Գազի սեղանի ջերմային արժեքը. գազային վառելիք

Օրգանական ծագման նյութերը ներառում են վառելիքը, որն այրվելիս անջատում է որոշակի քանակությամբ ջերմային էներգիա։ Ջերմային արտադրությունը պետք է բնութագրվի բարձր արդյունավետությամբ և բացակայությամբ կողմնակի ազդեցությունմասնավորապես՝ մարդու առողջության և շրջակա միջավայրի համար վնասակար նյութեր։

Վառարանում բեռնելու հեշտության համար փայտանյութը կտրվում է առանձին տարրերի մինչև 30 սմ երկարությամբ, որոնց օգտագործման արդյունավետությունը բարձրացնելու համար վառելափայտը պետք է հնարավորինս չոր լինի, իսկ այրման գործընթացը՝ համեմատաբար դանդաղ: Շատ առումներով վառելափայտը այնպիսի կարծր փայտից, ինչպիսիք են կաղնին և կեչին, պնդուկն ու մոխիրը, ալոճենը հարմար է տարածքի ջեռուցման համար: Խեժի բարձր պարունակության, այրման արագության և ցածր ջերմային արժեքի շնորհիվ փշատերեւ ծառերայս առումով զգալիորեն զիջում են։

Պետք է հասկանալ, որ փայտի խտությունը ազդում է ջերմային արժեքի արժեքի վրա:

այն բնական նյութ բուսական ծագումարդյունահանված նստվածքային ապարներից:

Այս տեսակի պինդ վառելիքը պարունակում է ածխածին և այլն քիմիական տարրեր. Գոյություն ունի նյութի բաժանում տեսակների՝ կախված նրա տարիքից։ Շագանակագույն ածուխը համարվում է ամենաերիտասարդը, որին հաջորդում է կարծր ածուխը, իսկ անտրացիտը բոլոր մյուս տեսակներից ամենահինն է։ Այրվող նյութի տարիքը որոշվում է նաև նրա խոնավության պարունակությամբ, որը ներս ավելիններկա երիտասարդ նյութում.

Ածուխի այրման ժամանակ շրջակա միջավայրն աղտոտվում է, իսկ կաթսայի ճաղավանդակի վրա առաջանում է խարամ, որը որոշակիորեն խոչընդոտ է ստեղծում բնականոն այրման համար։ Նյութի մեջ ծծմբի առկայությունը նույնպես անբարենպաստ գործոն է մթնոլորտի համար, քանի որ օդային տարածքում այս տարրը վերածվում է ծծմբաթթվի:

Այնուամենայնիվ, սպառողները չպետք է վախենան իրենց առողջության համար։ Այս նյութի արտադրողները, հոգալով մասնավոր հաճախորդների մասին, ձգտում են նվազեցնել դրա մեջ ծծմբի պարունակությունը: Ածխի ջերմային արժեքը կարող է տարբերվել նույնիսկ նույն տեսակի ներսում: Տարբերությունը կախված է ենթատեսակի բնութագրերից և նրանում օգտակար հանածոների պարունակությունից, ինչպես նաև արտադրության աշխարհագրությունից։ Որպես պինդ վառելիք՝ ոչ միայն հայտնաբերվում է մաքուր ածուխ, այլև ցածր հարստացված ածխի խարամ՝ սեղմված բրիկետների մեջ։

Գնդիկները (վառելիքի գնդիկները) պինդ վառելիք է, որը ստեղծվում է արդյունաբերական եղանակով փայտից և բույսերի թափոններից՝ թրաշած, կեղև, ստվարաթուղթ, ծղոտ:

Փոշու վիճակի մանրացված հումքը չորացնում են և լցնում հատիկավորիչի մեջ, որտեղից արդեն դուրս է գալիս որոշակի ձևի հատիկների տեսքով։ Զանգվածին մածուցիկություն ավելացնելու համար օգտագործվում է բուսական պոլիմեր՝ լիգնին։ Արտադրության գործընթացի բարդությունը և մեծ պահանջարկը կազմում են գնդիկների արժեքը: Նյութը օգտագործվում է հատուկ սարքավորված կաթսաներում:

Վառելիքի տեսակները որոշվում են՝ կախված նրանից, թե որ նյութից են դրանք մշակվում.

• ցանկացած տեսակի ծառերի կլոր փայտանյութ;
• ծղոտ;
• տորֆ;
• արևածաղկի կեղև:

Վառելիքի կարկուտների առավելությունների թվում հարկ է նշել հետևյալ հատկությունները.

• շրջակա միջավայրի բարեկամականություն;
• դեֆորմացման անկարողություն և սնկերի նկատմամբ դիմադրություն;
• պահեստավորման հեշտությունը նույնիսկ դրսում;
• այրման միատեսակությունը և տևողությունը;
• համեմատաբար ցածր գնով;
• տարբեր ջեռուցման սարքերի համար օգտագործելու հնարավորությունը.
• հարմար գնդիկի չափս՝ հատուկ սարքավորված կաթսայի մեջ ավտոմատ բեռնման համար:

Բրիկետներ

Բրիկետները կոչվում են պինդ վառելիք, շատ առումներով նման են գնդիկներին: Դրանց արտադրության համար օգտագործվում են միանման նյութեր՝ փայտի չիպսեր, թրաշներ, տորֆ, կեղև և ծղոտ: Արտադրական գործընթացի ընթացքում հումքը մանրացվում է և սեղմման միջոցով ձևավորվում բրիկետների։ Այս նյութը նույնպես պատկանում է էկոլոգիապես մաքուր վառելիքին: Հարմար է նույնիսկ պահել դրսում. Այս վառելիքի սահուն, միատեսակ և դանդաղ այրումը կարելի է դիտարկել ինչպես բուխարիներում, այնպես էլ վառարաններում, և ջեռուցման կաթսաներում:

Վերևում քննարկված էկոլոգիապես մաքուր պինդ վառելիքի տեսակները լավ այլընտրանք են ջերմություն առաջացնելու համար: Ջերմային էներգիայի հանածո աղբյուրների համեմատ, որոնք բացասաբար են ազդում այրման վրա միջավայրըև լինելով, ի լրումն, չվերականգնվող, այլընտրանքային վառելիքներն ունեն հստակ առավելություններ և համեմատաբար ցածր ինքնարժեք, ինչը կարևոր է սպառողների որոշակի կատեգորիաների համար:

Միեւնույն ժամանակ, նման վառելիքի հրդեհային վտանգը շատ ավելի բարձր է: Հետևաբար, որոշ նախազգուշական միջոցներ պետք է ձեռնարկվեն դրանց պահպանման և պատերի հրդեհակայուն նյութերի օգտագործման վերաբերյալ:

Հեղուկ և գազային վառելիք

Ինչ վերաբերում է հեղուկ և գազային այրվող նյութերին, ապա իրավիճակը հետևյալն է.

Գազային վառելիքը բաժանվում է բնական և արհեստականի և իրենից ներկայացնում է այրվող և ոչ այրվող գազերի խառնուրդ, որը պարունակում է որոշակի քանակությամբ ջրային գոլորշի, իսկ երբեմն՝ փոշի և խեժ։ Գազի վառելիքի քանակը նորմալ պայմաններում արտահայտվում է խորանարդ մետրերով (760 մմ ս.ս. և 0 ° C), իսկ բաղադրությունը՝ ըստ ծավալի տոկոսի։ Վառելիքի բաղադրության ներքո հասկանալ դրա չոր գազային մասի բաղադրությունը:

բնական գազի վառելիք

Ամենատարածված գազի վառելիքը բնական գազն է, որն ունի բարձր ջերմային արժեք։ հիմք բնական գազմեթանն է, որի պարունակությունը կազմում է 76,7-98%։ Այլ գազային ածխաջրածնային միացությունները բնական գազի մաս են կազմում 0,1-ից 4,5%:

Հեղուկ գազնավթավերամշակման արտադրանք - բաղկացած է հիմնականում պրոպանի և բութանի խառնուրդից:

Այրվող գազերը ներառում են՝ ջրածին H 2, մեթան CH 4, այլ ածխաջրածին միացություններ C m H n, ջրածնի սուլֆիդ H 2 S և ոչ այրվող գազեր, ածխածնի երկօքսիդ CO2, թթվածին O 2, ազոտ N 2 և փոքր քանակությամբ ջրային գոլորշի H 2 O. Ցուցանիշներ մև Պ C և H-ում բնութագրում են տարբեր ածխաջրածինների միացությունները, օրինակ՝ մեթանի CH 4-ի համար t = 1 և n= 4, էթանի համար С 2 Н բ t = 2և n= b և այլն:

Չոր գազային վառելիքի բաղադրությունը (ըստ ծավալի տոկոս).

CO + H 2 + 2 C m H n + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 = 100%:

Չոր գազային վառելիքի չայրվող մասը՝ բալաստը, ազոտ N և ածխածնի երկօքսիդ CO2 է:

Թաց գազային վառելիքի բաղադրությունը արտահայտվում է հետևյալ կերպ.

CO + H 2 + Σ C m H n + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 + H 2 O \u003d 100%:

Այրման ջերմությունը՝ կՋ/մ (կկալ/մ 3), մաքուր չոր գազի 1 մ 3 նորմալ պայմաններում որոշվում է հետևյալ կերպ.

Q n s \u003d 0.01,

որտեղ Qco, Q n 2, Q հետ m n n Q n 2 ս. - խառնուրդը կազմող առանձին գազերի այրման ջերմություն, կՋ / մ 3 (կկալ / մ 3); CO, H 2, Cm H n, H 2 S - բաղադրիչները, որոնք կազմում են գազային խառնուրդը, ըստ ծավալի %:

1 մ3 չոր բնական գազի այրման ջերմությունը նորմալ պայմաններում կենցաղային հանքավայրերի մեծ մասի համար կազմում է 33,29 - 35,87 ՄՋ / մ3 (7946 - 8560 կկալ / մ3): Գազային վառելիքի բնութագրերը տրված են աղյուսակ 1-ում:

Օրինակ.Որոշել բնական գազի զուտ ջերմային արժեքը (նորմալ պայմաններում) հետևյալ բաղադրության.

H 2 S = 1%; CH 4 = 76,7%; C 2 H 6 = 4,5%; C 3 H 8 = 1.7%; C 4 H 10 = 0.8%; C 5 H 12 = 0.6%:

Աղյուսակ 1-ից գազերի բնութագրերը փոխարինելով (26) բանաձևով՝ մենք ստանում ենք.

Q ns \u003d 0,01 \u003d 33981 կՋ / մ 3 կամ

Q ns \u003d 0,01 (5585,1 + 8555 76,7 + 15 226 4,5 + 21 795 1,7 + 28 338 0,8 + 34 890 0,6) \u003d 8109 կկալ / մ.

Աղյուսակ 1. Գազային վառելիքի բնութագրերը

Պինդ վառելիքի գազաֆիկացման գործընթացը ցուցադրված է լաբորատոր փորձով (նկ. 1): Հրակայուն խողովակը ածուխի կտորներով լցնելով, մենք այն ուժեղ տաքացնում ենք և թույլ ենք տալիս թթվածին անցնել գազաչափի միջով։ Թողեք, որ խողովակից դուրս եկող գազերը անցնեն կրաքարի ջրով լվացող սարքով, ապա վառեք այն։ Կրաքարի ջուրը պղտորվում է, գազը այրվում է կապտավուն բոցով։ Սա ցույց է տալիս CO2 երկօքսիդի և ածխածնի երկօքսիդի CO-ի առկայությունը ռեակցիայի արտադրանքներում:

Այս նյութերի առաջացումը կարելի է բացատրել նրանով, որ երբ թթվածինը շփվում է տաք ածխի հետ, վերջինս սկզբում օքսիդացվում է ածխաթթու. C + O 2 \u003d CO 2

Այնուհետև, անցնելով տաք ածուխի միջով, ածխաթթու գազը մասամբ վերածվում է ածխածնի օքսիդի. CO 2 + C \u003d 2CO

Այրման ջերմությունը որոշվում է այրվող նյութի քիմիական բաղադրությամբ։ Այրվող նյութում պարունակվող քիմիական տարրերը նշվում են ընդունված նշաններով ԻՑ , Հ , Օ , Ն , Ս, իսկ մոխիրն ու ջուրը խորհրդանիշներ են ԲԱՅՑև Վհամապատասխանաբար.

Հանրագիտարան YouTube

• 1 / 5

  Այրման ջերմությունը կարող է կապված լինել այրվող նյութի աշխատանքային զանգվածի հետ Q P (\displaystyle Q^(P)), այսինքն՝ դեպի այրվող նյութ այն տեսքով, որով այն մտնում է սպառող. չորացնել նյութը Q C (\displaystyle Q^(C)); նյութի այրվող զանգվածին Q Γ (\displaystyle Q^(\Gamma)), այսինքն՝ այրվող նյութի, որը չի պարունակում խոնավություն և մոխիր։

  Ավելի բարձր տարբերակել ( Q B (\displaystyle Q_(B))) և ավելի ցածր ( Q H (\displaystyle Q_(H))) այրման ջերմություն.

  Տակ ավելի բարձր ջերմային արժեքհասկանալ ջերմության քանակությունը, որն ազատվում է նյութի ամբողջական այրման ժամանակ, ներառյալ ջրի գոլորշիների խտացման ջերմությունը այրման արտադրանքի սառեցման ժամանակ:

  Զուտ ջերմային արժեքհամապատասխանում է ջերմության քանակին, որն ազատվում է ամբողջական այրման ժամանակ՝ առանց հաշվի առնելու ջրի գոլորշիների խտացման ջերմությունը։ Ջրային գոլորշիների խտացման ջերմությունը նույնպես կոչվում է գոլորշիացման թաքնված ջերմություն (խտացում).

  Ավելի ցածր և բարձր ջերմային արժեքը կապված է հարաբերակցությամբ. Q B = Q H + k (W + 9 H) (\displaystyle Q_(B)=Q_(H)+k(W+9H)),

  որտեղ k-ն գործակից է, որը հավասար է 25 կՋ/կգ (6 կկալ/կգ); W - այրվող նյութում ջրի քանակը,% (ըստ քաշի); H-ն այրվող նյութում ջրածնի քանակն է՝ % (ըստ զանգվածի):

  Այրման ջերմության հաշվարկ

  Այսպիսով, ավելի բարձր ջերմային արժեքը ջերմության քանակն է, որը թողարկվում է այրվող նյութի միավոր զանգվածի կամ ծավալի (գազի համար) ամբողջական այրման և այրման արտադրանքը մինչև ցողի կետի ջերմաստիճանի սառեցման ժամանակ: Ջերմային տեխնիկայի հաշվարկներում համախառն ջերմային արժեքը վերցվում է 100%: Գազի այրման թաքնված ջերմությունը այն ջերմությունն է, որն ազատվում է այրման արտադրանքներում պարունակվող ջրի գոլորշիների խտացման ժամանակ։ Տեսականորեն այն կարող է հասնել 11%-ի։

  Գործնականում հնարավոր չէ այրման արտադրանքները սառեցնել մինչև ամբողջական խտացում, և, հետևաբար, ներդրվում է հայեցակարգը. ցածր ջերմությունայրումը (QHp), որը ստացվում է համախառն ջերմային արժեքից հանելով ջրի գոլորշիների գոլորշիացման ջերմությունը, որը պարունակվում է նյութում և ձևավորվում է դրա այրման ժամանակ: 1 կգ ջրի գոլորշի գոլորշիացման վրա ծախսվում է 2514 կՋ/կգ (600 կկալ/կգ)։ Զուտ ջերմային արժեքը որոշվում է բանաձևերով (կՋ / կգ կամ կկալ / կգ).

  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))(պինդ համար)

  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))(համար հեղուկ նյութ), որտեղ:

  2514 - գոլորշիացման ջերմություն 0 °C-ում և մթնոլորտային ճնշում, կՋ / կգ;

  H P (\displaystyle H^(P))և W P (\displaystyle W^(P))- աշխատող վառելիքում ջրածնի և ջրի գոլորշու պարունակությունը,%;

  9-ը գործակից է, որը ցույց է տալիս, որ երբ 1 կգ ջրածին այրվում է թթվածնի հետ միասին, առաջանում է 9 կգ ջուր։

  Այրման ջերմությունն ամենաշատն է կարևոր հատկանիշվառելիք, քանի որ այն որոշում է ջերմության քանակը, որը ստացվում է 1 կգ պինդ կամ հեղուկ վառելիք կամ 1 մ³ գազային վառելիք այրելով կՋ / կգ (կկալ / կգ): 1 կկալ = 4,1868 կամ 4,19 կՋ:

  Զուտ ջերմային արժեքը որոշվում է փորձնականորեն յուրաքանչյուր նյութի համար և հանդիսանում է հղման արժեք: Այն կարող է որոշվել նաև պինդ և հեղուկ նյութերի համար, հայտնի տարերային բաղադրությամբ, հաշվարկով D.I. Մենդելեևի բանաձևով, կՋ / կգ կամ կկալ / կգ.

  Q H P = 339 ⋅ C P + 1256 ⋅ H P − 109 ⋅ (O P − S L P) − 25,14 ⋅ (9 ⋅ H P + W P) (\ցուցադրման ոճ Q_(H)^(P)=339\cdot C^(P)+ 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)), որտեղ:

  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))- վառելիքի աշխատանքային զանգվածում ածխածնի, ջրածնի, թթվածնի, ցնդող ծծմբի և խոնավության պարունակությունը % (ըստ զանգվածի):

  Համեմատական ​​հաշվարկների համար օգտագործվում է այսպես կոչված պայմանական վառելիքը, որն ունի 29308 կՋ/կգ (7000 կկալ/կգ) այրման տեսակարար ջերմություն։

  Ռուսաստանում ջերմային հաշվարկներ(օրինակ, ջերմային բեռի հաշվարկը՝ պայթյունի և հրդեհի վտանգի սենյակի կատեգորիան որոշելու համար) սովորաբար իրականացվում է ըստ ամենացածր ջերմային արժեքի, ԱՄՆ-ում, Մեծ Բրիտանիայում, Ֆրանսիայում՝ ըստ ամենաբարձր: Միացյալ Թագավորությունում և Միացյալ Նահանգներում, մինչև մետրային համակարգի ներդրումը, ջերմային արժեքը չափվում էր բրիտանական ջերմային միավորներով (BTU) մեկ ֆունտի (lb) համար (1Btu/lb = 2,326 կՋ/կգ):

  Նյութեր և նյութեր	Զուտ ջերմային արժեք Q H P (\displaystyle Q_(H)^(P)), ՄՋ/կգ
  Բենզին	41,87
  Կերոզին	43,54
  Թուղթ՝ գրքեր, ամսագրեր	13,4
  Փայտ (ձողեր W = 14%)	13,8
  Բնական ռետինե	44,73
  Պոլիվինիլքլորիդ լինոլեում	14,31
  Ռետինե	33,52
  Կեռ մանրաթել	13,8
  Պոլիէթիլեն	47,14
  պոլիստիրոլ	41,6
  Բամբակը թուլացել է	15,7
  Պլաստիկ	41,87

  Աղյուսակները ներկայացնում են վառելիքի (հեղուկ, պինդ և գազային) և որոշ այլ այրվող նյութերի այրման զանգվածային տեսակարար ջերմությունը։ Դիտարկվում են այնպիսի վառելանյութեր, ինչպիսիք են՝ ածուխ, վառելափայտ, կոքս, տորֆ, կերոսին, նավթ, սպիրտ, բենզին, բնական գազ և այլն։

  Աղյուսակների ցանկ.

  Վառելիքի էկզոտերմիկ օքսիդացման ռեակցիայում նրա քիմիական էներգիան որոշակի քանակությամբ ջերմության արտազատմամբ փոխակերպվում է ջերմային էներգիայի։ Առաջացող ջերմային էներգիակոչվում է վառելիքի այրման ջերմություն։ Դա կախված է իր քիմիական բաղադրությունից, խոնավությունից և գլխավորն է։ Վառելիքի ջերմային արժեքը, որը վերաբերում է 1 կգ զանգվածին կամ 1 մ 3 ծավալին, կազմում է զանգվածային կամ ծավալային հատուկ ջերմային արժեքը:
  

  Վառելիքի այրման հատուկ ջերմությունը ջերմության քանակն է, որն ազատվում է պինդ, հեղուկ կամ գազային վառելիքի միավորի զանգվածի կամ ծավալի ամբողջական այրման ժամանակ։ Միավորների միջազգային համակարգում այս արժեքը չափվում է J / կգ կամ J / m 3:

  Վառելիքի այրման հատուկ ջերմությունը կարող է որոշվել փորձարարական կամ վերլուծական եղանակով:Ջերմային արժեքի որոշման փորձարարական մեթոդները հիմնված են վառելիքի այրման ժամանակ արձակված ջերմության քանակի գործնական չափման վրա, օրինակ՝ թերմոստատով և այրման ռումբով կալորիմետրում։ Վառելիքի համար հայտնի քիմիական բաղադրությունըայրման հատուկ ջերմությունը կարելի է որոշել Մենդելեևի բանաձևով.

  Կան ավելի բարձր և ցածր այրման հատուկ ջերմություններ:Համախառն ջերմային արժեքը հավասար է առավելագույն թիվըվառելիքի ամբողջական այրման ժամանակ արտանետվող ջերմությունը՝ հաշվի առնելով վառելիքի մեջ պարունակվող խոնավության գոլորշիացման վրա ծախսվող ջերմությունը։ Զուտ ջերմային արժեք ավելի քիչ արժեքավելի մեծ է խտացման ջերմության արժեքով, որն առաջանում է վառելիքի խոնավությունից և օրգանական զանգվածի ջրածնից, որը այրման ժամանակ վերածվում է ջրի։

  Վառելիքի որակի ցուցանիշները որոշելու, ինչպես նաև ջերմատեխնիկական հաշվարկներում սովորաբար օգտագործում են այրման ամենացածր հատուկ ջերմությունը, որը վառելիքի ամենակարևոր ջերմային և գործառնական բնութագիրն է և տրված է ստորև բերված աղյուսակներում։

  Կոշտ վառելիքի այրման հատուկ ջերմություն (ածուխ, վառելափայտ, տորֆ, կոքս)

  Աղյուսակում ներկայացված են չոր պինդ վառելիքի այրման հատուկ ջերմության արժեքները ՄՋ/կգ միավորով: Աղյուսակում վառելիքը դասավորված է ըստ անվանման՝ այբբենական կարգով:

  Համարվող պինդ վառելիքներից կոքսային ածուխն ունի ամենաբարձր ջերմային արժեքը՝ նրա այրման հատուկ ջերմությունը 36,3 ՄՋ/կգ է (կամ 36,3·10 6 Ջ/կգ SI միավորներով): Բացի այդ, բարձր կալորիականությունը բնորոշ է ածուխին, անտրացիտին, փայտածուխև շագանակագույն ածուխ:

  Ցածր էներգաարդյունավետությամբ վառելանյութերը ներառում են փայտ, վառելափայտ, վառոդ, ֆրեզտորֆ, նավթային թերթաքար: Օրինակ, վառելափայտի այրման հատուկ ջերմությունը 8,4 ... 12,5 է, իսկ վառոդը `ընդամենը 3,8 ՄՋ / կգ:

  Հատուկ ջերմությունպինդ վառելիքի այրում (ածուխ, վառելափայտ, տորֆ, կոքս)

  Վառելիք
  Անտրասիտ	26,8…34,8
  Փայտի հատիկներ (դեղահատեր)	18,5
  Վառելափայտ չոր	8,4…11
  Չոր կեչու վառելափայտ	12,5
  գազային կոքս	26,9
  պայթուցիկ վառարանային կոքս	30,4
  կիսակոքս	27,3
  Փոշի	3,8
  Շիֆեր	4,6…9
  Նավթային թերթաքար	5,9…15
  ամուր հրթիռային վառելիք	4,2…10,5
  Տորֆ	16,3
  մանրաթելային տորֆ	21,8
  Տորֆ ֆրեզեր	8,1…10,5
  Տորֆի փշուր	10,8
  Շագանակագույն ածուխ	13…25
  Շագանակագույն ածուխ (բրիկետներ)	20,2
  Շագանակագույն ածուխ (փոշի)	25
  Դոնեցկի ածուխ	19,7…24
  Ածուխ	31,5…34,4
  Ածուխ	27
  Coking ածուխ	36,3
  Կուզնեցկի ածուխ	22,8…25,1
  Չելյաբինսկի ածուխ	12,8
  Էքիբաստուզ ածուխ	16,7
  freztorf	8,1
  Խարամ	27,5

  Հեղուկ վառելիքի այրման հատուկ ջերմություն (ալկոհոլ, բենզին, կերոսին, յուղ)

  Տրված է հեղուկ վառելիքի և որոշ այլ օրգանական հեղուկների այրման տեսակարար ջերմության աղյուսակը։ Հարկ է նշել, որ վառելիքները, ինչպիսիք են բենզինը, դիզելային վառելիքը և նավթը, բնութագրվում են այրման ժամանակ ջերմության բարձր արտանետմամբ:

  Ալկոհոլի և ացետոնի այրման հատուկ ջերմությունը զգալիորեն ցածր է, քան ավանդական շարժիչային վառելիքը: Բացի այդ, ինչ վերաբերում է ցածր արժեքՀեղուկ շարժիչն ունի ջերմային արժեք և - 1 կգ այդ ածխաջրածինների ամբողջական այրման դեպքում ջերմության քանակությունը կթողարկվի համապատասխանաբար 9,2 և 13,3 ՄՋ:

  Հեղուկ վառելիքի այրման հատուկ ջերմություն (ալկոհոլ, բենզին, կերոսին, յուղ)

  Վառելիք	Այրման տեսակարար ջերմություն, ՄՋ/կգ
  Ացետոն	31,4
  Բենզին A-72 (ԳՕՍՏ 2084-67)	44,2
  Ավիացիոն բենզին B-70 (ԳՕՍՏ 1012-72)	44,1
  Բենզին AI-93 (ԳՕՍՏ 2084-67)	43,6
  Բենզոլ	40,6
  Ձմեռային դիզելային վառելիք (ԳՕՍՏ 305-73)	43,6
  Ամառային դիզելային վառելիք (ԳՕՍՏ 305-73)	43,4
  Հեղուկ շարժիչ (կերոսին + հեղուկ թթվածին)	9,2
  Ավիացիոն կերոսին	42,9
  Լուսավորման կերոսին (ԳՕՍՏ 4753-68)	43,7
  քսիլեն	43,2
  Բարձր ծծմբի մազութ	39
  Ցածր ծծմբի մազութ	40,5
  Ցածր ծծմբի մազութ	41,7
  Ծծմբային մազութ	39,6
  Մեթիլ սպիրտ (մեթանոլ)	21,1
  n-Բուտիլային սպիրտ	36,8
  Յուղ	43,5…46
  Նավթի մեթան	21,5
  Տոլուոլ	40,9
  Սպիտակ ոգի (ԳՕՍՏ 313452)	44
  էթիլեն գլիկոլ	13,3
  Էթանոլ(էթանոլ)	30,6

  Գազային վառելիքի և այրվող գազերի այրման հատուկ ջերմություն

  Ներկայացված է գազային վառելիքի և որոշ այլ այրվող գազերի այրման տեսակարար ջերմության աղյուսակը՝ ՄՋ/կգ չափսերով: Դիտարկված գազերից տարբերվում է այրման ամենամեծ զանգվածային տեսակարար ջերմությունը։ Այս գազի մեկ կիլոգրամի ամբողջական այրման դեպքում կթողարկվի 119,83 ՄՋ ջերմություն։ Նաև այնպիսի վառելիք, ինչպիսին բնական գազն է, ունի բարձր ջերմային արժեք՝ բնական գազի այրման հատուկ ջերմությունը կազմում է 41 ... 49 ՄՋ / կգ (մաքուր 50 ՄՋ / կգ-ի համար):

  Գազային վառելիքի և այրվող գազերի այրման հատուկ ջերմություն (ջրածին, բնական գազ, մեթան)

  Վառելիք	Այրման տեսակարար ջերմություն, ՄՋ/կգ
  1-Բութեն	45,3
  Ամոնիակ	18,6
  Ացետիլեն	48,3
  Ջրածին	119,83
  Ջրածին, խառնուրդ մեթանի հետ (50% H 2 և 50% CH 4 ըստ զանգվածի)	85
  Ջրածին, խառնուրդ մեթանի և ածխածնի օքսիդի հետ (33-33-33% զանգվածով)	60
  Ջրածին, խառնուրդ ածխածնի երկօքսիդի հետ (50% H 2 50% CO 2 ըստ զանգվածի)	65
  Պայթուցիկ վառարանի գազ	3
  կոքս վառարանի գազ	38,5
  LPG հեղուկացված ածխաջրածին գազ (պրոպան-բութան)	43,8
  Իզոբութան	45,6
  Մեթան	50
  n-բութան	45,7
  n-Հեքսան	45,1
  n-Pentane	45,4
  Համակցված գազ	40,6…43
  Բնական գազ	41…49
  Պրոպադիեն	46,3
  Պրոպան	46,3
  Պրոպիլեն	45,8
  Պրոպիլեն, խառնուրդ ջրածնի և ածխածնի օքսիդի հետ (90%-9%-1% ըստ քաշի)	52
  Էթան	47,5
  Էթիլեն	47,2

  Որոշ այրվող նյութերի այրման հատուկ ջերմություն

  Տրված է որոշ այրվող նյութերի (փայտ, թուղթ, պլաստիկ, ծղոտ, ռետին և այլն) այրման հատուկ ջերմության աղյուսակը։ Հարկ է նշել, որ այրման ընթացքում բարձր ջերմության արտանետում ունեցող նյութերը: Այս նյութերը ներառում են `ռետինե տարբեր տեսակներ, ընդլայնված պոլիստիրոլ (պոլիստիրոլ), պոլիպրոպիլեն և պոլիէթիլեն։

  Որոշ այրվող նյութերի այրման հատուկ ջերմություն

  Վառելիք	Այրման տեսակարար ջերմություն, ՄՋ/կգ
  Թուղթ	17,6
  Կաշվե կտոր	21,5
  Փայտ (ձողեր՝ 14%) խոնավության պարունակությամբ	13,8
  Փայտը կույտերի մեջ	16,6
  կաղնու փայտ	19,9
  զուգված փայտ	20,3
  փայտ կանաչ	6,3
  Սոճու փայտ	20,9
  Կապրոն	31,1
  Կարբոլիտ արտադրանք	26,9
  Ստվարաթուղթ	16,5
  Styren-butadiene ռետինե SKS-30AR	43,9
  Բնական ռետինե	44,8
  Սինթետիկ ռետինե	40,2
  Ռետինե SCS	43,9
  Քլորոպրենային ռետին	28
  Պոլիվինիլքլորիդ լինոլեում	14,3
  Երկշերտ պոլիվինիլքլորիդ լինոլեում	17,9
  Լինոլեումի պոլիվինիլքլորիդ՝ զգացմունքային հիմքի վրա	16,6
  Լինոլեում պոլիվինիլքլորիդ տաք հիմքի վրա	17,6
  Լինոլեում պոլիվինիլքլորիդ գործվածքի հիմքի վրա	20,3
  Լինոլեում ռետինե (ռելին)	27,2
  Պարաֆին պինդ	11,2
  Պոլիփրփ PVC-1	19,5
  Պոլիփրփ FS-7	24,4
  Պոլիփրփ FF	31,4
  Ընդլայնված պոլիստիրոլ PSB-S	41,6
  պոլիուրեթանային փրփուր	24,3
  մանրաթել	20,9
  Պոլիվինիլքլորիդ (PVC)	20,7
  Պոլիկարբոնատ	31
  Պոլիպրոպիլեն	45,7
  Պոլիստիրոլ	39
  Բարձր խտության պոլիէթիլեն	47
  Ցածր ճնշման պոլիէթիլեն	46,7
  Ռետինե	33,5
  Ռուբերոիդ	29,5
  Soot ալիք	28,3
  Հայ	16,7
  Ծղոտե	17
  Օրգանական ապակի (պլեքսիգլաս)	27,7
  Տեքստոլիտ	20,9
  Տոլ	16
  ТНТ	15
  Բամբակ	17,5
  Ցելյուլոզա	16,4
  Բուրդ և բուրդ մանրաթելեր	23,1

  Աղբյուրներ:

  1. ԳՕՍՏ 147-2013 Պինդ հանքային վառելիք. Բարձր ջերմային արժեքի որոշում և ավելի ցածր ջերմային արժեքի հաշվարկ:
  2. ԳՕՍՏ 21261-91 Նավթամթերք. Համախառն ջերմային արժեքի որոշման և զուտ ջերմային արժեքի հաշվարկման մեթոդ.
  3. ԳՕՍՏ 22667-82 Այրվող բնական գազեր. Ջերմային արժեքը, հարաբերական խտությունը և Wobbe թիվը որոշելու հաշվարկման մեթոդ:
  4. ԳՕՍՏ 31369-2008 Բնական գազ. Ջերմային արժեքի, խտության, հարաբերական խտության և Wobbe թվի հաշվարկ՝ հիմնված բաղադրիչի կազմի վրա:
  5. Zemsky G. T. Անօրգանական և օրգանական նյութերի դյուրավառ հատկությունները. տեղեկատու M.: VNIIPO, 2016 - 970 p.

  5. այրման ջերմային հաշվեկշիռը

  Դիտարկենք գազային, հեղուկ և այրման գործընթացի ջերմային հաշվեկշռի հաշվարկման մեթոդները պինդ վառելիքներ. Հաշվարկը կրճատվում է հետևյալ խնդիրների լուծմանը.

  · Վառելիքի այրման ջերմության (կալորիականության) որոշում.

  · Այրման տեսական ջերմաստիճանի որոշում.

  5.1. Այրման ջերմություն

  Քիմիական ռեակցիաները ուղեկցվում են ջերմության արտազատմամբ կամ կլանմամբ։ Ջերմության արտանետման դեպքում ռեակցիան կոչվում է էկզոտերմիկ, իսկ երբ այն կլանվում է՝ էնդոթերմիկ։ Այրման բոլոր ռեակցիաները էկզոթերմիկ են, իսկ այրման արտադրանքները էկզոթերմային միացություններ են:

  Դասընթացի ընթացքում թողարկված (կամ կլանված): քիմիական ռեակցիաջերմությունը կոչվում է ռեակցիայի ջերմություն: Էկզոտերմիկ ռեակցիաներում այն ​​դրական է, էնդոթերմիկ ռեակցիաներում՝ բացասական։ Այրման ռեակցիան միշտ ուղեկցվում է ջերմության արտազատմամբ։ Այրման ջերմություն Ք գ(Ջ / մոլ) ջերմության քանակն է, որն ազատվում է նյութի մեկ մոլի ամբողջական այրման և այրվող նյութի ամբողջական այրման արտադրանքի վերածելու ժամանակ: Խլուրդը նյութի քանակի հիմնական SI միավորն է: Մեկ մոլը նյութի այնպիսի քանակություն է, որը պարունակում է այնքան մասնիկներ (ատոմներ, մոլեկուլներ և այլն), որքան ատոմներ կան ածխածին-12 իզոտոպի 12 գ-ում։ 1 մոլին հավասար նյութի քանակի զանգվածը (մոլեկուլային կամ մոլային զանգված) թվայինորեն համընկնում է տվյալ նյութի հարաբերական մոլեկուլային քաշի հետ։

  Օրինակ, թթվածնի հարաբերական մոլեկուլային քաշը (O 2) 32 է, ածխաթթու գազ(CO 2) հավասար է 44-ի, իսկ համապատասխան մոլեկուլային կշիռները հավասար կլինեն M =32 գ/մոլի և M =44 գ/մոլի: Այսպիսով, մեկ մոլ թթվածին պարունակում է 32 գրամ այս նյութ, իսկ մեկ մոլ CO 2 պարունակում է 44 գրամ ածխաթթու գազ։

  Տեխնիկական հաշվարկներում հաճախ օգտագործվում է ոչ թե այրման ջերմությունը Ք գ, և վառելիքի ջերմային արժեքը Ք(J / կգ կամ J / m 3): Նյութի ջերմային արժեքը ջերմության քանակությունն է, որն ազատվում է 1 կգ կամ 1 մ 3 նյութի ամբողջական այրման ժամանակ։ Հեղուկ և պինդ նյութերի համար հաշվարկը կատարվում է 1 կգ-ով, իսկ գազային նյութերի համար՝ 1 մ 3-ի դիմաց:

  Այրման ջերմության և վառելիքի ջերմային արժեքի իմացությունը անհրաժեշտ է այրման կամ պայթյունի ջերմաստիճանը, պայթյունի ճնշումը, բոցի տարածման արագությունը և այլ բնութագրերը հաշվարկելու համար: Վառելիքի ջերմային արժեքը որոշվում է կամ փորձարարական կամ հաշվարկով։ Ջերմային արժեքի փորձարարական որոշման ժամանակ պինդ կամ հեղուկ վառելիքի տվյալ զանգվածն այրվում է կալորիմետրիկ ռումբում, իսկ գազային վառելիքի դեպքում՝ գազի կալորիմետրում։ Այս սարքերը չափում են ընդհանուր ջերմությունը Ք 0, թողարկվել է վառելիքի կշռման նմուշի այրման ժամանակ մ. Ջերմային արժեք Ք գհայտնաբերվում է ըստ բանաձևի

  Այրման ջերմության և
  վառելիքի կալորիականությունը

  Այրման ջերմության և նյութի ջերմային արժեքի միջև կապ հաստատելու համար անհրաժեշտ է գրել այրման քիմիական ռեակցիայի հավասարումը:

  Ածխածնի ամբողջական այրման արդյունքը ածխածնի երկօքսիդն է.

  C + O 2 → CO 2:

  Ջրածնի ամբողջական այրման արդյունքը ջուրն է.

  2H 2 + O 2 → 2H 2 O:

  Ծծմբի ամբողջական այրման արդյունքը ծծմբի երկօքսիդն է.

  S + O 2 → SO 2.

  Միաժամանակ ազոտը, հալոգենիդները և այլ ոչ այրվող տարրերը ազատվում են ազատ ձևով։

  այրվող գազ

  Որպես օրինակ՝ մենք կհաշվարկենք մեթանի CH 4 ջերմային արժեքը, որի համար այրման ջերմությունը հավասար է. Ք գ=882.6 .

  Եկեք սահմանենք մոլեկուլային քաշըմեթանը իր համապատասխան քիմիական բանաձեւ(CH 4):

  М=1∙12+4∙1=16 գ/մոլ.

  Եկեք սահմանենք ջերմային արժեք 1 կգ մեթան.

  Գտնենք 1 կգ մեթանի ծավալը՝ իմանալով նրա խտությունը ρ=0,717 կգ/մ 3 նորմալ պայմաններում.

  .

  Որոշեք 1 մ 3 մեթանի ջերմային արժեքը.

  Նմանապես որոշվում է ցանկացած այրվող գազերի ջերմային արժեքը: Շատ սովորական նյութերի համար ջերմային արժեքները և ջերմային արժեքները չափվել են բարձր ճշգրտությամբ և տրված են համապատասխան տեղեկատու գրականության մեջ: Ահա որոշների կալորիականության աղյուսակը գազային նյութեր(Աղյուսակ 5.1): Արժեք Քայս աղյուսակում այն ​​տրված է MJ / m 3 և kcal / m 3-ով, քանի որ 1 կկալ = 4,1868 կՋ հաճախ օգտագործվում է որպես ջերմության միավոր:

  Աղյուսակ 5.1

  Գազային վառելիքի կալորիականությունը

  Նյութ			Ացետիլեն
  Ք

  այրվող հեղուկ կամ ամուր

  Որպես օրինակ, մենք հաշվարկելու ենք էթիլային սպիրտի ջերմային արժեքը C 2 H 5 OH, որի համար այրման ջերմությունը Ք գ= 1373,3 կՋ/մոլ:

  Որոշեք էթիլային սպիրտի մոլեկուլային զանգվածը՝ համաձայն նրա քիմիական բանաձևի (C 2 H 5 OH).

  М = 2∙12 + 5∙1 + 1∙16 + 1∙1 = 46 գ/մոլ:

  Որոշեք 1 կգ էթիլային սպիրտի ջերմային արժեքը.

  Նմանապես որոշվում է ցանկացած հեղուկ և պինդ այրվող նյութերի ջերմային արժեքը: Աղյուսակում. 5.2-ը և 5.3-ը ցույց են տալիս ջերմային արժեքները Ք(MJ/kg և kcal/kg) որոշ հեղուկ և պինդ նյութերի համար:

  Աղյուսակ 5.2

  Հեղուկ վառելիքի կալորիականությունը

  Նյութ		Մեթիլ սպիրտ	Էթանոլ			Մազութ, յուղ
  Ք

  Աղյուսակ 5.3

  Պինդ վառելիքի կալորիականությունը

  Նյութ		փայտ թարմ	փայտ չոր	Շագանակագույն ածուխ	Տորֆ չոր	Անտրացիտ, կոքս
  Ք

  Մենդելեևի բանաձևը

  Եթե ​​վառելիքի ջերմային արժեքը անհայտ է, ապա այն կարելի է հաշվարկել՝ օգտագործելով D.I.-ի առաջարկած էմպիրիկ բանաձեւը։ Մենդելեևը. Դա անելու համար դուք պետք է իմանաք վառելիքի տարրական բաղադրությունը (վառելիքի համարժեք բանաձեւը), այսինքն՝ դրանում առկա հետևյալ տարրերի տոկոսը.

  թթվածին (O);

  Ջրածին (H);

  Ածխածին (C);

  Ծծումբ (S);

  մոխիր (A);

  Ջուր (Վտ):

  Վառելիքի այրման արտադրանքները միշտ պարունակում են ջրի գոլորշի, առաջացել է ինչպես վառելիքում խոնավության առկայության, այնպես էլ ջրածնի այրման ժամանակ։ Այրման թափոնները թողնում են արդյունաբերական գործարանը ցողի կետից բարձր ջերմաստիճանում: Հետեւաբար, ջերմությունը, որն ազատվում է ջրի գոլորշիների խտացման ժամանակ, չի կարող օգտակար օգտագործվել և չպետք է հաշվի առնվի ջերմային հաշվարկներում:

  Հաշվարկի համար սովորաբար օգտագործվում է մաքուր ջերմային արժեքը: Q nվառելիք, որը հաշվի է առնում ջրի գոլորշիով ջերմային կորուստները. Պինդ և հեղուկ վառելիքի համար արժեքը Q n(MJ / կգ) մոտավորապես որոշվում է Մենդելեևի բանաձևով.

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

  որտեղ փակագծերում նշված է վառելիքի բաղադրության մեջ համապատասխան տարրերի տոկոսային (զանգվածային %) պարունակությունը:

  Այս բանաձևը հաշվի է առնում ածխածնի, ջրածնի և ծծմբի էկզոտերմիկ այրման ռեակցիաների ջերմությունը (գումարած նշանով): Թթվածինը, որը վառելիքի մի մասն է, մասամբ փոխարինում է օդի թթվածինին, ուստի (5.1) բանաձևի համապատասխան տերմինը վերցվում է մինուս նշանով։ Երբ խոնավությունը գոլորշիանում է, ջերմությունը սպառվում է, ուստի W պարունակող համապատասխան տերմինը նույնպես վերցվում է մինուս նշանով։

  Տարբեր վառելանյութերի (փայտ, տորֆ, ածուխ, նավթ) կալորիականության վերաբերյալ հաշվարկված և փորձնական տվյալների համեմատությունը ցույց է տվել, որ Մենդելեևի բանաձևով (5.1) հաշվարկը տալիս է 10%-ը չգերազանցող սխալ:

  Զուտ ջերմային արժեք Q n(MJ / մ 3) չոր այրվող գազերը կարող են հաշվարկվել բավարար ճշգրտությամբ որպես առանձին բաղադրիչների ջերմային արժեքի արտադրանքների գումար և դրանց տոկոսը 1 մ 3 գազային վառելիքում:

  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)

  որտեղ փակագծերում նշված է խառնուրդում համապատասխան գազերի տոկոսային պարունակությունը:

  Բնական գազի միջին ջերմային արժեքը մոտավորապես 53,6 ՄՋ/մ3 է: Արհեստականորեն արտադրվող այրվող գազերում CH 4 մեթանի պարունակությունը չնչին է: Հիմնական այրվող բաղադրիչներն են ջրածինը H 2 և ածխածնի երկօքսիդը CO: Կոքսի վառարանի գազում, օրինակ, H 2-ի պարունակությունը հասնում է (55 ÷ 60)%-ի, իսկ այդպիսի գազի մաքուր ջերմային արժեքը հասնում է 17,6 ՄՋ/մ 3-ի։ Գեներատորի գազում CO-ի պարունակությունը կազմում է ~ 30% և H 2 ~ 15%, մինչդեռ գեներատորի գազի մաքուր ջերմային արժեքը. Q n= (5.2÷6.5) ՄՋ/մ 3: Պայթուցիկ վառարանի գազում CO-ի և H2-ի պարունակությունը ավելի քիչ է. մեծությունը Q n= (4.0÷4.2) ՄՋ/մ 3:

  Դիտարկենք Մենդելեևի բանաձևով նյութերի ջերմային արժեքը հաշվարկելու օրինակներ:

  Եկեք որոշենք ածուխի ջերմային արժեքը, որի տարրական բաղադրությունը տրված է Աղյուսակում: 5.4.

  Աղյուսակ 5.4

  Տարրական կազմըածուխ

  Եկեք փոխարինենք ներդիրում տրված: Մենդելեևի (5.1) բանաձևի 5.4 տվյալները (ազոտ N և մոխիր A ներառված չեն այս բանաձևում, քանի որ դրանք իներտ նյութեր են և չեն մասնակցում այրման ռեակցիային).

  Q n=0,339∙37,2+1,025∙2,6+0,1085∙0,6–0,1085∙12–0,025∙40=13,04 ՄՋ/կգ:

  Եկեք որոշենք վառելափայտի քանակությունը, որը պահանջվում է 50 լիտր ջուր 10°C-ից մինչև 100°C տաքացնելու համար, եթե այրման ժամանակ արտանետվող ջերմության 5%-ը ծախսվում է ջեռուցման վրա, և ջրի ջերմունակությունը։ Հետ\u003d 1 կկալ / (կգ ∙ աստիճան) կամ 4,1868 կՋ / (կգ ∙ աստիճան): Վառելափայտի տարրական կազմը տրված է Աղյուսակում: 5.5:

  Աղյուսակ 5.5

  Վառելափայտի տարրական կազմը

  	Գտնենք վառելափայտի ջերմային արժեքը Մենդելեևի բանաձևով (5.1). Q n=0,339∙43+1,025∙7–0,1085∙41–0,025∙7= 17,12 ՄՋ/կգ։ Որոշեք 1 կգ վառելափայտ այրելիս ջրի ջեռուցման վրա ծախսվող ջերմության քանակը (հաշվի առնելով այն հանգամանքը, որ այրման ժամանակ արտանետվող ջերմության 5%-ը (a = 0,05) ծախսվում է այն տաքացնելու վրա). Ք 2=ա Q n=0.05 17.12=0.86 ՄՋ/կգ. Որոշեք վառելափայտի քանակությունը, որն անհրաժեշտ է 50 լիտր ջուրը 10°C-ից մինչև 100°C տաքացնելու համար. կգ. Այսպիսով, ջուրը տաքացնելու համար պահանջվում է մոտ 22 կգ վառելափայտ։