brzinu sagorevanja. Ovi kriteriji su prilično važni za laboratorijska istraživanja, ali se zanemaruju prilikom mjerenja u praktične svrhe. Prilikom rada industrijskih instalacija ovi gubici se povećavaju zbog efikasnosti (ne 100%).

U ovom slučaju, pokazatelji dobiveni u kalorimetrijskoj bombi (gdje je proces mjerenja precizniji nego u kalorimetru) nazivaju se najvišom kaloričnom vrijednošću materijala goriva.

Kalorimetarski indikatori su najniža kalorijska vrijednost goriva, koja se razlikuje od najveće vrijednosti 600x(9H+W)/100, gdje su H i W količina vodonika i vlage sadržane u jedinici određenog gorivnog materijala. Treba imati na umu da se prema američkim standardima za proračune koristi najveća vrijednost, a za zemlje s metričkim sistemom koristi se najniža vrijednost. Trenutno se postavlja pitanje o prelasku metričkog sistema na viši indikator, jer ga brojni naučnici prepoznaju kao optimalnije.

Vrijednosti za različite vrste goriva

Često se mnogi ljudi zanimaju za vrijednost specifične topline sagorijevanja goriva za određenu vrstu energetskog nosača, a prilično često ljudi zanimaju kaloričnu vrijednost drva za ogrjev. Ovo je postalo posebno važno u U poslednje vreme kada je počela moda za klasične peći u domovima. Kalorična vrijednost ogrevno drvo različite rase drvo varira, često se navodi prosječna vrijednost. Ispod su vrijednosti za sledeće vrste materijal za gorivo:

1. Kalorična vrijednost drva za ogrjev (breza, četinara) je u prosjeku 14,5-15,5 MJ/kg. Mrki ugalj ima istu brzinu prijenosa topline.
2. Prijenos topline uglja je 22 MJ/kg.
3. Ova vrijednost za treset se kreće od 8-15 MJ/kg.
4. Vrijednost za brikete goriva je u rasponu od 18,5-21 MJ/kg.
5. Plin koji se isporučuje za stambene zgrade ima pokazatelj od 45,5 MJ/kg.
6. Za plin u bocama (propan-butan) brojka je 36 MJ/kg.
7. Dizel gorivo ima pokazatelj od 42,8 MJ/kg.
8. Za različite marke benzina, vrijednost se kreće od 42-45 MJ/kg.

Specifične vrijednosti

Za određeni broj materijala za gorivo izračunato specifične vrijednosti sagorijevanje. To su fizičke veličine koje pokazuju količinu toplinske energije koja nastaje kao rezultat sagorijevanja jedne jedinice. Obično se mjeri u džulima po kilogramu (ili kubnom metru). U SAD-u se vrijednosti daju u kalorijama po kilogramu. Ovi koeficijenti su prijenos topline. Oni se mjere u laboratoriju, nakon čega se podaci unose u posebne tabele koje su javno dostupne. Što je veći prijenos topline nekog energetskog resursa (toplota proizvedena sagorijevanjem goriva), to se gorivo smatra efikasnijim. Odnosno, u istoj instalaciji sa istom efikasnošću, potrošnja će biti manja za gorivo koje ima više visoka vrijednost prijenos topline.

Specifična toplota sagorevanja goriva se skoro uvek koristi u proračunima dizajna (prilikom projektovanja različite opreme), kao i pri određivanju sistema grejanja i opreme za kuću, stan, vikendicu itd.

Različite vrste goriva (čvrsto, tečno i gasovito) karakterišu opšta i specifična svojstva. Opšta svojstva goriva uključuju specifičnu toplotu sagorevanja i vlažnost, specifična svojstva uključuju sadržaj pepela, sadržaj sumpora (sadržaj sumpora), gustinu, viskoznost i druga svojstva.

Specifična toplota sagorevanja goriva je količina toplote koja se oslobađa tokom potpunog sagorevanja \(1\) kg čvrstog ili tekućeg goriva ili \(1\) m³ gasovitog goriva.

Energetska vrijednost goriva prvenstveno je određena njegovom specifičnom toplinom sagorijevanja.

Specifična toplota sagorevanja je označena slovom \(q\). Jedinica specifične toplote sagorevanja je \(1\) J/kg za čvrsta i tečna goriva i \(1\) J/m³ za gasovita goriva.

Specifična toplina sagorijevanja je eksperimentalno određena primjenom prilično složenih metoda.

Tabela 2. Specifična toplota sagorevanja nekih vrsta goriva.

Čvrsto gorivo

Tečno gorivo

Gasovito gorivo

(pod normalnim uslovima)

Iz ove tabele je jasno da je specifična toplota sagorevanja vodonika najveća, jednaka je \(120\) MJ/m³. To znači da se potpunim sagorevanjem vodonika zapremine \(1\) m³ oslobađa \(120\) MJ \(=\)\(120\) ⋅ 10 6 J energije.

Vodonik je jedno od visokoenergetskih goriva. Osim toga, proizvod sagorijevanja vodika je obična voda, za razliku od drugih vrsta goriva, gdje su proizvodi izgaranja ugljični dioksid i ugljični monoksid, pepeo i šljaka iz peći. Ovo čini vodonik ekološki najprihvatljivijim gorivom.

Međutim, vodonik je eksplozivan. Osim toga, ima najmanju gustoću u odnosu na druge plinove na istoj temperaturi i pritisku, što stvara poteškoće s ukapljivanjem vodonika i njegovim transportom.

Ukupna količina toplote \(Q\) koja se oslobađa tokom potpunog sagorevanja \(m\) kg čvrstog ili tekućeg goriva izračunava se po formuli:

Ukupna količina toplote \(Q\) koja se oslobađa tokom potpunog sagorevanja \(V\) m³ gasovitog goriva izračunava se po formuli:

Vlažnost (sadržaj vlage) goriva smanjuje njegovu kaloričnu vrijednost, jer se povećava potrošnja topline za isparavanje vlage i povećava volumen produkata izgaranja (zbog prisustva vodene pare).
Sadržaj pepela je količina pepela koja nastaje tokom sagorevanja minerala sadržanih u gorivu. Mineralne tvari sadržane u gorivu smanjuju njegovu kaloričnu vrijednost, jer se smanjuje sadržaj zapaljivih komponenti (glavni razlog) i povećava se potrošnja topline za zagrijavanje i topljenje mineralne mase.
Sadržaj sumpora (sadržaj sumpora) odnosi se na negativni faktor goriva, budući da se tokom sagorevanja stvara sumporov dioksid, zagađujući atmosferu i uništavajući metal. Osim toga, sumpor sadržan u gorivu djelomično prelazi u topljeni metal i zavareno staklo, smanjujući njihovu kvalitetu. Na primjer, za topljenje kristalnih, optičkih i drugih stakla ne možete koristiti gorivo koje sadrži sumpor, jer sumpor značajno smanjuje optička svojstva i boju stakla.

Obračun troškova za 1 kW*sat:

• Dizel gorivo. Specifična toplota sagorevanja dizel goriva je 43 mJ/kg; ili, uzimajući u obzir gustinu od 35 mJ/litar; Uzimajući u obzir efikasnost kotla na dizel gorivo (89%), nalazimo da se pri sagorijevanju 1 litre proizvodi 31 mJ energije, odnosno u konvencionalnijim jedinicama 8,6 kWh.
  • Cijena 1 litre dizel goriva je 20 rubalja.
  • Cijena 1 kWh energije sagorijevanja dizel goriva iznosi 2,33 rublja.

• Propan-butan mješavina SPBT(tečni naftni gas LPG). Specifična toplota sagorevanja TNG-a je 45,2 mJ/kg ili, uzimajući u obzir gustinu od 27 mJ/litar, uzimajući u obzir efikasnost gasnog kotla od 95%, dobijamo da pri sagorevanju 1 litra dobijemo 25,65 mJ energije se proizvodi, ili u konvencionalnijim jedinicama - 7.125 kW* h.
  • Cijena 1 litre TNG-a je 11,8 rubalja.
  • Cijena 1 kWh energije iznosi 1,66 rubalja.

Razlika u cijeni 1 kW topline dobivene sagorijevanjem dizela i TNG-a iznosila je 29%. Navedene brojke pokazuju da je od navedenih izvora topline ukapljeni plin ekonomičniji. Da biste dobili precizniji izračun, potrebno je staviti trenutne cijene energije.

Značajke upotrebe ukapljenog plina i dizel goriva

DIESEL FUEL. Postoji nekoliko varijanti koje se razlikuju po sadržaju sumpora. Ali za kotao to nije od velike važnosti. Ali važna je podjela na zimsko i ljetno dizel gorivo. Standard utvrđuje tri glavna razreda dizel goriva. Najčešći je ljetni (L), opseg njegove primjene je od O°C i više. Zimsko dizel gorivo (3) koristi se na temperaturama vazduha ispod nule (do -30°C). Na nižim temperaturama treba koristiti arktičko (A) dizel gorivo. Prepoznatljiva karakteristika dizel gorivo je njegova tačka oblaka. Zapravo, to je temperatura na kojoj parafini sadržani u dizel gorivu počinju kristalizirati. Zaista se zamuti, a sa daljim padom temperature postaje kao žele ili zgusnuta masna supa. Najmanji kristali parafina začepljuju pore filtera goriva i sigurnosnih mreža, talože se u kanalima cjevovoda i paraliziraju rad. Za letnje gorivo tačka zamućenja je -5°C, a za zimsko gorivo je -25°C. Važan indikator, mora biti naznačeno u pasošu za dizel gorivo, temperatura maksimalne filtrabilnosti. Zamućeno dizel gorivo može se potrošiti do temperature filtrabilnosti, a zatim se filter začepi i dovod goriva prestaje. Zimsko dizel gorivo se ne razlikuje od ljetnog dizel goriva ni po boji ni po mirisu. Dakle, ispada da samo Bog (i serviser na benzinskoj pumpi) zna šta je zapravo poplavljeno. Neki majstori miješaju ljetno dizel gorivo sa BGS (gasnim benzinom) i drugim stvarima, postižući smanjenje temperature filtrabilnosti, što rizikuje ili kvar pumpe ili jednostavno eksploziju zbog činjenice da se paklena tačka paklene tvari smanjuje. Također, umjesto dizela može se isporučiti lagano lož ulje koje se ne razlikuje po izgledu, ali sadrži više nečistoća, i to onih kojih u dizelu uopće nema. Što je opterećeno kontaminacijom opreme za gorivo i skupim čišćenjem. Iz navedenog možemo zaključiti da ako kupujete dizel po niskoj cijeni, od privatnika ili neprovjerenih organizacija, može doći do potrebe za popravkom, odnosno odmrzavanja sistema grijanja. Cijena dizel goriva, isporučenog na kućnu adresu, varira za rublju od cijena na benzinskim pumpama, kako dolje tako i gore u zavisnosti od udaljenosti vaše vikendice i količine prevezenog goriva, sve što je jeftinije trebalo bi vas upozoriti osim ako niste ekstremni zaljubljenik u sport. , i ne plaše se prenoćiti u rashladnoj kući na 30 stepeni mraza.

TEČNI GAS. Kao i dizel gorivo, postoji nekoliko razreda SPBT, koji se razlikuju po sastavu mješavine propana i butana. Zimska mješavina, ljetna i arktička. Zimska smjesa se sastoji od 65% propana, 30% butana i 5% plinskih nečistoća. Ljetna mješavina 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, ova mješavina se naziva kućna. U svaku smjesu dodaje se vrlo mala količina sumporne tvari, mirisnog sredstva, kako bi se stvorio „miris plina“. Sa stanovišta sagorevanja i uticaja na opremu, sastav mešavine praktički nema efekta. Butan, iako mnogo jeftiniji, nešto je bolji za grijanje od propana – ima više kalorija, ali ima vrlo veliki nedostatak koji ga otežava korištenje u ruski uslovi- butan prestaje da isparava i ostaje tečan na nula stepeni. Ako imate uvezeni rezervoar sa niskim grlom ili vertikalom (dubina površine isparavanja je manja od 1,5 metara) ili se nalazi u plastičnom sarkofagu koji pogoršava prenos toplote, onda tokom dužih mrazeva rezervoar može prestati da isparava butan, ne samo usled mraza, ali i od -zbog nedovoljnog prenosa toplote (prilikom isparavanja gas se sam hladi). Na temperaturama ispod 3 stepena Celzijusa, uvozni kontejneri napravljeni za uslove Nemačke, Češke, Italije, Poljske, uz intenzivno isparavanje, prestaju da proizvode gas nakon što sav propan ispari, a ostaje samo butan.

Sada uporedimo potrošačka svojstva LPG-a i dizel goriva

Upotreba TNG-a je 29% jeftinija od dizel goriva. Kvaliteta LPG-a ne utječe na njegova potrošačka svojstva kada se koriste rezervoari AvtonomGaz, štoviše, što je veći sadržaj butana u smjesi, to bolje funkcionira plinska oprema. Dizelsko gorivo lošeg kvaliteta može dovesti do ozbiljnog oštećenja opreme za grijanje. Upotreba tečnog gasa eliminisaće miris dizel goriva u vašem domu. U tečnom gasu manje sadržaja toksična jedinjenja sumpora i kao rezultat toga nema zagađenja vazduha u vašem vrtu. Možete pokrenuti ne samo kotao, već i plinsku peć, kao i plinski kamin i plinski električni generator iz ukapljenog plina.

Povratak