Нижча теплота згоряння

1. Види теплоти згорання
2. Розрахунок теплоти згорання
3. Найвищі значення теплоти згорання природних газів з різних джерел
4. Необхідна кількість палива для роботи лампочки потужністю 100 Вт протягом року
5. Примітки

Теплота згоряння - це кількість виділилася теплоти при повному згоранні масової (для твердих і рідких речовин) або об'ємної (для газоподібних) одиниці речовини. вимірюється в джоулях або калоріях . Теплота згоряння, віднесена до одиниці маси або обсягу палива, називається питомою теплотою згоряння (Дж або кал на 1 кг або м³).

Для її вимірювання користуються методами калориметрії . Теплота згоряння визначається хімічним складом горючої речовини. Вміщені в пальному речовині хімічні елементи позначаються прийнятими символами З , Н , Про , N , S , а зола і вода - символами А і W відповідно.

Види теплоти згорання

Теплота згоряння може бути віднесена до робочої масі горючої речовини Q P, тобто до пального речовини в тому вигляді, в якому воно надходить до споживача; до сухої маси речовини Q C; до горючій масі речовини Q Γ, тобто до пального речовини, що не містить вологи і золи.

Розрізняють вищу (Q B) і нижчу (Q H) теплоту згоряння.

Під вищої теплотою згоряння розуміють ту кількість теплоти, що виділяється при повному згорянні речовини, включаючи теплоту конденсації водяної пари при охолодженні продуктів згоряння.

Нижча теплота згоряння відповідає тій кількості теплоти, що виділяється при повному згорянні, без урахування теплоти конденсації водяної пари. Теплоту конденсації водяної пари також називають прихованою теплотою згоряння.

Нижча і вища теплота згоряння пов'язані співвідношенням: Q B = Q H + k (W + 9 H),

де k - коефіцієнт, що дорівнює 25 кДж / кг (6 ккал / кг); W - кількість води в пальному речовині,% (по масі); Н - кількість водню в пальному речовині,% (по масі).

Розрахунок теплоти згорання

Таким чином, нижча теплота згоряння - це кількість теплоти, що виділилася при повному згорянні одиниці маси або обсягу (для газу) горючої речовини і охолодженні продуктів згоряння до температури точки роси. У теплотехнічних розрахунках нижча теплота згоряння приймається як 100%. Прихована теплота згоряння газу - це теплота, яка виділяється при конденсації водяної пари, що містяться в продуктах згоряння. Теоретично вона може досягати 11%.

На практиці, не вдається охолодити продукти згоряння до повної конденсації і тому введено поняття нижчої теплоти згорання (QHp), яку отримують, віднімаючи з вищої теплоти згорання теплоту пароутворення водяної пари як містяться в речовині, так і утворилися при його спалюванні. На пароутворення 1 кг водяної пари витрачається 2514 кДж / кг (600 ккал / кг). Нижча теплота згоряння визначається за формулами (кДж / кг або ккал / кг):

(Для твердої речовини)

або

(Для рідкої речовини), де:

• 2514 - теплота пароутворення при температурі 0 ° C і атмосферному тиску, кДж / кг;

• H P і W P - вміст водню і водяної пари в робочому паливі,%;

• 9 - коефіцієнт, що показує, що при згорянні 1 кг водню в поєднанні з киснем утворюється 9 кг води.

Теплота згоряння є найбільш важливою характеристикою палива, так як визначає кількість тепла, одержуваного при спалюванні 1 кг твердого або рідкого палива або 1 м³ газоподібного палива в кДж / кг (ккал / кг). 1 ккал = 4,1868 або 4,19 кДж.

Нижча теплота згоряння визначається експериментально для кожної речовини і є довідковою величиною. Також її можна визначити для твердих і рідких матеріалів, при відомому елементарному складі, розрахунковим способом відповідно до формули Д. І. Менделєєва, кДж / кг або ккал / кг:

або

, Де:

C P, H P, O P, , W P - зміст в робочій масі палива вуглецю, водню, кисню, летючої сірки і вологи в% (по масі).

Для порівняльних розрахунків використовується так зване Паливо умовне, що має питому теплоту згоряння, рівну 29308 кДж / кг (7000 ккал / кг).

У Росії теплові розрахунки (наприклад, розрахунок теплового навантаження для визначення категорії приміщення щодо вибухопожежної та пожежної небезпеки [1] ) Зазвичай ведуть по нижчій теплоті згоряння, в США, Великобританії, Франції - по вищій. У Великобританії і США до впровадження метричної системи заходів питома теплота згоряння вимірювалася в британських теплових одиницях (BTU) на фунт (Lb) (1Btu / lb = 2,326 кДж / кг).

Речовини і матеріали Нижча теплота згоряння , МДж / кг Бензин 41,87 Гас 43,54 Папір: книги, журнали 13,4 Деревина (бруски W = 14%) 13,8 Каучук натуральний 44,73 Лінолеум полівінілхлоридний 14,31 Гума 33,52 Волокно штапельне 13,8 поліетилен 47,14 Бавовна розпушений 15,7

Найвищі значення теплоти згорання природних газів з різних джерел

Ці дані були отримані від Міжнародного енергетичного агентства . [2]

Необхідна кількість палива для роботи лампочки потужністю 100 Вт протягом року

(Кількість палива вказане нижче 100% ефективність перетворення теплової енергії в електричну. Так як більшість електрогенераторів і розподільних систем досягають ефективності (ККД) близько 30% - 35%, фактична кількість палива, використовуваного для харчування лампочки потужністю 100 Вт, буде приблизно в три рази більше зазначеної кількості).

• 166 кг деревини
• 117-210 кг вугілля
• 73,34 кг гасу
• 78,8 m³ природного газу (використовуючи усереднену величину 40000 кДж / м³)
• 58 кг метану
• 0,006 кг урану
• 17,5 мкг антиречовини

Примітки

література

• Фізичний енциклопедичний словник
• Велика Радянська Енциклопедія
• Посібник до НПБ 105-03

Див. також

Wikimedia Foundation. 2010 року.