Теплота сгорания топлива

Под теплотой сгорания понимается количество теплоты, выделяющейся при полном сгорании единицы топлива. Теплоту сгорания твердого и жидкого топлива обычно относят к 1 кг, а газообразного — к 1 м³ (в нормальных условиях) на рабочее, сухое или сухое беззольное состояние. По ГОСТ 147—74 с изменениями от 01.01.1981 г. и 01.01.1985 г. она определяется в калориметре.

Продукты сгорания пробы топлива охлаждаются в калориметре до комнатной температуры. При этом вода, образующаяся при сгорании водорода и содержащаяся во влажном топливе, оказывается в жидком виде. Если в результате сгорания вода получается в виде жидкости, теплота сгорания называется высшей — Q_s.

В технических устройствах вода обычно выбрасывается вместе с продуктами сгорания в виде пара. Если в результате сгорания вода получается в виде пара, теплота сгорания называется низшей — Q_i. Она меньше, чем Q_s, на количество затрат теплоты на испарение. В СССР и ряде других стран обычно оперируют низшей теплотой сгорания на рабочее состояние . В США и Великобритании теплотехнические расчеты выполняют на основе высшей теплоты сгорания.

Поскольку 1 кг водорода дает при сгорании 9 кг воды, а конденсация 1 кг пара при 20 °С — около 2,5 МДж теплоты , то приближенно

Значения и подставляются в эту формулу в %, Q— в КДж/кг.

Максимальная теплота сгорания твердых топлив доходит до =28МДж/кг (тощие угли и антрациты), минимальная может в зависимости от содержания балласта опускаться до 10 МДж/кг и ниже.

Теплота сгорания обезвоженных мазутов = 41,54…39 МДж/кг. Поскольку элементный состав всех жидких топлив, полученных перегонкой нефти, примерно одинаков, их теплота сгорания также примерно одинакова.

Зависимость теплоты сгорания (МДж/кг) широкого круга органических
веществ от их элементного состава (%) хорошо иллюстрирует формула Д. И. Менделеева:

Калориметр позволяет определить теплоту сгорания с большей точностью, чем эта и аналогичные ей формулы, поэтому она используется как иллюстративная и иногда — для проверки точности элементного анализа.

Теплоту сгорания газообразного топлива обычно относят к 1 м³ сухого газа (так называемая низшая теплота сгорания сухого газа ) в нормальных условиях и рассчитывают через теплоты сгорания составляющих его компонентов (кДж/м³), являющиеся коэффициентами в следующей формуле, умноженными на 100:

Здесь СН₄, С₂Н₆ и т. д.— содержание соответствующих компонентов в газе, % по объему. С другой стороны, теплоту сгорания нетрудно определить экспериментально в калориметре. Значения Q_i для основных газообразных топлив приведены в таблице.

Таблица 17.1 - Состав (% об.) и теплота сгорания горючих газов

Газ	СН₄	Н₂	СО	С_nН_m	O₂	СO₂	H₂S	N₂
Природный (газопровод Бухара—Урал) Коксовый (очищенный) Доменный Сжиженный Биогаз	94,9 22,5 0,3 55-70	- 57,5 2,7	- 6,8	3,8 1,9 -	- 0,8 -	0,4 2,3 10,2	- 0,4 0,3	0,9 7,8 58,5	36,7 16,6 88,5 18—23
Пропан 79, этан 6, бутан 11
До 0,5		28—43	До 0,5	До 0,5

Экономические расчеты, сравнение показателей топливоиспользующих устройств друг с другом и планирование необходимо осуществлять на единой базе. Поэтому введено понятие так называемого условного топлива, теплота сгорания которого принята равной 29,35 МДж/кг (7000 ккал/кг), что соответствует хорошему малозольному сухому углю.

<616263 64 65 66 67 >

Дата добавления: 2015-09-02; просмотров: 727;