Bilo koje gorivo, kada se sagori, oslobađa toplotu (energiju), kvantificiranu u džulima ili kalorijama (4,3 J = 1 cal). U praksi, za mjerenje količine topline koja se oslobađa tokom sagorijevanja goriva, koriste se kalorimetri - složeni laboratorijski uređaji. Toplota sagorevanja naziva se i kalorijska vrednost.
Količina topline dobivene izgaranjem goriva ne ovisi samo o njegovoj kalorijskoj vrijednosti, već i o njegovoj masi.
Za usporedbu tvari prema količini energije koja se oslobađa tijekom sagorijevanja, vrijednost specifične topline sagorijevanja je prikladnija. Pokazuje količinu toplote proizvedene tokom sagorevanja jednog kilograma (masene specifične toplote sagorevanja) ili jednog litra, kubnog metra (volumen specifične toplote sagorevanja) goriva.
Jedinice specifične toplote sagorevanja goriva prihvaćene u SI sistemu su kcal/kg, MJ/kg, kcal/m³, MJ/m³, kao i njihovi derivati.
Energetska vrijednost goriva određena je upravo vrijednošću njegove specifične topline sagorijevanja. Odnos između količine toplote proizvedene tokom sagorevanja goriva, njegove mase i specifične toplote sagorevanja izražava se jednostavnom formulom:
Q = q m, gdje je Q količina topline u J, q je specifična toplina sagorijevanja u J/kg, m je masa tvari u kg.
Za sve vrste goriva i većinu zapaljivih tvari, vrijednosti specifične topline sagorijevanja odavno su određene i sastavljene u tablice, koje koriste stručnjaci pri izračunavanju topline koja se oslobađa tijekom sagorijevanja goriva ili drugih materijala. Mogu postojati mala odstupanja u različitim tabelama, koja se očito objašnjavaju neznatno različitim tehnikama mjerenja ili različitim kalorijskim vrijednostima sličnih zapaljivih materijala ekstrahiranih iz različitih ležišta.
Ugalj ima najveći energetski intenzitet među čvrstim gorivima - 27 MJ/kg (antracit - 28 MJ/kg). Drveni ugalj ima slične pokazatelje (27 MJ/kg). Mrki ugalj ima znatno nižu kalorijsku vrijednost - 13 MJ/kg. Osim toga, obično sadrži dosta vlage (do 60%), koja, kada se isparava, smanjuje vrijednost ukupne topline sagorijevanja.
Treset gori sa toplotom od 14-17 MJ/kg (u zavisnosti od stanja - izmrvljena, presovana, briket). Ogrevno drvo sušeno na 20% vlažnosti oslobađa od 8 do 15 MJ/kg. Istovremeno, količina energije primljene od jasike i breze može varirati gotovo dva puta. Približno iste pokazatelje daju i peleti iz različitih materijala- od 14 do 18 MJ/kg.
Mnogo manje od čvrstih materija, razlikuju se po specifičnoj toploti sagorevanja tečne vrste gorivo. Tako je specifična toplota sagorevanja dizel goriva 43 MJ/l, benzina - 44 MJ/l, kerozina - 43,5 MJ/l, lož ulja - 40,6 MJ/l.
Specifična toplota sagorevanje prirodnog gasa je 33,5 MJ/m³, propana - 45 MJ/m³. Energetski najintenzivnije gasovito gorivo je vodonik (120 MJ/m³). Vrlo je perspektivan za upotrebu kao gorivo, ali još nije pronađen optimalne opcije njegovo skladištenje i transport.
Poređenje energetskog intenziteta različitih vrsta goriva
Kada se poredi energetska vrijednost glavnih vrsta čvrstih, tečnih i gasovitih goriva, može se utvrditi da jedan litar benzina ili dizel goriva odgovara 1,3 m³ prirodnog gasa, jedan kilogram uglja - 0,8 m³ gasa, jedan kg ogrevnog drveta - 0,4 m³ gasa.
Toplota sagorevanja goriva je najvažniji pokazatelj efikasnosti, ali širine njegove distribucije po područjima ljudska aktivnost zavisi od tehničkih mogućnosti i ekonomskih pokazatelja upotrebe.
5. TERMIČKA BILANSA SAGOREVANJA
Razmotrimo metode za izračunavanje toplotnog bilansa procesa sagorevanja gasovitih, tečnih i čvrstih goriva. Proračun se svodi na rješavanje sljedećih problema.
· Određivanje toplote sagorevanja (kalorične vrednosti) goriva.
· Određivanje teorijske temperature sagorevanja.
5.1. TOPLOTA SAGOREVANJA
Hemijske reakcije su praćene oslobađanjem ili apsorpcijom topline. Kada se toplota oslobodi, reakcija se naziva egzotermna, a kada se toplota apsorbuje, naziva se endotermna. Sve reakcije sagorevanja su egzotermne, a produkti sagorevanja su egzotermna jedinjenja.
Oslobađa se (ili apsorbuje) tokom protoka hemijska reakcija toplota se naziva toplota reakcije. Kod egzotermnih reakcija je pozitivan, kod endotermnih negativan. Reakcija sagorevanja je uvek praćena oslobađanjem toplote. Toplota sagorevanja Q g(J/mol) je količina toplote koja se oslobađa prilikom potpunog sagorevanja jednog mola supstance i transformacije zapaljive supstance u produkte potpunog sagorevanja. Mol je osnovna SI jedinica za količinu supstance. Jedan mol je količina tvari koja sadrži isti broj čestica (atoma, molekula, itd.) koliko ima atoma u 12 g izotopa ugljika-12. Masa količine supstance jednake 1 molu (molekularni ili molarna masa) numerički se poklapa sa relativnom molekulskom masom date supstance.
Na primjer, relativna molekulska težina kisika (O 2) je 32, ugljen-dioksid(CO 2) je 44, a odgovarajuće molekulske težine će biti M = 32 g/mol i M = 44 g/mol. Dakle, jedan mol kisika sadrži 32 grama ove tvari, a jedan mol CO 2 sadrži 44 grama ugljičnog dioksida.
U tehničkim proračunima najčešće se ne koristi toplota sagorevanja. Q g, i kaloričnu vrijednost goriva Q(J/kg ili J/m 3). Kalorična vrijednost tvari je količina topline koja se oslobađa pri potpunom sagorijevanju 1 kg ili 1 m 3 tvari. Za tečne i čvrste materije obračun se vrši po 1 kg, a za plinovite - po 1 m 3.
Poznavanje toplote sagorevanja i kalorijske vrednosti goriva neophodno je za izračunavanje temperature sagorevanja ili eksplozije, pritiska eksplozije, brzine širenja plamena i drugih karakteristika. Kalorična vrijednost gorivo se određuje eksperimentalno ili proračunskim metodama. Prilikom eksperimentalnog određivanja kalorijske vrijednosti, data masa čvrstog ili tekućeg goriva se sagorijeva u kalorimetrijskoj bombi, a u slučaju plinovitog goriva u plinskom kalorimetru. Ovi instrumenti mjere ukupnu toplinu Q 0 koji se oslobađa tokom sagorevanja uzorka vaganja goriva m. Kalorična vrijednost Q g nalazi se po formuli
Odnos između topline sagorijevanja i
kaloričnu vrijednost goriva
Da bi se uspostavila veza između toplote sagorevanja i kalorijske vrednosti neke supstance, potrebno je zapisati jednačinu za hemijsku reakciju sagorevanja.
Produkt potpunog izgaranja ugljika je ugljični dioksid:
C+O2 →CO2.
Produkt potpunog sagorevanja vodonika je voda:
2H 2 +O 2 →2H 2 O.
Produkt potpunog sagorevanja sumpora je sumpor dioksid:
S +O 2 →SO 2.
U ovom slučaju, dušik, halogeni i drugi nezapaljivi elementi se oslobađaju u slobodnom obliku.
Zapaljiva materija - gas
Kao primjer, izračunajmo kaloričnu vrijednost metana CH 4, za koju je toplina sagorijevanja jednaka Q g=882.6 .
· Odredimo molekulsku masu metana u skladu sa njegovom hemijska formula(CH 4):
M=1∙12+4∙1=16 g/mol.
· Odredimo kalorijsku vrijednost 1 kg metana:
· Nađimo zapreminu 1 kg metana, znajući njegovu gustinu ρ=0,717 kg/m 3 na normalnim uslovima:
.
· Odredimo kalorijsku vrijednost 1 m 3 metana:
Kalorična vrijednost svih zapaljivih plinova određuje se na sličan način. Za mnoge uobičajene tvari mjerene su toplina sagorijevanja i kalorijske vrijednosti visoka tačnost i dati su u relevantnoj referentnoj literaturi. Evo tabele kalorijskih vrednosti nekih gasovitih materija (tabela 5.1). Magnituda Q u ovoj tabeli je dat u MJ/m 3 i u kcal/m 3, pošto se 1 kcal = 4,1868 kJ često koristi kao jedinica toplote.
Tabela 5.1
Kalorična vrijednost gasovitih goriva
|
Supstanca |
Acetilen |
|||||
|
Q |
||||||
Zapaljiva supstanca – tečna ili čvrsta
Kao primjer, izračunajmo kaloričnu vrijednost etil alkohola C 2 H 5 OH, za koji je toplina sagorijevanja Q g= 1373,3 kJ/mol.
· Odredimo molekulsku masu etil alkohola u skladu sa njegovom hemijskom formulom (C 2 H 5 OH):
M = 2∙12 + 5∙1 + 1∙16 + 1∙1 = 46 g/mol.
Odredimo kalorijsku vrijednost 1 kg etil alkohola:
Kalorična vrijednost bilo kojeg tekućeg i čvrstog zapaljivog materijala određuje se na sličan način. U tabeli 5.2 i 5.3 pokazuju kalorijske vrijednosti Q(MJ/kg i kcal/kg) za neke tečnosti i čvrste materije.
Tabela 5.2
Kalorična vrijednost tečnih goriva
|
Supstanca |
Metil alkohol |
Etanol |
Lož ulje, ulje |
||||
|
Q |
|||||||
Tabela 5.3
Kalorična vrijednost čvrstih goriva
|
Supstanca |
Drvo je sveže |
Suvo drvo |
Mrki ugalj |
Suvi treset |
Antracit, koksa |
||
|
Q |
|||||||
Mendeljejeva formula
Ako je kalorijska vrijednost goriva nepoznata, onda se može izračunati korištenjem empirijske formule koju je predložio D.I. Mendeljejev. Da biste to učinili, morate znati elementarni sastav goriva (ekvivalentnu formulu goriva), odnosno postotak sadržaja sljedećih elemenata u njemu:
Kiseonik (O);
Vodonik (H);
Ugljik (C);
Sumpor (S);
Pepeo (A);
Voda (W).
Proizvodi sagorevanja goriva uvek sadrže vodena para, nastao kako zbog prisustva vlage u gorivu tako i tokom sagorijevanja vodonika. Otpadni proizvodi sagorevanja napuštaju industrijsko postrojenje na temperaturi iznad tačke rose. Stoga se toplina koja se oslobađa pri kondenzaciji vodene pare ne može korisno iskoristiti i ne treba je uzimati u obzir u termičkim proračunima.
Za proračun se obično koristi neto kalorijska vrijednost Q n gorivo, koje uzima u obzir toplotnih gubitaka sa vodenom parom. Za čvrsta i tečna goriva vrijednost Q n(MJ/kg) je približno određena formulom Mendeljejeva:
Q n=0.339+1.025+0.1085 – 0.1085 – 0.025, (5.1)
pri čemu je procenat (tež.%) sadržaja odgovarajućih elemenata u sastavu goriva naveden u zagradama.
Ova formula uzima u obzir toplinu reakcija egzotermnog sagorijevanja ugljika, vodika i sumpora (sa predznakom plus). Kiseonik uključen u gorivo djelimično zamjenjuje kisik u zraku, pa se odgovarajući pojam u formuli (5.1) uzima sa predznakom minus. Kada vlaga isparava, toplina se troši, pa se odgovarajući pojam koji sadrži W također uzima sa predznakom minus.
Poređenje proračunskih i eksperimentalnih podataka o kalorijskoj vrijednosti različitih goriva (drvo, treset, ugalj, nafta) pokazalo je da proračun po formuli Mendeljejeva (5.1) daje grešku koja ne prelazi 10%.
Neto kalorijska vrijednost Q n(MJ/m3) suvih zapaljivih gasova može se izračunati sa dovoljnom tačnošću kao zbir proizvoda toplotne vrednosti pojedinih komponenti i njihovog procentualnog sadržaja u 1 m3 gasovitog goriva.
Q n= 0.108[N 2 ] + 0.126[SO] + 0.358[SN 4 ] + 0.5[S 2 N 2 ] + 0.234[N 2 S ]…, (5.2)
gdje je postotak (volumen %) sadržaja odgovarajućih plinova u smjesi naveden u zagradama.
U prosjeku, kalorijska vrijednost prirodnog plina je oko 53,6 MJ/m 3 . U umjetno proizvedenim zapaljivim plinovima sadržaj metana CH4 je beznačajan. Glavne zapaljive komponente su vodonik H2 i ugljen monoksid CO. U koksnom plinu, na primjer, sadržaj H2 dostiže (55 ÷ 60)%, a niža kalorijska vrijednost takvog plina dostiže 17,6 MJ/m3. Generatorski gas sadrži CO ~ 30% i H 2 ~ 15%, dok je niža kalorijska vrijednost generatorskog plina Q n= (5,2÷6,5) MJ/m3. Sadržaj CO i H 2 u visokopećnom plinu je manji; magnitude Q n= (4,0÷4,2) MJ/m 3.
Pogledajmo primjere izračunavanja kalorijske vrijednosti tvari pomoću formule Mendelejeva.
Odredimo kaloričnu vrijednost uglja, čiji je elementarni sastav dat u tabeli. 5.4.
Tabela 5.4
Elementarni sastav uglja
· Zamenimo one date u tabeli. 5.4 podaci u formuli Mendeljejeva (5.1) (dušik N i pepeo A nisu uključeni u ovu formulu, jer su inertne supstance i ne učestvuju u reakciji sagorevanja):
Q n=0,339∙37,2+1,025∙2,6+0,1085∙0,6–0,1085∙12–0,025∙40=13,04 MJ/kg.
Odredimo količinu ogrevnog drveta koja je potrebna za zagrevanje 50 litara vode od 10°C do 100°C, ako se 5% toplote koja se oslobađa pri sagorevanju potroši za grejanje, i toplotni kapacitet vode With=1 kcal/(kg∙deg) ili 4,1868 kJ/(kg∙deg). Elementarni sastav drva za ogrjev dat je u tabeli. 5.5:
Tabela 5.5
Elementarni sastav ogrevnog drveta
|
· Pronađimo kalorijsku vrijednost drva za ogrjev koristeći formulu Mendeljejeva (5.1): Q n=0,339∙43+1,025∙7–0,1085∙41–0,025∙7= 17,12 MJ/kg. · Odredimo količinu toplote koja se troši na zagrijavanje vode pri sagorijevanju 1 kg drva za ogrjev (uzimajući u obzir da se 5% topline (a = 0,05) koja se oslobađa tokom sagorijevanja troši na zagrijavanje): Q 2 =a Q n=0,05·17,12=0,86 MJ/kg. · Odredimo količinu ogrevnog drveta koja je potrebna za zagrevanje 50 litara vode od 10°C do 100°C:
Tako je za zagrijavanje vode potrebno oko 22 kg drva za ogrjev. |
kg.Važna termička karakteristika goriva je njegova specifična toplota sagorevanja.
Specifična toplota sagorevanja goriva
Pravi se razlika između specifičnih viših i nižih kalorijskih vrijednosti. Specifična toplota sagorevanja radnog goriva, uzimajući u obzir dodatnu toplotu koja se oslobađa pri kondenzaciji vodene pare koja se nalazi u produktima sagorevanja, naziva se najveća specifična toplota sagorevanja radnog goriva. Ova dodatna količina toplote može se odrediti množenjem mase vodene pare nastale isparavanjem vlage goriva /100 i sagorevanjem vodonika 9 /100 , na latentnu toplotu kondenzacije vodene pare koja je približno 2500 kJ/kg.
Specifična niža ogrjevna vrijednost goriva – količina toplote koja se oslobađa u normalnim praktičnim uslovima, tj. kada se vodena para ne kondenzuje, već se ispušta u atmosferu.
Dakle, odnos između najveće i najniže specifične toplote sagorevanja može se izraziti jednadžbom - = =25(9 ).
64. Uslovno gorivo.
Gorivo je svaka tvar koja pri sagorijevanju (oksidaciji) oslobađa značajnu količinu topline po jedinici mase ili volumena i dostupna je za masovnu upotrebu.
Kao gorivo koriste se prirodna i derivativna organska jedinjenja u čvrstom, tečnom i gasovitom stanju.
Svako organsko gorivo sastoji se od ugljika, vodika, kisika, dušika, hlapljivog sumpora, a čvrsta i tečna goriva se sastoje od pepela (mineralnih ostataka) i vlage.
Važna termička karakteristika goriva je njegova specifična toplota sagorevanja.
Specifična toplota sagorevanja goriva je količina toplote koja se oslobađa tokom potpunog sagorevanja jedinične količine goriva.
Što je niža specifična toplota sagorevanja goriva, to se više troši u kotlovskoj jedinici. Za poređenje razne vrste gorivo prema njihovim termalni efekat uveden je koncept konvencionalnog goriva čija je specifična toplota sagorevanja uzeta = 29,3 MJ/kg.
Omjer Q N R datog goriva i Q specifičnog goriva naziva se ekvivalent E. Tada se pretvaranje potrošnje prirodnog goriva V N u standardno gorivo V UT vrši prema formuli: 
Uslovno gorivo- jedinica obračuna organskog goriva usvojena u proračunima, odnosno nafte i njenih derivata, prirodnih i posebno dobijenih destilacijom škriljaca i uglja, gasa, treseta - koja se koristi za izračunavanje blagotvornog dejstva različitih vrsta goriva u njihovo ukupno računovodstvo.
U SSSR-u i Rusiji po jedinici standardno gorivo(ce) uzeta je kalorijska vrijednost 1 kg uglja = 29,3 MJ ili 7000 kcal Međunarodna energetska agencija ( I.E.A.) uzima jedinicu ekvivalenta nafte, obično označenu skraćenicom TOE(engleski) . Tona ekvivalenta nafte). Jedna tona ekvivalenta nafte iznosi 41,868 GJ ili 11,63 MWh. Jedinica koja se takođe koristi je barel ekvivalenta nafte ( BOE).
65. Koeficijent viška vazduha.
Naziva se broj koji pokazuje koliko je puta stvarni protok zraka veći od teoretski potrebne količine zraka koeficijent viška vazduha, tj. stvarni protok vazduha L (u kg/kg) ili V (m 3 / m 3) jednaka je njegovoj teoretski potrebnoj količini L o ili V o > pomnoženo sa koeficijentom viška vazduha a
V= aV 0 .
U ovoj lekciji ćemo naučiti kako izračunati količinu topline koju gorivo oslobađa tokom sagorijevanja. Osim toga, razmotrit ćemo karakteristike goriva - specifičnu toplinu sagorijevanja.
Budući da se cijeli naš život zasniva na kretanju, a kretanje uglavnom na sagorijevanju goriva, proučavanje ove teme je veoma važno za razumijevanje teme „Toplotni fenomeni“.
Nakon proučavanja pitanja vezanih za količinu topline i specifični toplotni kapacitet, idemo dalje na razmatranje količina toplote koja se oslobađa pri sagorevanju goriva.
Definicija
Gorivo- tvar koja proizvodi toplinu u nekim procesima (sagorijevanje, nuklearne reakcije). Je izvor energije.
Gorivo se dešava čvrsti, tečni i gasoviti(Sl. 1).
Rice. 1. Vrste goriva
- Čvrsta goriva uključuju uglja i treseta.
- Tečna goriva uključuju naftu, benzin i druge naftne derivate.
- Gasovita goriva uključuju prirodni gas .
- Zasebno, možemo istaći vrlo česte u posljednje vrijeme nuklearno gorivo.
Sagorevanje goriva je hemijski proces, koji je oksidativni. Tokom sagorevanja, atomi ugljenika se kombinuju sa atomima kiseonika i formiraju molekule. Kao rezultat toga, oslobađa se energija koju osoba koristi za svoje potrebe (slika 2).
Rice. 2. Formiranje ugljičnog dioksida
Za karakterizaciju goriva koristi se sljedeća karakteristika: kaloričnu vrijednost. Kalorična vrijednost pokazuje koliko se topline oslobađa tokom sagorijevanja goriva (slika 3). U fizici, kalorijska vrijednost odgovara konceptu specifična toplota sagorevanja neke supstance.
Rice. 3. Specifična toplota sagorevanja
Definicija
Specifična toplota sagorevanja - fizička količina, koji karakteriše gorivo, numerički je jednak količini toplote koja se oslobađa tokom potpunog sagorevanja goriva.
Specifična toplota sagorevanja obično se označava slovom . jedinice:
Ne postoji mjerna jedinica, jer se sagorijevanje goriva odvija na gotovo konstantnoj temperaturi.
Specifična toplota sagorevanja se određuje eksperimentalno pomoću sofisticiranih instrumenata. Međutim, postoje posebne tablice za rješavanje problema. U nastavku predstavljamo vrijednosti specifične topline sagorijevanja za neke vrste goriva.
|
Supstanca |
|
Tabela 4. Specifična toplota sagorevanja nekih supstanci
Iz datih vrijednosti jasno je da se tokom sagorijevanja oslobađa velika količina toplote, pa se koriste mjerne jedinice (megadžuli) i (gigadžuli).
Za izračunavanje količine toplote koja se oslobađa tokom sagorevanja goriva koristi se sledeća formula:
Ovde: - masa goriva (kg), - specifična toplota sagorevanja goriva ().
U zaključku, napominjemo da se većina goriva koje koristi čovječanstvo skladišti solarna energija. Ugalj, nafta, gas - sve je to nastalo na Zemlji pod uticajem Sunca (slika 4).
Rice. 4. Formiranje goriva
U sljedećoj lekciji ćemo govoriti o zakonu održanja i transformacije energije u mehaničkim i toplinskim procesima.
Listaknjiževnost
- Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / Ed. Orlova V.A., Roizena I.I. Fizika 8. - M.: Mnemosyne.
- Peryshkin A.V. Fizika 8. - M.: Drfa, 2010.
- Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizika 8. - M.: Prosvjeta.
- Internet portal “festival.1september.ru” ()
- Internet portal “school.xvatit.com” ()
- Internet portal “stringer46.narod.ru” ()
Zadaća
U tablicama su prikazane masene specifične topline sagorijevanja goriva (tečnog, čvrstog i plinovitog) i nekih drugih zapaljivih materijala. Razmatrana su sledeća goriva: ugalj, ogrevno drvo, koks, treset, kerozin, nafta, alkohol, benzin, prirodni gas itd.
Lista tabela:
Tokom egzotermne reakcije oksidacije goriva, njegova hemijska energija se pretvara u toplotnu energiju uz oslobađanje određene količine toplote. Rezultat toplotnu energiju se obično naziva toplota sagorevanja goriva. Zavisi od njegovog hemijskog sastava, vlažnosti i glavni je. Toplina sagorevanja goriva po 1 kg mase ili 1 m 3 zapremine čini masu ili zapreminsku specifičnu toplotu sagorevanja.
Specifična toplota sagorevanja goriva je količina toplote koja se oslobađa tokom potpunog sagorevanja jedinice mase ili zapremine čvrstog, tečnog ili gasovitog goriva. U Međunarodnom sistemu jedinica, ova vrijednost se mjeri u J/kg ili J/m3.
Specifična toplota sagorevanja goriva može se odrediti eksperimentalno ili izračunati analitički. Eksperimentalne metode za određivanje kalorijske vrijednosti zasnivaju se na praktičnom mjerenju količine topline koja se oslobađa pri sagorijevanju goriva, na primjer u kalorimetru s termostatom i bombom za sagorijevanje. Za gorivo sa poznatim hemijski sastav Specifična toplina sagorijevanja može se odrediti pomoću formule Mendeljejeva.
Postoje veće i niže specifične toplote sagorevanja. Veća kalorijska vrijednost jednaka je maksimalnoj količini topline koja se oslobađa tijekom potpunog sagorijevanja goriva, uzimajući u obzir toplinu koja se troši na isparavanje vlage sadržane u gorivu. Najmanja toplota sagorevanja manja je od najveće vrednosti za količinu toplote kondenzacije, koja nastaje od vlage goriva i vodonika organske mase, koja se tokom sagorevanja pretvara u vodu.
Za određivanje pokazatelja kvaliteta goriva, kao iu termičkim proračunima obično koriste nižu specifičnu toplotu sagorevanja, koji je najvažniji termički i karakteristike performansi goriva i prikazano je u tabelama ispod.
Specifična toplota sagorevanja čvrstih goriva (ugalj, ogrevno drvo, treset, koks)
U tabeli je prikazana specifična toplota sagorevanja suvog čvrsto gorivo u dimenziji MJ/kg. Gorivo u tabeli je poredano po nazivima po abecednom redu.
Najveća kalorijska vrijednost od razmatranih tvrde vrste Koksni ugalj ima gorivo - njegova specifična toplota sagorevanja je 36,3 MJ/kg (ili u SI jedinicama 36,3 10 6 J/kg). Osim toga, karakteristična je visoka toplina sagorijevanja ugalj, antracit, ugalj i mrki ugalj.
Goriva sa niskom energetskom efikasnošću uključuju drvo, ogrevno drvo, barut, mleveni treset i uljni škriljac. Na primjer, specifična toplina sagorijevanja drva za ogrjev je 8,4...12,5, a baruta samo 3,8 MJ/kg.
| Gorivo | |
|---|---|
| Antracit | 26,8…34,8 |
| Drveni peleti (peleti) | 18,5 |
| Suvo ogrevno drvo | 8,4…11 |
| Ogrevno drvo od suhe breze | 12,5 |
| Gasni koks | 26,9 |
| Eksplozija koksa | 30,4 |
| Polukoks | 27,3 |
| Puder | 3,8 |
| Slate | 4,6…9 |
| Uljni škriljci | 5,9…15 |
| Čvrsto raketno gorivo | 4,2…10,5 |
| Treset | 16,3 |
| Vlaknasti treset | 21,8 |
| Mljeveni treset | 8,1…10,5 |
| Tresetna mrvica | 10,8 |
| Mrki ugalj | 13…25 |
| Mrki ugalj (briketi) | 20,2 |
| Mrki ugalj (prašina) | 25 |
| Donjeck ugalj | 19,7…24 |
| Ugalj | 31,5…34,4 |
| Ugalj | 27 |
| Koksni ugalj | 36,3 |
| Kuznjecki ugalj | 22,8…25,1 |
| Čeljabinsk ugalj | 12,8 |
| Ekibastuski ugalj | 16,7 |
| Frestorf | 8,1 |
| Šljaka | 27,5 |
Specifična toplota sagorevanja tečnih goriva (alkohol, benzin, kerozin, ulje)
Data je tabela specifične toplote sagorevanja tečnog goriva i nekih drugih organskih tečnosti. Treba napomenuti da goriva kao što je benzin, dizel gorivo i ulje.
Specifična toplota sagorevanja alkohola i acetona je znatno niža od tradicionalnih motornih goriva. Osim toga, tečno raketno gorivo ima relativno nisku kaloričnu vrijednost i, uz potpuno sagorijevanje 1 kg ovih ugljovodonika, oslobodit će se količina topline jednaka 9,2 odnosno 13,3 MJ.
| Gorivo | Specifična toplota sagorevanja, MJ/kg |
|---|---|
| Aceton | 31,4 |
| Benzin A-72 (GOST 2084-67) | 44,2 |
| Avio-benzin B-70 (GOST 1012-72) | 44,1 |
| Benzin AI-93 (GOST 2084-67) | 43,6 |
| Benzen | 40,6 |
| Zimsko dizel gorivo (GOST 305-73) | 43,6 |
| Ljetno dizel gorivo (GOST 305-73) | 43,4 |
| Tečno raketno gorivo (kerozin + tečni kiseonik) | 9,2 |
| Avijacijski kerozin | 42,9 |
| Kerozin za rasvjetu (GOST 4753-68) | 43,7 |
| Xylene | 43,2 |
| Lož ulje sa visokim sadržajem sumpora | 39 |
| Lož ulje sa niskim sadržajem sumpora | 40,5 |
| Lož ulje sa niskim sadržajem sumpora | 41,7 |
| Sumporno lož ulje | 39,6 |
| metil alkohol (metanol) | 21,1 |
| n-butil alkohol | 36,8 |
| Ulje | 43,5…46 |
| Metansko ulje | 21,5 |
| Toluen | 40,9 |
| Vajt špirit (GOST 313452) | 44 |
| Etilen glikol | 13,3 |
| etil alkohol (etanol) | 30,6 |
Specifična toplota sagorevanja gasovitih goriva i zapaljivih gasova
Prikazana je tabela specifične toplote sagorevanja gasovitog goriva i nekih drugih zapaljivih gasova u dimenziji MJ/kg. Od gasova koji se razmatraju, on ima najveću masenu specifičnu toplotu sagorevanja. Potpuno sagorevanje jednog kilograma ovog gasa će osloboditi 119,83 MJ toplote. Takođe, gorivo kao što je prirodni gas ima visoku toplotnu vrednost - specifična toplota sagorevanja prirodnog gasa je 41...49 MJ/kg (za čisti gas je 50 MJ/kg).
| Gorivo | Specifična toplota sagorevanja, MJ/kg |
|---|---|
| 1-Buten | 45,3 |
| Amonijak | 18,6 |
| Acetilen | 48,3 |
| Vodonik | 119,83 |
| Vodik, mješavina s metanom (50% H 2 i 50% CH 4 po težini) | 85 |
| Vodik, mješavina s metanom i ugljičnim monoksidom (33-33-33% po težini) | 60 |
| Vodik, mješavina s ugljičnim monoksidom (50% H 2 50% CO 2 po težini) | 65 |
| Plin iz visoke peći | 3 |
| Koksni plin | 38,5 |
| Tečni ugljikovodični plin LPG (propan-butan) | 43,8 |
| izobutan | 45,6 |
| Metan | 50 |
| n-butan | 45,7 |
| n-heksan | 45,1 |
| n-pentan | 45,4 |
| Povezani gas | 40,6…43 |
| Prirodni gas | 41…49 |
| Propadiene | 46,3 |
| Propan | 46,3 |
| propilen | 45,8 |
| Propilen, mješavina sa vodonikom i ugljičnim monoksidom (90%-9%-1% po težini) | 52 |
| Ethane | 47,5 |
| Etilen | 47,2 |
Specifična toplota sagorevanja nekih zapaljivih materijala
Data je tabela specifične toplote sagorevanja nekih zapaljivih materijala (drvo, papir, plastika, slama, guma itd.). Treba obratiti pažnju na materijale sa visokim oslobađanjem toplote tokom sagorevanja. Ovi materijali uključuju: gumu razne vrste, ekspandirani polistiren (pjena), polipropilen i polietilen.
| Gorivo | Specifična toplota sagorevanja, MJ/kg |
|---|---|
| Papir | 17,6 |
| Leatherette | 21,5 |
| Drvo (šipke sa 14% sadržaja vlage) | 13,8 |
| Drvo u hrpama | 16,6 |
| Hrastovo drvo | 19,9 |
| Drvo smreke | 20,3 |
| Drvo zeleno | 6,3 |
| Borovo drvo | 20,9 |
| Capron | 31,1 |
| Karbolit proizvodi | 26,9 |
| Karton | 16,5 |
| Stiren butadien guma SKS-30AR | 43,9 |
| Prirodna guma | 44,8 |
| Sintetička guma | 40,2 |
| Rubber SKS | 43,9 |
| Hloroprenska guma | 28 |
| Linoleum od polivinilklorida | 14,3 |
| Dvoslojni polivinilhloridni linoleum | 17,9 |
| Linoleum od polivinilklorida na bazi filca | 16,6 |
| Polivinilhloridni linoleum na toploj bazi | 17,6 |
| Linoleum od polivinil hlorida na platnu | 20,3 |
| Gumeni linoleum (Relin) | 27,2 |
| Parafin parafin | 11,2 |
| Polistirenska pjena PVC-1 | 19,5 |
| Pjenasta plastika FS-7 | 24,4 |
| Pjenasta plastika FF | 31,4 |
| Ekspandirani polistiren PSB-S | 41,6 |
| Poliuretanska pjena | 24,3 |
| Vlaknaste ploče | 20,9 |
| polivinil hlorid (PVC) | 20,7 |
| Polikarbonat | 31 |
| Polipropilen | 45,7 |
| Polistiren | 39 |
| Polietilen visokog pritiska | 47 |
| Polietilen niskog pritiska | 46,7 |
| Guma | 33,5 |
| Ruberoid | 29,5 |
| Kanalska čađ | 28,3 |
| Hay | 16,7 |
| Slama | 17 |
| Organsko staklo (pleksiglas) | 27,7 |
| Tekstolit | 20,9 |
| Tol | 16 |
| TNT | 15 |
| Pamuk | 17,5 |
| Celuloza | 16,4 |
| Vuna i vunena vlakna | 23,1 |
Izvori:
- GOST 147-2013 Čvrsto mineralno gorivo. Određivanje veće toplotne vrednosti i izračunavanje niže toplotne vrednosti.
- GOST 21261-91 Naftni proizvodi. Metoda za određivanje veće toplotne vrednosti i izračunavanje niže toplotne vrednosti.
- GOST 22667-82 Prirodni zapaljivi gasovi. Metoda proračuna za određivanje toplote sagorevanja, relativna gustina i Wobbeove brojeve.
- GOST 31369-2008 Prirodni plin. Proračun kalorijske vrijednosti, gustine, relativne gustine i Vobeovog broja na osnovu sastava komponenti.
- Zemsky G. T. Zapaljiva svojstva neorganskih i organskih materijala: referentna knjiga M.: VNIIPO, 2016 - 970 str.