Այրման ջերմությունը որոշվում է այրվող նյութի քիմիական բաղադրությամբ։ Այրվող նյութում պարունակվող քիմիական տարրերը նշվում են ընդունված նշաններով ՀԵՏ , Հ , ՄԱՍԻՆ , Ն , Ս, իսկ մոխիրն ու ջուրը խորհրդանիշներ են ԱԵվ 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 զուտ ջերմային արժեքի (QHp) հայեցակարգը, որը ստացվում է ավելի բարձր ջերմային արժեքից հանելով ջրի գոլորշիների գոլորշիացման ջերմությունը, որը երկուսն էլ պարունակվում են: նյութը և ձևավորվել 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))(Հանուն հեղուկ նյութ), որտեղ:
2514 - գոլորշիացման ջերմություն 0 °C-ում և մթնոլորտային ճնշում, կՋ / կգ;
H P (\displaystyle H^(P))Եվ 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 1 կգ պինդ կամ հեղուկ վառելիքի կամ 1 մ³ այրման արդյունքում ստացվող ջերմության քանակը. գազային վառելիքկՋ/կգ-ով (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, հատուկ ջեռուցման արժեքները չափվում էին բրիտանական ջերմային միավորներով (BTU) մեկ ֆունտի (լբ) 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։ Նա կախված է նրանից քիմիական բաղադրությունը, խոնավությունը եւ հիմնականն 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։ Հայտնի քիմիական բաղադրությամբ վառելիքի համար այրման հատուկ ջերմությունը կարող է որոշվել 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)
Աղյուսակը ցույց է տալիս արժեքները հատուկ ջերմությունչոր այրում կոշտ վառելիքՄՋ/կգ չափսերով: 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:
Կոշտ վառելիքի այրման հատուկ ջերմություն (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 Էթիլային սպիրտ (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՝ այրման հատուկ ջերմություն բնական գազհավասար 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:
- ԳՕՍՏ 147-2013 Պինդ հանքային վառելիք. Բարձր ջերմային արժեքի որոշում և ավելի ցածր ջերմային արժեքի հաշվարկ:
- ԳՕՍՏ 21261-91 Նավթամթերք. Համախառն ջերմային արժեքի որոշման և զուտ ջերմային արժեքի հաշվարկման մեթոդ.
- ԳՕՍՏ 22667-82 Այրվող բնական գազեր. Ջերմային արժեքը, հարաբերական խտությունը և Wobbe թիվը որոշելու հաշվարկման մեթոդ:
- ԳՕՍՏ 31369-2008 Բնական գազ. Ջերմային արժեքի, խտության, հարաբերական խտության և Wobbe թվի հաշվարկ՝ հիմնված բաղադրիչի կազմի վրա:
- Zemsky G. T. Անօրգանական և օրգանական նյութերի դյուրավառ հատկությունները. տեղեկատու M.: VNIIPO, 2016 - 970 p.
Վառելիքի միավոր քանակի ամբողջական այրման ժամանակ արտանետվող ջերմության քանակը կոչվում է ջերմային արժեք (Q) կամ, ինչպես երբեմն անվանում են, ջերմային արժեք կամ կալորիականություն, որը վառելիքի հիմնական բնութագրիչներից է։
Գազերի ջերմային արժեքը սովորաբար կոչվում է 1 մ 3,ընդունված նորմալ պայմաններում:
Տեխնիկական հաշվարկներում նորմալ պայմանները հասկացվում են որպես գազի վիճակը 0 ° C-ին հավասար ջերմաստիճանում և 760 ճնշման դեպքում: մմ Hg Արվեստ.Այս պայմաններում գազի ծավալը նշվում է նմ 3(նորմալ խորանարդ մետր):
ԳՕՍՏ 2923-45-ի համաձայն արդյունաբերական գազի չափումների համար 20 ° C ջերմաստիճանը և 760 ճնշումը վերցվում են որպես նորմալ պայմաններ մմ Hg Արվեստ.Գազի ծավալը վերաբերում է այս պայմաններին, ի տարբերություն նմ 3մենք կկանչենք մ 3 (խորանարդ մետր):
Ջերմային արժեքգազեր (Q))արտահայտված է կկալ/նմ էլկամ մեջ կկալ / մ 3.
Հեղուկ գազերի համար ջերմային արժեքը նշվում է 1-ում կգ.
Կան ավելի բարձր (Q in) և ավելի ցածր (Q n) ջերմային արժեք: Համախառն ջերմային արժեքը հաշվի է առնում վառելիքի այրման ժամանակ առաջացած ջրի գոլորշիների խտացման ջերմությունը: Զուտ ջերմային արժեքը հաշվի չի առնում այրման արտադրանքի ջրի գոլորշու մեջ պարունակվող ջերմությունը, քանի որ ջրի գոլորշին չի խտանում, այլ տարվում է այրման արտադրանքի հետ:
Q in և Q n հասկացությունները վերաբերում են միայն այն գազերին, որոնց այրման ժամանակ ջրի գոլորշի է արտազատվում (այս հասկացությունները չեն վերաբերում ածխածնի օքսիդին, որը այրման ժամանակ ջրի գոլորշի չի տալիս)։
Երբ ջրի գոլորշիները խտանում են, ջերմություն է արտանետվում 539-ի կկալ/կգ.Բացի այդ, երբ կոնդենսատը սառչում է մինչև 0°C (կամ 20°C), ջերմություն է արտազատվում, համապատասխանաբար, 100 կամ 80: կկալ/կգ.
Ընդհանուր առմամբ, ջրի գոլորշիների խտացման պատճառով ջերմություն է արտանետվում ավելի քան 600 կկալ/կգ,որը գազի համախառն և զուտ ջերմային արժեքի տարբերությունն է: Քաղաքային գազամատակարարման մեջ օգտագործվող գազերի մեծ մասի համար այս տարբերությունը կազմում է 8-10%:
Որոշ գազերի կալորիականության արժեքները բերված են աղյուսակում: 3.
Քաղաքային գազամատակարարման համար ներկայումս օգտագործվում են գազեր, որոնք, որպես կանոն, ունեն առնվազն 3500 կալորիականություն. կկալ / նմ 3.Դա բացատրվում է նրանով, որ քաղաքների պայմաններում գազը մատակարարվում է զգալի հեռավորությունների վրա խողովակներով։ Ցածր ջերմային արժեքով պահանջվում է մեծ քանակությամբ մատակարարել։ Սա անխուսափելիորեն հանգեցնում է գազատարների տրամագծերի ավելացմանը և, որպես հետևանք, գազի ցանցերի կառուցման համար մետաղական ներդրումների և միջոցների ավելացմանը և, հետևաբար, շահագործման ծախսերի ավելացման: Ցածր կալորիականությամբ գազերի զգալի թերությունն այն է, որ շատ դեպքերում դրանք պարունակում են զգալի գումարածխածնի օքսիդ, որը մեծացնում է վտանգը գազ օգտագործելու, ինչպես նաև ցանցերի և կայանքների սպասարկման ժամանակ։
3500-ից պակաս կալորիականությամբ գազ կկալ/նմ 3առավել հաճախ օգտագործվում է արդյունաբերության մեջ, որտեղ չի պահանջվում այն տեղափոխել երկար հեռավորությունների վրա և ավելի հեշտ է կազմակերպել այրումը: Քաղաքային գազամատակարարման համար ցանկալի է ունենալ գազի մշտական կալորիականություն։ Տատանումները, ինչպես մենք արդեն հաստատել ենք, թույլատրվում է ոչ ավելի, քան 10%: Մեծ փոփոխությունգազի կալորիականությունը պահանջում է նոր ճշգրտում, իսկ երբեմն էլ՝ փոփոխություն մեծ թվովստանդարտացված այրիչներ կենցաղային տեխնիկայի համար, ինչը կապված է զգալի դժվարությունների հետ.
Ամեն օր, վառարանի վրա այրիչը միացնելով, քչերն են մտածում, թե որքան վաղուց են սկսել գազ արտադրել։ Մեր երկրում դրա զարգացումը սկսվել է քսաներորդ դարում։ Մինչ այդ դա պարզապես հայտնաբերվել է նավթամթերք արդյունահանելիս։ Բնական գազի կալորիականությունն այնքան բարձր է, որ այսօր այդ հումքը պարզապես անփոխարինելի է, իսկ դրա բարձրորակ անալոգները դեռ չեն մշակվել։
Կալորիականության աղյուսակը կօգնի ձեզ ընտրել ձեր տան ջեռուցման վառելիքը
Հանածո վառելիքի առանձնահատկությունը
Բնական գազը կարևոր հանածո վառելիք է, որը առաջատար դիրք է զբաղեցնում բազմաթիվ պետությունների վառելիքաէներգետիկ հաշվեկշռում։ Քաղաքին վառելիք մատակարարելու նպատակով և բոլոր տեսակի տեխնիկական ձեռնարկություններսպառում են տարբեր այրվող գազեր, քանի որ բնականը համարվում է վտանգավոր:
Բնապահպանները կարծում են, որ գազը ամենամաքուր վառելիքն է, այրվելիս այն շատ ավելի քիչ է արտանետվում թունավոր նյութերքան վառելափայտը, ածուխը, նավթը։ Այս վառելիքն օգտագործվում է ամեն օր մարդկանց կողմից և պարունակում է այնպիսի հավելումներ, ինչպիսին է հոտավետ նյութը, որն ավելացվում է սարքավորված կայանքներում՝ 1000 խմ գազի դիմաց 16 միլիգրամ հարաբերակցությամբ:
Նյութի կարևոր բաղադրիչը մեթանն է (մոտ 88-96%), մնացածը այլ քիմիական նյութեր են.
- բութան;
- ջրածնի սուլֆիդ;
- պրոպան;
- ազոտ;
- թթվածին.
Այս տեսանյութում մենք կքննարկենք ածուխի դերը.
Բնական վառելիքում մեթանի քանակն ուղղակիորեն կախված է դրա դաշտից։
Վառելիքի նկարագրված տեսակը բաղկացած է ածխաջրածնային և ոչ ածխաջրածնային բաղադրիչներից: Բնական հանածո վառելիքը հիմնականում մեթանն է, որը ներառում է բութանը և պրոպանը: Բացի ածխաջրածնային բաղադրիչներից, նկարագրված հանածո վառելիքում առկա են ազոտ, ծծումբ, հելիում և արգոն: Հեղուկ գոլորշիներ նույնպես հայտնաբերված են, բայց միայն գազի և նավթի հանքավայրերում:
Ավանդի տեսակները
Նշվում են գազի հանքավայրերի մի քանի տեսակներ. Դրանք բաժանվում են հետևյալ տեսակների.
- գազ;
- յուղ.
իրենց նշանածխաջրածնի պարունակությունն է։ Գազի հանքավայրերը պարունակում են ներկայացված նյութի մոտավորապես 85-90%-ը, նավթի հանքավայրերը պարունակում են ոչ ավելի, քան 50%: Մնացած տոկոսները զբաղեցնում են այնպիսի նյութեր, ինչպիսիք են բութանը, պրոպանը և նավթը։
Նավթի արտադրության հսկայական թերությունը դրա թափվելն է տարբեր տեսակիհավելումներ. Ծծումբը որպես անմաքրություն շահագործվում է տեխնիկական ձեռնարկություններում։
Բնական գազի սպառումը
Բութանը որպես վառելիք սպառվում է մեքենաների բենզալցակայաններում, իսկ կրակայրիչները վառելու համար օգտագործվում է օրգանական նյութ՝ «պրոպան»: Ացետիլենը շատ դյուրավառ է և օգտագործվում է մետաղի եռակցման և կտրման մեջ:
Հանածո վառելիքը օգտագործվում է առօրյա կյանքում.
- սյունակներ;
- գազի վառարան;
Այս տեսակի վառելիքը համարվում է ամենաբյուջետային և անվնաս, միակ թերությունը արտանետումն է ածխաթթու գազերբ այրվում է մթնոլորտում: Ամբողջ մոլորակի գիտնականները փնտրում են ջերմային էներգիայի փոխարինող:
Ջերմային արժեք
Բնական գազի ջերմային արժեքը վառելիքի միավորի բավարար այրման արդյունքում առաջացած ջերմության քանակն է: Այրման ընթացքում արտանետվող ջերմության քանակը վերաբերում է մեկ խորանարդ մետրին՝ վերցված բնական պայմաններում:
Բնական գազի ջերմային հզորությունը չափվում է հետևյալ կերպ.
- կկալ / նմ 3;
- կկալ / մ 3.
Կա բարձր և ցածր ջերմային արժեք.
- Բարձր. Դիտարկվում է ջրի գոլորշիների ջերմությունը, որն առաջանում է վառելիքի այրման ժամանակ:
- Ցածր. Այն հաշվի չի առնում ջրի գոլորշու մեջ պարունակվող ջերմությունը, քանի որ նման գոլորշիները չեն ենթարկվում խտացման, այլ հեռանում են այրման արտադրանքի հետ: Ջրային գոլորշիների կուտակման շնորհիվ այն կազմում է 540 կկալ/կգ հավասար ջերմության քանակություն։ Բացի այդ, երբ կոնդենսատը սառչում է, ջերմությունը թողարկվում է 80-ից մինչև հարյուր կկալ / կգ: Ընդհանուր առմամբ, ջրի գոլորշիների կուտակման պատճառով առաջանում է ավելի քան 600 կկալ/կգ, սա է բարձր և ցածր ջերմային հզորության տարբերակիչ հատկանիշը։
Քաղաքային վառելիքի բաշխման համակարգում սպառվող գազերի ճնշող մեծամասնության համար տարբերությունը հավասար է 10%-ի: Քաղաքներին գազով ապահովելու համար դրա ջերմային արժեքը պետք է լինի ավելի քան 3500 կկալ/Նմ 3: Դա բացատրվում է նրանով, որ մատակարարումն իրականացվում է խողովակաշարով մեծ հեռավորությունների վրա։ Եթե ջերմային արժեքը ցածր է, ապա դրա մատակարարումն ավելանում է։
Եթե բնական գազի կալորիականությունը 3500 կկալ/Նմ 3-ից պակաս է, ապա այն ավելի հաճախ օգտագործվում է արդյունաբերության մեջ։ Այն երկար հեռավորությունների վրա տեղափոխելու կարիք չունի, և այրումը շատ ավելի հեշտ է դառնում: Գազի ջերմային արժեքի լուրջ փոփոխությունները պահանջում են հաճախակի ճշգրտում և երբեմն փոխարինում կենցաղային սենսորների մեծ թվով ստանդարտացված այրիչներ, ինչը հանգեցնում է դժվարությունների:
Այս իրավիճակը հանգեցնում է գազատարի տրամագծի ավելացման, ինչպես նաև մետաղի, երեսարկման ցանցերի և շահագործման արժեքի բարձրացման: Ցածր կալորիականությամբ հանածո վառելիքի մեծ թերությունը ածխածնի մոնօքսիդի հսկայական պարունակությունն է, ինչի հետ կապված՝ վտանգի մակարդակը բարձրանում է վառելիքի շահագործման և խողովակաշարի, իր հերթին, սարքավորումների պահպանման ընթացքում։
Այրման ընթացքում արտանետվող ջերմությունը, որը չի գերազանցում 3500 կկալ / նմ 3, առավել հաճախ օգտագործվում է. արդյունաբերական արտադրություն, որտեղ անհրաժեշտ չէ այն տեղափոխել երկար հեռավորության վրա և հեշտությամբ ձևավորել այրումը։
Ինչ է վառելիքը:
Սա մեկ բաղադրիչ կամ նյութերի խառնուրդ է, որոնք ունակ են քիմիական փոխակերպումների՝ կապված ջերմության արտանետման հետ: Տարբեր տեսակներվառելիքները տարբերվում են դրանցում օքսիդացնող նյութի քանակական պարունակությամբ, որն օգտագործվում է ջերմային էներգիան ազատելու համար։
IN լայն իմաստովվառելիքը էներգիայի կրող է, այսինքն՝ պոտենցիալ էներգիայի պոտենցիալ տեսակ։
Դասակարգում
Ներկայումս վառելիքներն ըստ ագրեգացման վիճակի բաժանվում են հեղուկ, պինդ, գազային:
Դժվար բնական տեսքներառում են քար և վառելափայտ, անտրասիտ: Բրիկետները, կոքսը, թերմոանտրացիտը արհեստական պինդ վառելիքի տեսակներ են։
Հեղուկները ներառում են օրգանական ծագման նյութեր պարունակող նյութեր: Դրանց հիմնական բաղադրիչներն են՝ թթվածինը, ածխածինը, ազոտը, ջրածինը, ծծումբը։ Արհեստական հեղուկ վառելիքը լինելու է մի շարք խեժեր, մազութ։
Տարբեր գազերի խառնուրդ է՝ էթիլեն, մեթան, պրոպան, բութան։ Նրանցից բացի գազային վառելիքները պարունակում են ածխաթթու գազ և ածխածնի երկօքսիդ, ջրածնի սուլֆիդ, ազոտ, ջրային գոլորշի, թթվածին։
Վառելիքի ցուցիչներ
Այրման հիմնական ցուցանիշը. Ջերմային արժեքի որոշման բանաձևը դիտարկվում է ջերմաքիմիայում: հատկացնել» տեղեկատու վառելիք», որը ենթադրում է 1 կիլոգրամ անտրացիտի կալորիականություն։
Կենցաղային ջեռուցման յուղը նախատեսված է ցածր հզորության ջեռուցման սարքերում այրման համար, որոնք տեղակայված են բնակելի տարածքներում, ջերմային գեներատորներում, որոնք օգտագործվում են. գյուղատնտեսությունանասնակերի չորացման, պահածոյացման համար։
Վառելիքի այրման հատուկ ջերմությունը այնպիսի արժեք է, որը ցույց է տալիս ջերմության քանակությունը, որը ձևավորվում է 1 մ 3 ծավալով կամ մեկ կիլոգրամ զանգվածով վառելիքի ամբողջական այրման ժամանակ:
Այս արժեքը չափելու համար օգտագործվում են J / կգ, J / m 3, կալորիա / մ 3: Այրման ջերմությունը որոշելու համար օգտագործեք կալորիմետրիայի մեթոդը:
Վառելիքի այրման տեսակարար ջերմության ավելացմամբ վառելիքի տեսակարար սպառումը նվազում է, իսկ գործակիցը օգտակար գործողությունմնում է նույն արժեքը:
Նյութերի այրման ջերմությունը պինդ, հեղուկ, գազային նյութի օքսիդացման ժամանակ թողարկվող էներգիայի քանակն է։
Այն որոշվում է քիմիական կազմով, ինչպես նաև այրվող նյութի ագրեգացման վիճակով։
Այրման արտադրանքի առանձնահատկությունները
Բարձրագույն և ցածր ջերմությունայրումը կապված է վառելիքի այրումից հետո ստացված նյութերում ջրի ագրեգացման վիճակի հետ:
Համախառն ջերմային արժեքը նյութի ամբողջական այրման ընթացքում արտանետվող ջերմության քանակությունն է: Այս արժեքը ներառում է ջրի գոլորշիների խտացման ջերմությունը:
Ավելի ցածր աշխատանքային ջերմային արժեքն այն արժեքն է, որը համապատասխանում է այրման ընթացքում ջերմության արտանետմանը, առանց հաշվի առնելու ջրի գոլորշիների խտացման ջերմությունը:
Կոնդենսացիայի թաքնված ջերմությունը ջրի գոլորշիների խտացման էներգիայի արժեքն է։
Մաթեմատիկական հարաբերություններ
Բարձր և ցածր ջերմային արժեքը կապված է հետևյալ հարաբերությամբ.
Q B = Q H + k(W + 9H)
որտեղ W-ը այրվող նյութում ջրի զանգվածային քանակն է (%).
H-ն այրվող նյութում ջրածնի քանակն է (ըստ զանգվածի%).
k - գործակիցը 6 կկալ / կգ
Հաշվարկման մեթոդներ
Բարձր և ցածր ջերմային արժեքը որոշվում է երկու հիմնական եղանակով՝ հաշվարկված և փորձարարական։
Կալորիմետրերը օգտագործվում են փորձարարական հաշվարկների համար: Նախ դրա մեջ վառելիքի նմուշ է այրվում։ Ջերմությունը, որը կթողարկվի այս դեպքում, ամբողջությամբ կլանում է ջուրը։ Պատկերացում ունենալով ջրի զանգվածի մասին՝ հնարավոր է որոշել նրա այրման ջերմության արժեքը՝ փոխելով նրա ջերմաստիճանը։
Այս տեխնիկան համարվում է պարզ և արդյունավետ, այն ենթադրում է միայն տեխնիկական վերլուծության տվյալների իմացություն:
Հաշվարկի մեթոդում ամենաբարձր և ամենացածր ջերմային արժեքը հաշվարկվում է Մենդելեևի բանաձևով:
Q p H \u003d 339C p + 1030H p -109 (O p -S p) - 25 W p (կՋ / կգ)
Հաշվի է առնում ածխածնի, թթվածնի, ջրածնի, ջրային գոլորշու, ծծմբի պարունակությունը աշխատանքային բաղադրության մեջ (տոկոսներով)։ Այրման ընթացքում ջերմության քանակը որոշվում է հաշվի առնելով հղման վառելիքը:
Գազի այրման ջերմությունը թույլ է տալիս նախնական հաշվարկներ կատարել, բացահայտել վառելիքի որոշակի տեսակի օգտագործման արդյունավետությունը:
Ծագման առանձնահատկությունները
Որպեսզի հասկանանք, թե որքան ջերմություն է արտազատվում որոշակի վառելիքի այրման ժամանակ, անհրաժեշտ է պատկերացում ունենալ դրա ծագման մասին։
Բնության մեջ կա տարբեր տարբերակներպինդ վառելիքներ, որոնք տարբերվում են կազմով և հատկություններով.
Դրա ձևավորումն իրականացվում է մի քանի փուլով. Սկզբում ձևավորվում է տորֆ, այնուհետև ստացվում է դարչնագույն և կարծր քարածուխ, ապա առաջանում է անտրացիտը։ Պինդ վառելիքի ձևավորման հիմնական աղբյուրները տերևներն են, փայտը և ասեղները: Մեռնելով՝ բույսերի մասերը, երբ ենթարկվում են օդի, ոչնչացվում են սնկերի կողմից՝ առաջացնելով տորֆ։ Դրա կուտակումը վերածվում է դարչնագույն զանգվածի, ապա ստացվում է շագանակագույն գազ։
ժամը բարձր ճնշումիսկ ջերմաստիճանը, շագանակագույն գազը վերածվում է ածուխի, ապա վառելիքը կուտակվում է անտրացիտի տեսքով։
Բացի օրգանական նյութերից, վառելիքի մեջ կա լրացուցիչ բալաստ: Օրգանական մասն այն մասն է, որից առաջացել է օրգանական նյութեր՝ ջրածին, ածխածին, ազոտ, թթվածին: Բացի այդ քիմիական տարրերից, այն պարունակում է բալաստ՝ խոնավություն, մոխիր։
Վառարանների տեխնոլոգիան ենթադրում է այրված վառելիքի աշխատանքային, չոր, ինչպես նաև այրվող զանգվածի բաշխում։ Աշխատանքային զանգվածը կոչվում է վառելիք իր սկզբնական տեսքով՝ մատակարարված սպառողին։ Չոր քաշը բաղադրություն է, որի մեջ ջուր չկա:
Բաղադրյալ
Առավել արժեքավոր բաղադրիչներն են ածխածինը և ջրածինը:
Այս տարրերը հայտնաբերված են ցանկացած տեսակի վառելիքի մեջ: Տորֆի և փայտի մեջ ածխածնի տոկոսը հասնում է 58 տոկոսի, սև և շագանակագույն ածխի մեջ՝ 80 տոկոս, իսկ անտրացիտի մեջ այն հասնում է 95 տոկոսի։ Կախված այս ցուցանիշից, փոխվում է վառելիքի այրման ժամանակ թողարկված ջերմության քանակը: Ջրածինը ցանկացած վառելիքի երկրորդ կարևոր տարրն է: Շփվելով թթվածնի հետ՝ այն ձևավորում է խոնավություն, ինչը զգալիորեն նվազեցնում է ցանկացած վառելիքի ջերմային արժեքը։
Դրա տոկոսը տատանվում է նավթի թերթաքարում 3,8-ից մինչև մազութում 11: Թթվածինը, որը վառելիքի մի մասն է, հանդես է գալիս որպես բալաստ:
Այն ջերմություն չի առաջացնում քիմիական տարր, հետևաբար, բացասաբար է ազդում այրման ջերմության արժեքի վրա: Ազատ կամ պարունակվող ազոտի այրումը կապված ձևայրման արտադրանքներում համարվում է վնասակար կեղտեր, ուստի դրա քանակն ակնհայտորեն սահմանափակ է:
Ծծումբը ներառված է վառելիքի բաղադրության մեջ՝ սուլֆատների, սուլֆիդների, ինչպես նաև ծծմբի երկօքսիդի տեսքով։ Երբ ջրազրկվում է, ծծմբի օքսիդները առաջացնում են ծծմբաթթու, որը քայքայում է կաթսայատան սարքավորումներ, բացասաբար է անդրադառնում բուսականության և կենդանի օրգանիզմների վրա։
Այդ իսկ պատճառով ծծումբն այն քիմիական տարրն է, որի առկայությունը բնական վառելիքում խիստ անցանկալի է։ Աշխատասենյակ մտնելիս ծծմբային միացությունները գործատու անձնակազմի զգալի թունավորում են առաջացնում։
Կախված դրա ծագումից, մոխրի երեք տեսակ կա.
- առաջնային;
- երկրորդական;
- երրորդական.
Առաջնային ձևը ձևավորվում է բույսերում պարունակվող հանքային նյութերից։ Երկրորդային մոխիրը ձևավորվում է ձևավորման ընթացքում ավազով և հողով բույսերի մնացորդները կուլ տալու արդյունքում:
Երրորդային մոխիրը, պարզվում է, վառելիքի մի մասն է արդյունահանման, պահպանման, ինչպես նաև դրա տեղափոխման գործընթացում: Մոխրի զգալի նստվածքով, կաթսայատան միավորի ջեռուցման մակերեսին ջերմության փոխանցման նվազում կա, նվազեցնում է գազերից ջրի ջերմության փոխանցման քանակը: Մեծ գումարմոխիրը բացասաբար է ազդում կաթսայի շահագործման վրա.
Վերջապես
Ցանկացած տեսակի վառելիքի այրման գործընթացի վրա զգալի ազդեցություն ունի ցնդող նյութեր. Որքան մեծ է դրանց ելքը, այնքան մեծ կլինի բոցի ճակատի ծավալը: Օրինակ՝ քարածուխը, տորֆը, հեշտությամբ բռնկվում են, գործընթացն ուղեկցվում է աննշան ջերմային կորուստներով։ Կոքսը, որը մնում է ցնդող կեղտերի հեռացումից հետո, պարունակում է միայն հանքային և ածխածնային միացություններ։ Կախված վառելիքի բնութագրերից, ջերմության քանակը զգալիորեն տարբերվում է:
Կախված քիմիական բաղադրությունից՝ առանձնանում են պինդ վառելանյութերի առաջացման երեք փուլ՝ տորֆ, լիգնիտ, ածուխ։
Բնական փայտը օգտագործվում է փոքր կաթսայատան գործարաններում: Օգտագործվում են հիմնականում փայտի բեկորներ, թեփ, սալեր, կեղև, բուն վառելափայտն օգտագործվում է քիչ քանակությամբ։ Կախված փայտի տեսակից, արձակված ջերմության քանակը զգալիորեն տարբերվում է:
Ջերմային արժեքի նվազումով վառելափայտը ձեռք է բերում որոշակի առավելություններ՝ արագ դյուրավառություն, մոխրի նվազագույն պարունակություն և ծծմբի հետքերի բացակայություն:
Բնական կամ սինթետիկ վառելիքի բաղադրության, դրանց կալորիականության մասին հավաստի տեղեկատվությունը ջերմաքիմիական հաշվարկներ իրականացնելու հիանալի միջոց է։
Ներկայումս իրական հնարավորություն կա բացահայտելու պինդ, գազային, հեղուկ վառելիքի այն հիմնական տարբերակները, որոնք կլինեն առավել արդյունավետ և էժան՝ կոնկրետ իրավիճակում օգտագործելու համար:
