Теплота сгорания топлива. Теплота сгорания топлива характеризует его энергетическую ценность
Теплота сгорания топлива характеризует его энергетическую ценность. Теплота сгорания - это количество тепловой энергии, выделяющейся в ходе окисления горючих элементов топлива кислородом.
Различают высшую и низшую теплоту сгорания топлива.
Высшей теплотой сгорания Qв называется количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании 1 кг твердого или жидкого топлива (или 1 м3 газообразного топлива) при условии конденсации водяных паров и охлаждении всех продуктов сгорания до температуры 0 °С.
Низшая теплота сгорания Qн отличается от высшей на величину теплоты конденсации влаги топлива и влаги, образующейся при горении водорода.
При сжигании топлива в энергетических установках температура уходящих газов превышает 100 °С, при этом влага, содержащаяся в продуктах сгорания, остается в парообразном состоянии и теплота конденсации теряется. В Украине базовой характеристикой топлива является низшая теплота сгорания Qн.
Количество водяного пара (кг) в продуктах сгорания - это сумма количества влаги, содержащейся в 1 кг исходного топлива Wр/100 (кг) и влаги, образовавшейся при окислении водорода топлива 9Hр/100 (кг). Согласно реакции окисления водорода из 1 кг водорода образуется 9 кг влаги
.
Удельная теплота конденсации водяного пара в нормальных физических условиях составляет 2500 кДж/кг. В итоге теплота конденсации всех водяных паров, образовавшихся из 1 кг топлива, составляет, кДж/кг:
. (1.9)
Тогда взаимосвязь высшей и низшей теплоты сгорания имеет вид, кДж/кг:
. (1.10)
Наиболее надежным способом определения теплоты сгорания является ее экспериментальное измерение на специальных установках – калориметрах (рис. 1.2). Сущность метода заключается в том, что навеску топлива сжигают в атмосфере сжатого кислорода в герметически закрытом металлическом сосуде – калориметрической бомбе, которую погружают в определенный объем воды. Количество выделившейся теплоты, определяют по повышению температуры этой воды.
В практике электростанций теплоту сгорания топлива определяют опытным путем, дающим более точные результаты.
В твердых и жидких видах топлива химические элементы С, H и О связаны между собой в сложные молекулы с различными энергиями связи, на разрыв которых при сжигании затрачивается различное количество энергии. Поэтому нет универсальной формулы, позволяющей рассчитывать теплоту сгорания твердого и жидкого топлива.
Для определения удельной теплоты сгорания твердых и жидких топлив наиболее простой является формула Д.И. Менделеева с эмпирическими коэффициентами для горючих элементов, кДж/кг:
, (1.12)
где С, H, S, О и W - содержание элементов и влаги в процентах.
Для газообразных топлив (при известном составе) теплота сгорания 1м3 сухого газа определяется по следующей формуле, МДж/м3:
, (1.13)
где Н2, СО, СН4 и т.д. – содержание газовых компонентов в процентах, а коэффициенты перед ними – теплота сгорания каждого газа в МДж/м3.
Дата добавления: 2015-05-13; просмотров: 3238;