Всяко гориво при изгаряне отделя топлина (енергия), количествено изразена в джаули или калории (4,3 J = 1 кал). На практика за измерване на количеството топлина, отделена при изгарянето на гориво, те използват калориметри - сложни лабораторни устройства. Топлината на изгаряне се нарича още калоричност.

Количеството топлина, получено от изгарянето на гориво, зависи не само от неговата калоричност, но и от неговата маса.

За сравняване на веществата по количеството енергия, отделена по време на горенето, стойността на специфичната топлина на изгаряне е по-удобна. Показва количеството топлина, генерирано при изгарянето на един килограм (масова специфична топлина на изгаряне) или един литър кубичен метър (обемна специфична топлина на изгаряне) гориво.

Единиците за специфична топлина на изгаряне на горивото, приети в системата SI, са kcal/kg, MJ/kg, kcal/m³, MJ/m³, както и техните производни.

Енергийната стойност на горивото се определя именно от стойността на неговата специфична топлина на изгаряне. Връзката между количеството топлина, генерирана при изгарянето на горивото, неговата маса и специфичната топлина на изгаряне се изразява с проста формула:

Q = q m, където Q е количеството топлина в J, q е специфичната топлина на изгаряне в J/kg, m е масата на веществото в kg.

За всички видове гориво и повечето горими вещества стойностите на специфичната топлина на изгаряне отдавна са определени и съставени в таблици, които се използват от специалисти при изчисляване на топлината, отделена при изгарянето на гориво или други материали. Възможно е да има леки несъответствия в различните таблици, които очевидно се обясняват с леко различни техники на измерване или различни калорични стойности на подобни горими материали, извлечени от различни находища.

С най-висока енергоемкост сред твърдите горива са въглищата – 27 MJ/kg (антрацитът – 28 MJ/kg). С подобни показатели (27 MJ/kg) са дървените въглища. Кафявите въглища са с много по-ниска калоричност – 13 MJ/kg. Освен това обикновено съдържа много влага (до 60%), която при изпаряване намалява стойността на общата топлина на изгаряне.

Торфът гори с топлина 14-17 MJ/kg (в зависимост от състоянието му - натрошен, пресован, брикетен). Дърва за огрев, изсушени до 20% влажност, отделят от 8 до 15 MJ/kg. В същото време количеството енергия, получено от трепетлика и бреза, може да варира почти два пъти. Пелетите от различни материали дават приблизително еднакви показатели – от 14 до 18 MJ/kg.

Течните горива се различават много по-малко по своята специфична топлина на изгаряне от твърдите горива. Така специфичната топлина на изгаряне на дизелово гориво е 43 MJ/l, бензин - 44 MJ/l, керосин - 43,5 MJ/l, мазут - 40,6 MJ/l.

Специфичната топлина на изгаряне на природния газ е 33,5 MJ/m³, на пропана - 45 MJ/m³. Най-енергоемкото газообразно гориво е водородният газ (120 MJ/m³). Той е много перспективен за използване като гориво, но досега не са открити оптимални възможности за неговото съхранение и транспортиране.

Сравнение на енергийната интензивност на различните видове горива

При сравняване на енергийната стойност на основните видове твърди, течни и газообразни горива може да се установи, че един литър бензин или дизелово гориво съответства на 1,3 m³ природен газ, един килограм въглища - 0,8 m³ газ, един kg дърва за огрев - 0,4 m³ газ.

Топлината на изгаряне на горивото е най-важният показател за ефективност, но широчината на разпространението му в областите на човешката дейност зависи от техническите възможности и икономическите показатели за използване.

специфична топлина на изгаряне- специфичен топлинен капацитет - Теми нефтена и газова промишленост Синоними специфичен топлинен капацитет EN специфична топлина ...

Количеството топлина, отделена при пълно изгаряне на гориво с тегло 1 кг. Специфичната топлина на изгаряне на горивото се определя експериментално и е най-важната характеристика на горивото. Вижте също: Гориво Финансов речник Финам... Финансов речник

специфична топлина на изгаряне на торф от бомба- По-висока топлина на изгаряне на торфа, като се вземе предвид топлината на образуване и разтваряне на сярна и азотна киселина във вода. [GOST 21123 85] Недопустима, непрепоръчителна калоричност на торф за бомба Теми торф Общи условия свойства на торф EN ... ... Ръководство за технически преводач

специфична топлина на изгаряне (гориво)- 3.1.19 специфична топлина на изгаряне (гориво): Общото количество енергия, освободено при регулирани условия на изгаряне на гориво. Източник...

Специфична топлина на изгаряне на торф от бомба- 122. Специфична топлина на изгаряне на торф от бомба По-висока топлина на изгаряне на торф, като се вземе предвид топлината на образуване и разтваряне на сярна и азотна киселина във вода Източник: GOST 21123 85: Торф. Термини и определения оригинален документ... Речник-справочник на термините на нормативната и техническата документация

специфична топлина на изгаряне на горивото- 35 специфична топлина на изгаряне на гориво: Общото количество енергия, освободено при определени условия на изгаряне на гориво. Източник: GOST R 53905 2010: Енергоспестяване. Термини и определения оригинален документ... Речник-справочник на термините на нормативната и техническата документация

Това е количеството топлина, отделено при пълното изгаряне на маса (за твърди и течни вещества) или обемна (за газообразни) единица вещество. Измерва се в джаули или калории. Топлина на изгаряне на единица маса или обем гориво, ... ... Wikipedia

Съвременна енциклопедия

Топлина на изгаряне- (топлина на изгаряне, съдържание на калории), количеството топлина, отделена по време на пълното изгаряне на горивото. Има специфична топлина на изгаряне, обемна топлина и т.н. Например специфичната топлина на изгаряне на въглищата е 28 34 MJ/kg, на бензина е около 44 MJ/kg; обемен...... Илюстрован енциклопедичен речник

Специфична топлина на изгаряне на гориво- Специфична топлина на изгаряне на гориво: общото количество енергия, освободено при определени условия на горене...

Всеки знае, че използването на гориво играе огромна роля в живота ни. Горивото се използва в почти всеки клон на съвременната индустрия. Особено често се използва гориво, получено от нефт: бензин, керосин, дизелово гориво и др. Използват се и горими газове (метан и други).

Откъде идва енергията на горивото?

Известно е, че молекулите са изградени от атоми. За да се раздели всяка молекула (например молекула вода) на нейните съставни атоми, е необходимо да се изразходва енергия (за да се преодолеят силите на привличане на атомите). Експериментите показват, че когато атомите се комбинират в молекула (това се случва при изгаряне на гориво), енергията, напротив, се освобождава.

Както знаете, има и ядрено гориво, но тук няма да говорим за него.

Когато горивото гори, се освобождава енергия. Най-често това е топлинна енергия. Експериментите показват, че количеството освободена енергия е правопропорционално на количеството изгорено гориво.

Специфична топлина на изгаряне

За да се изчисли тази енергия, се използва физическо количество, наречено специфична топлина на изгаряне на горивото. Специфичната топлина на изгаряне на горивото показва колко енергия се отделя при изгарянето на единица маса гориво.

Означава се с латинската буква q.В системата SI мерната единица за това количество е J/kg. Имайте предвид, че всяко гориво има своя специфична топлина на изгаряне. Тази стойност е измерена за почти всички видове горива и се определя от таблици при решаване на задачи.

Например специфичната топлина на изгаряне на бензина е 46 000 000 J/kg, керосина е същата, а етиловия алкохол е 27 000 000 J/kg. Лесно е да се разбере, че енергията, отделена при изгарянето на гориво, е равна на произведението на масата на това гориво и специфичната топлина на изгаряне на горивото:

Нека да разгледаме примерите

Нека разгледаме един пример. 10 грама етилов алкохол изгарят в спиртна лампа за 10 минути. Намерете мощността на спиртната лампа.

Решение.Нека намерим количеството топлина, отделена при изгарянето на алкохол:

Q = q*m; Q = 27 000 000 J/kg * 10 g = 27 000 000 J/kg * 0,01 kg = 270 000 J.

Нека намерим мощността на алкохолната лампа:

N = Q / t = 270 000 J / 10 мин = 270 000 J / 600 s = 450 W.

Нека да разгледаме по-сложен пример.Алуминиев тиган с маса m1, пълен с вода с маса m2, се нагрява с помощта на керосинова печка от температура t1 до температура t2 (00C< t1 < t2

Решение.

Нека намерим количеството топлина, получено от алуминия:

Q1 = c1 * m1 * (t1 t2);

Нека намерим количеството топлина, получено от водата:

Q2 = c2 * m2 * (t1 t2);

Нека намерим количеството топлина, получено от съд с вода:

Нека намерим количеството топлина, отделено от изгорял бензин:

Q4 = Q3 / k * 100 = (Q1 + Q2) / k * 100 =

(c1 * m1 * (t1 t2) + c2 * m2 * (t1 t2)) / k * 100;

Изчисления на разходите за 1 kW*час:

Дизелово гориво.Специфичната топлина на изгаряне на дизеловото гориво е 43 mJ/kg; или, като се вземе предвид плътност от 35 mJ/литър; Като вземем предвид ефективността на котел на дизелово гориво (89%), намираме, че при изгаряне на 1 литър се генерира 31 mJ енергия или в по-конвенционални единици 8,6 kWh.
- Цената на 1 литър дизелово гориво е 20 рубли.
- Цената на 1 kWh енергия за изгаряне на дизелово гориво е 2,33 рубли.

Пропан-бутан смес SPBT(Втечнен нефтен газ LPG). Специфичната топлина на изгаряне на пропан-бутан е 45,2 mJ/kg или, като се вземе предвид плътността от 27 mJ/литър, като се вземе предвид ефективността на газов котел от 95%, получаваме, че при изгаряне на 1 литър, 25,65 mJ енергия се генерира, или в по-условни единици - 7,125 kW* h.
- Цената на 1 литър LPG е 11,8 рубли.
- Цената на 1 kWh енергия е 1,66 рубли.

Разликата в цената на 1 kW топлинна енергия, получена от изгаряне на дизел и пропан-бутан е 29%. Приведените цифри показват, че от изброените топлоизточници втечненият газ е по-икономичен. За да получите по-точно изчисление, трябва да поставите текущите цени на енергията.

Характеристики на използването на втечнен газ и дизелово гориво

ДИЗЕЛОВО ГОРИВО.Има няколко разновидности, които се различават по съдържание на сяра. Но за котела това не е много важно. Но разделянето на зимно и лятно дизелово гориво е важно. Стандартът установява три основни класа дизелово гориво. Най-разпространеният е летният (L), обхватът му на приложение е от O°C и нагоре. Зимното дизелово гориво (3) се използва при минусови температури на въздуха (до -30°C). При по-ниски температури трябва да се използва арктично (A) дизелово гориво. Отличителна черта на дизеловото гориво е неговата точка на помътняване. Всъщност това е температурата, при която парафините, съдържащи се в дизеловото гориво, започват да кристализират. Наистина става мътен и с по-нататъшно понижаване на температурата става като желе или втвърдена мазна супа. Най-малките кристали от парафин запушват порите на горивните филтри и предпазните мрежи, утаяват се в каналите на тръбопроводите и парализират работата. За лятното гориво точката на помътняване е -5°C, а за зимното гориво е -25°C. Важен показател, който трябва да бъде посочен в паспорта за дизелово гориво, е максималната температура на филтруване. Мътното дизелово гориво може да се използва до температурата на филтруване, след което филтърът се запушва и подаването на гориво спира. Зимното дизелово гориво не се различава от лятното дизелово гориво нито по цвят, нито по мирис. Така се оказва, че само Господ (и бензинджията) знаят какво всъщност е наводнено. Някои майстори смесват лятно дизелово гориво с BGS (газбензин) и други неща, постигайки понижаване на температурата на филтруване, което рискува или повреда на помпата, или просто експлозия поради факта, че точката на възпламеняване на това адско нещо намалява. Също така, вместо дизел може да се достави леко отоплително масло, което не се различава на външен вид, но съдържа повече примеси и такива, които изобщо не присъстват в дизела. Което е изпълнено със замърсяване на горивното оборудване и скъпо почистване. От горното можем да заключим, че ако купувате дизел на ниска цена, от частни лица или непроверени организации, може да се окажете в нужда от ремонт или отоплителната система може да бъде размразена. Цената на дизеловото гориво, доставено до дома ви, варира с една рубла от цените на бензиностанциите, както надолу, така и нагоре в зависимост от отдалечеността на вашата вила и количеството транспортирано гориво, всичко по-евтино трябва да ви предупреждава, освен ако не сте крайни любители на спорта и не се страхуват да прекарат нощта в хладилна къща при 30-градусов студ.

ВТЕЧЕН ГАЗ.Подобно на дизеловото гориво, SPBT има няколко вида, които се различават по състава на сместа от пропан и бутан. Зимна смес, лятна и арктическа. Зимната смес се състои от 65% пропан, 30% бутан и 5% газови примеси. Лятната смес се състои от 45% пропан, 50% бутан, 5% газови примеси. Арктическа смес - 95% пропан и 5% примеси. Може да се достави смес от 95% бутан и 5% примеси, тази смес се нарича домакинска. Много малко количество сярно вещество, одорант, се добавя към всяка смес, за да се създаде "миризма на газ". От гледна точка на изгарянето и ефекта върху оборудването съставът на сместа практически няма ефект. Бутанът, макар и много по-евтин, е малко по-добър за отопление от пропана - има повече калории, но има много голям недостатък, който го прави труден за използване в руски условия - бутанът спира да се изпарява и остава течен при нула градуса. Ако имате внесен резервоар с ниско гърло или вертикално (дълбочината на изпарителната повърхност е по-малка от 1,5 метра) или се намира в пластмасов саркофаг, който влошава топлообмена, тогава при продължителни студове резервоарът може да спре да изпарява бутан, не само поради замръзване, но и от -поради недостатъчен топлообмен (при изпаряване газът се охлажда). При температури под 3 градуса по Целзий, вносни контейнери, направени за условията на Германия, Чехия, Италия, Полша, с интензивно изпарение, спират да произвеждат газ, след като целият пропан се изпари и остава само бутан.

Сега нека сравним потребителските свойства на пропан-бутан и дизелово гориво

Използването на LPG е с 29% по-евтино от дизеловото гориво. Качеството на LPG не влияе върху неговите потребителски свойства при използване на резервоари AvtonomGaz, освен това, колкото по-високо е съдържанието на бутан в сместа, толкова по-добре работи газовото оборудване. Нискокачественото дизелово гориво може да доведе до сериозни щети на отоплителното оборудване. Използването на втечнен газ ще премахне миризмата на дизелово гориво в дома ви. Втечненият газ съдържа по-малко токсични серни съединения и в резултат на това няма замърсяване на въздуха във вашата градина. Можете да управлявате не само котел, но и газова печка, както и газова камина и газов електрогенератор от втечнен газ.

Какво е гориво?

Това е един компонент или смес от вещества, които са способни на химични трансформации, свързани с отделянето на топлина. Различните видове гориво се различават по количественото съдържание на окислител, който се използва за освобождаване на топлинна енергия.

В широк смисъл горивото е енергиен носител, тоест потенциален вид потенциална енергия.

Класификация

Понастоящем видовете горива се разделят според агрегатното им състояние на течни, твърди и газообразни.

Естествените твърди материали включват камък, дърва за огрев и антрацит. Брикети, кокс, термоантрацит са видове изкуствено твърдо гориво.

Течностите включват вещества, съдържащи вещества от органичен произход. Основните им компоненти са: кислород, въглерод, азот, водород, сяра. Изкуствено течно гориво ще бъде разнообразие от смоли и мазут.

Това е смес от различни газове: етилен, метан, пропан, бутан. В допълнение към тях, газообразното гориво съдържа въглероден диоксид и въглероден оксид, сероводород, азот, водна пара и кислород.

Индикатори за гориво

Основният индикатор за изгаряне. Формулата за определяне на калоричността се разглежда в термохимията. отделят „стандартно гориво“, което предполага калоричността на 1 килограм антрацит.

Битовото отоплително масло е предназначено за изгаряне в отоплителни уреди с ниска мощност, които се намират в жилищни помещения, топлинни генератори, използвани в селското стопанство за сушене на фураж, консервиране.

Специфичната топлина на изгаряне на гориво е стойност, която показва количеството топлина, което се генерира при пълното изгаряне на гориво с обем 1 m 3 или маса от един килограм.

За измерване на тази стойност се използват J/kg, J/m3, калории/m3. За определяне на топлината на изгаряне се използва калориметричният метод.

С увеличаване на специфичната топлина на изгаряне на горивото специфичният разход на гориво намалява, а ефективността остава непроменена.

Топлината на изгаряне на веществата е количеството енергия, отделено по време на окисляването на твърдо, течно или газообразно вещество.

Определя се от химичния състав, както и от агрегатното състояние на горимото вещество.

Характеристики на продуктите от горенето

По-високите и по-ниските калорични стойности са свързани със състоянието на агрегиране на водата в веществата, получени след изгаряне на гориво.

По-високата калоричност е количеството топлина, отделена при пълното изгаряне на дадено вещество. Тази стойност включва и топлината на кондензация на водна пара.

Най-ниската работна топлина на изгаряне е стойността, която съответства на отделянето на топлина по време на горене, без да се отчита топлината на кондензация на водната пара.

Скритата топлина на кондензация е количеството енергия на кондензация на водна пара.

Математическа връзка

По-високите и по-ниските калорични стойности са свързани със следната зависимост:

Q B = Q H + k(W + 9H)

където W е тегловното количество (в %) вода в запалимо вещество;

H е количеството водород (% от масата) в горимото вещество;

k - коефициент, равен на 6 kcal/kg

Методи за извършване на изчисления

По-високите и по-ниските калорични стойности се определят по два основни метода: изчислителен и експериментален.

Калориметрите се използват за извършване на експериментални изчисления. Първо в него се изгаря проба гориво. Топлината, която ще се отдели, се абсорбира напълно от водата. Имайки представа за масата на водата, можете да определите чрез промяната в нейната температура стойността на нейната топлина на изгаряне.

Тази техника се счита за проста и ефективна; тя изисква само познаване на данните от техническия анализ.

При изчислителния метод по-високите и по-ниските калорични стойности се изчисляват по формулата на Менделеев.

Q p H = 339C p +1030H p -109(O p -S p) - 25 W p (kJ/kg)

Отчита съдържанието на въглерод, кислород, водород, водни пари, сяра в работния състав (в проценти). Количеството топлина по време на горенето се определя, като се вземе предвид еквивалентното гориво.

Топлината на изгаряне на газа позволява да се направят предварителни изчисления и да се определи ефективността от използването на даден вид гориво.

Характеристики на произход

За да разберете колко топлина се отделя при изгарянето на определено гориво, е необходимо да имате представа за неговия произход.

В природата съществуват различни версии на твърди горива, които се различават по състав и свойства.

Образуването му протича на няколко етапа. Първо се образува торф, след това се образуват кафяви и черни въглища, след това се образува антрацит. Основните източници на образуване на твърдо гориво са листа, дървесина и борови иглички. Когато части от растенията умират и са изложени на въздух, те се унищожават от гъбичките и образуват торф. Натрупването му се превръща в кафява маса, след което се получава кафяв газ.

При високо налягане и температура брауновият газ се превръща във въглища, след което горивото се натрупва под формата на антрацит.

В допълнение към органичните вещества, горивото съдържа допълнителен баласт. За органична се счита тази част, която се образува от органични вещества: водород, въглерод, азот, кислород. В допълнение към тези химични елементи, той съдържа баласт: влага, пепел.

Технологията на изгаряне включва разделяне на работната, сухата и горимата маса на изгореното гориво. Работната маса е горивото в оригиналната му форма, доставено на потребителя. Сухата маса е състав, в който няма вода.

Съединение

Най-ценните компоненти са въглеродът и водородът.

Тези елементи се съдържат във всеки вид гориво. В торфа и дървесината процентът на въглерод достига 58 процента, в каменните и кафявите въглища - 80%, а в антрацита достига 95 процента от теглото. В зависимост от този показател се променя количеството топлина, отделена по време на изгарянето на горивото. Водородът е вторият най-важен елемент от всяко гориво. Когато се свързва с кислорода, образува влага, което значително намалява топлинната стойност на всяко гориво.

Процентът му варира от 3,8 в нефтените шисти до 11 в мазута. Кислородът, съдържащ се в горивото, действа като баласт.

Той не е топлогенериращ химичен елемент, поради което влияе отрицателно върху стойността на топлината му на изгаряне. Изгарянето на азот, съдържащ се в свободна или свързана форма в продуктите на горенето, се счита за вредни примеси, поради което количеството му е строго ограничено.

Сярата се включва в горивото под формата на сулфати, сулфиди, а също и като газове от серен диоксид. Когато се хидратират, серните оксиди образуват сярна киселина, която разрушава котелното оборудване и влияе отрицателно върху растителността и живите организми.

Ето защо сярата е химичен елемент, чието присъствие в природните горива е изключително нежелателно. Ако серните съединения попаднат в работната зона, те причиняват значително отравяне на оперативния персонал.

Съществуват три вида пепел в зависимост от произхода й:

първичен;
втори;
третичен

Първичният вид се образува от минерали, открити в растенията. Вторичната пепел се образува в резултат на навлизането на растителни остатъци в пясъка и почвата по време на образуването.

Третичната пепел се появява в състава на горивото по време на добив, съхранение и транспортиране. При значително отлагане на пепел се получава намаляване на топлопредаването върху нагревателната повърхност на котелния агрегат, намалявайки количеството топлопредаване към водата от газове. Огромно количество пепел влияе негативно на работата на котела.

Накрая

Летливите вещества оказват значително влияние върху процеса на изгаряне на всеки вид гориво. Колкото по-голяма е тяхната мощност, толкова по-голям ще бъде обемът на фронта на пламъка. Например, въглища и торф се запалват лесно, процесът е придружен от незначителни топлинни загуби. Коксът, който остава след отстраняване на летливи примеси, съдържа само минерални и въглеродни съединения. В зависимост от характеристиките на горивото количеството топлина се променя значително.

В зависимост от химичния състав има три етапа на образуване на твърдо гориво: торф, лигнит и въглища.

Естественото дърво се използва в малки котелни инсталации. Те използват предимно дървесни стърготини, стърготини, плочи, кора, а самите дърва за огрев се използват в малки количества. В зависимост от вида на дървесината количеството генерирана топлина варира значително.

Тъй като топлината на изгаряне намалява, дървата за огрев придобиват определени предимства: бърза запалимост, минимално съдържание на пепел и липса на следи от сяра.

Надеждната информация за състава на естествено или синтетично гориво, неговата калоричност е отличен начин за извършване на термохимични изчисления.

Понастоящем има реална възможност да се идентифицират онези основни варианти за твърди, газообразни, течни горива, които ще бъдат най-ефективни и евтини за използване в определена ситуация.