ماذا تظهر حرارة احتراق الوقود؟ القيمة الحرارية لأنواع مختلفة من الوقود: الحطب، الفحم، الكريات، قوالب

تعرض الجداول الحرارة النوعية للكتلة لاحتراق الوقود (السائل والصلب والغازي) وبعض المواد الأخرى القابلة للاحتراق. تم أخذ أنواع الوقود التالية بعين الاعتبار: الفحم، الحطب، فحم الكوك، الخث، الكيروسين، الزيت، الكحول، البنزين، الغاز الطبيعي، إلخ.

قائمة جداول:

أثناء التفاعل الطارد للحرارة لأكسدة الوقود، تتحول طاقته الكيميائية إلى طاقة حرارية مع إطلاق كمية معينة من الحرارة. وتسمى الطاقة الحرارية الناتجة عادة بحرارة احتراق الوقود. يعتمد ذلك على تركيبته الكيميائية والرطوبة وهو العامل الرئيسي. تشكل حرارة احتراق الوقود لكل 1 كجم من الكتلة أو 1 م 3 من الحجم كتلة الاحتراق أو الحرارة النوعية الحجمية.

الحرارة النوعية لاحتراق الوقود هي كمية الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق الكامل لوحدة الكتلة أو الحجم من الوقود الصلب أو السائل أو الغازي. في النظام الدولي للوحدات، يتم قياس هذه القيمة بـ J/kg أو J/m 3.

يمكن تحديد الحرارة النوعية لاحتراق الوقود تجريبياً أو حسابها تحليلياً.تعتمد الطرق التجريبية لتحديد القيمة الحرارية على القياس العملي لكمية الحرارة المنبعثة عند احتراق الوقود، على سبيل المثال في مقياس السعرات الحرارية المزود بمنظم حرارة وقنبلة احتراق. بالنسبة للوقود ذي التركيب الكيميائي المعروف، يمكن تحديد الحرارة النوعية للاحتراق باستخدام الصيغة الدورية.

هناك درجات حرارة محددة أعلى وأدنى للاحتراق.القيمة الحرارية الأعلى تساوي الحد الأقصى لكمية الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق الكامل للوقود، مع مراعاة الحرارة المنفقة على تبخر الرطوبة الموجودة في الوقود. أقل حرارة احتراق أقل من أعلى قيمة بكمية حرارة التكثف التي تتشكل من رطوبة الوقود والهيدروجين من الكتلة العضوية والذي يتحول إلى ماء أثناء الاحتراق.

لتحديد مؤشرات جودة الوقود، وكذلك في الحسابات الحرارية عادة ما تستخدم حرارة احتراق محددة أقلوالتي تعتبر من أهم الخصائص الحرارية والأداءية للوقود وهي موضحة في الجداول أدناه.

الحرارة النوعية لاحتراق الوقود الصلب (الفحم، الحطب، الخث، فحم الكوك)

يعرض الجدول قيم الحرارة النوعية لاحتراق الوقود الصلب الجاف في البعد MJ/kg. يتم ترتيب الوقود في الجدول حسب الاسم حسب الترتيب الأبجدي.

من بين أنواع الوقود الصلب التي تم أخذها بعين الاعتبار، يتمتع فحم الكوك بأعلى قيمة حرارية - تبلغ حرارة احتراقه النوعية 36.3 ميجا جول/كجم (أو في وحدات النظام الدولي 36.3·10 6 جول/كجم). وبالإضافة إلى ذلك، فإن القيمة الحرارية العالية هي سمة من سمات الفحم الصلب والأنثراسيت والفحم والفحم البني.

تشمل أنواع الوقود ذات كفاءة الطاقة المنخفضة الخشب والحطب والبارود وخث الطحن والصخر الزيتي. على سبيل المثال، الحرارة النوعية لاحتراق الحطب هي 8.4...12.5، والحرارة النوعية لاحتراق البارود هي 3.8 ميجا جول/كجم فقط.

الحرارة النوعية لاحتراق الوقود الصلب (الفحم، الحطب، الخث، فحم الكوك)

وقود
أنثراسايت	26,8…34,8
الكريات الخشبية (الكريات)	18,5
الحطب الجاف	8,4…11
حطب البتولا الجاف	12,5
فحم الكوك الغاز	26,9
فحم الكوك الانفجار	30,4
شبه فحم الكوك	27,3
مسحوق	3,8
لائحة	4,6…9
الصخر الزيتي	5,9…15
وقود الصواريخ الصلب	4,2…10,5
الخث	16,3
الخث الليفي	21,8
الخث المطحون	8,1…10,5
فتات الخث	10,8
الفحم البني	13…25
الفحم البني (قوالب)	20,2
الفحم البني (الغبار)	25
الفحم دونيتسك	19,7…24
فحم	31,5…34,4
فحم	27
فحم الكوك	36,3
الفحم كوزنتسك	22,8…25,1
الفحم تشيليابينسك	12,8
فحم إيكيباستوز	16,7
فريستورف	8,1
الخبث	27,5

الحرارة النوعية لاحتراق الوقود السائل (الكحول والبنزين والكيروسين والزيت)

يوجد جدول للحرارة النوعية لاحتراق الوقود السائل وبعض السوائل العضوية الأخرى. تجدر الإشارة إلى أن أنواع الوقود مثل البنزين ووقود الديزل والزيت تتميز بإطلاق حرارة عالية أثناء الاحتراق.

الحرارة النوعية لاحتراق الكحول والأسيتون أقل بكثير من وقود المحركات التقليدية. بالإضافة إلى ذلك، فإن وقود الصواريخ السائل له قيمة حرارية منخفضة نسبيًا، ومع الاحتراق الكامل لـ 1 كجم من هذه الهيدروكربونات، سيتم إطلاق كمية من الحرارة تساوي 9.2 و13.3 ميجا جول، على التوالي.

الحرارة النوعية لاحتراق الوقود السائل (الكحول والبنزين والكيروسين والزيت)

وقود	حرارة الاحتراق النوعية MJ/kg
الأسيتون	31,4
البنزين A-72 (GOST 2084-67)	44,2
بنزين الطيران B-70 (GOST 1012-72)	44,1
البنزين AI-93 (GOST 2084-67)	43,6
البنزين	40,6
وقود الديزل الشتوي (GOST 305-73)	43,6
وقود الديزل الصيفي (GOST 305-73)	43,4
وقود الصواريخ السائل (الكيروسين + الأكسجين السائل)	9,2
كيروسين الطيران	42,9
الكيروسين للإضاءة (GOST 4753-68)	43,7
زيلين	43,2
زيت الوقود عالي الكبريت	39
زيت الوقود منخفض الكبريت	40,5
زيت الوقود منخفض الكبريت	41,7
زيت الوقود الكبريتي	39,6
كحول الميثيل (الميثانول)	21,1
ن- كحول البوتيل	36,8
زيت	43,5…46
زيت الميثان	21,5
التولوين	40,9
الروح البيضاء (غوست 313452)	44
أثلين كلايكول	13,3
الكحول الإيثيلي (الإيثانول)	30,6

الحرارة النوعية لاحتراق الوقود الغازي والغازات القابلة للاحتراق

يتم عرض جدول للحرارة النوعية لاحتراق الوقود الغازي وبعض الغازات الأخرى القابلة للاحتراق في البعد MJ/kg. ومن بين الغازات التي تم أخذها بعين الاعتبار، فهو يتمتع بأعلى كتلة من حرارة الاحتراق النوعية. سيؤدي الاحتراق الكامل لكيلوجرام واحد من هذا الغاز إلى إطلاق 119.83 ميجا جول من الحرارة. كما أن الوقود مثل الغاز الطبيعي له قيمة حرارية عالية - تبلغ الحرارة النوعية لاحتراق الغاز الطبيعي 41...49 ميجا جول/كجم (بالنسبة للغاز النقي تبلغ 50 ميجا جول/كجم).

الحرارة النوعية لاحتراق الوقود الغازي والغازات القابلة للاحتراق (الهيدروجين والغاز الطبيعي والميثان)

وقود	حرارة الاحتراق النوعية MJ/kg
1- البيوتين	45,3
الأمونيا	18,6
الأسيتيلين	48,3
هيدروجين	119,83
الهيدروجين، خليط مع الميثان (50% H2 و50% CH4 بالوزن)	85
الهيدروجين، خليط مع الميثان وأول أكسيد الكربون (33-33-33% بالوزن)	60
الهيدروجين، خليط مع أول أكسيد الكربون (50% H2 50% CO2 بالوزن)	65
غاز الفرن العالي	3
فرن غاز كوكا	38,5
غاز الهيدروكربون المسال غاز البترول المسال (البروبان-البيوتان)	43,8
الأيزوبيوتان	45,6
الميثان	50
ن- البيوتان	45,7
ن-الهكسان	45,1
ن-بنتان	45,4
الغاز المصاحب	40,6…43
غاز طبيعي	41…49
البروبادين	46,3
البروبان	46,3
البروبيلين	45,8
البروبيلين، خليط مع الهيدروجين وأول أكسيد الكربون (90%-9%-1% بالوزن)	52
الإيثان	47,5
الإيثيلين	47,2

الحرارة النوعية لاحتراق بعض المواد القابلة للاحتراق

يتم توفير جدول للحرارة النوعية لاحتراق بعض المواد القابلة للاحتراق (الخشب والورق والبلاستيك والقش والمطاط وغيرها). وتجدر الإشارة إلى المواد ذات الحرارة العالية المنبعثة أثناء الاحتراق. وتشمل هذه المواد: المطاط بأنواعه المختلفة والبوليسترين الموسع (الرغوة) والبولي بروبيلين والبولي إيثيلين.

الحرارة النوعية لاحتراق بعض المواد القابلة للاحتراق

وقود	حرارة الاحتراق النوعية MJ/kg
ورق	17,6
جلدي	21,5
الخشب (القضبان التي تحتوي على نسبة رطوبة 14٪)	13,8
الخشب في أكوام	16,6
خشب البلوط	19,9
خشب الصنوبر	20,3
الخشب الأخضر	6,3
خشب الصنوبر	20,9
كابرون	31,1
منتجات الكاربوليت	26,9
ورق مقوى	16,5
مطاط ستايرين بوتادين SKS-30AR	43,9
المطاط الطبيعي	44,8
مطاط صناعي	40,2
اس كي اس المطاط	43,9
مطاط الكلوروبرين	28
مشمع البولي فينيل كلوريد	14,3
طبقة مزدوجة من مشمع البولي فينيل كلورايد	17,9
مشمع البولي فينيل كلورايد على أساس اللباد	16,6
مشمع البولي فينيل كلورايد ذو القاعدة الدافئة	17,6
مشمع البولي فينيل كلوريد القائم على القماش	20,3
مشمع مطاطي (ريلين)	27,2
البارافين البارافين	11,2
رغوة البوليسترين PVC-1	19,5
رغوة بلاستيكية FS-7	24,4
رغوة بلاستيكية FF	31,4
البوليسترين الموسع PSB-S	41,6
رغوة البولي يوريثان	24,3
اللوح الليفي	20,9
كلوريد البوليفينيل (PVC)	20,7
البولي	31
البولي بروبلين	45,7
البوليسترين	39
البولي إيثيلين عالي الضغط	47
البولي إيثيلين منخفض الضغط	46,7
ممحاة	33,5
روبيرويد	29,5
قناة السخام	28,3
القش	16,7
قَشَّة	17
الزجاج العضوي (زجاج شبكي)	27,7
تكستوليت	20,9
تول	16
تي ان تي	15
قطن	17,5
السليلوز	16,4
ألياف الصوف والصوف	23,1

مصادر:

1. GOST 147-2013 الوقود المعدني الصلب. تحديد القيمة الحرارية الأعلى وحساب القيمة الحرارية الأقل.
2. GOST 21261-91 المنتجات البترولية. طريقة تحديد القيمة الحرارية الأعلى وحساب القيمة الحرارية الأقل.
3. GOST 22667-82 الغازات الطبيعية القابلة للاشتعال. طريقة حسابية لتحديد القيمة الحرارية والكثافة النسبية ورقم Wobbe.
4. غوست 31369-2008 الغاز الطبيعي. حساب القيمة الحرارية والكثافة والكثافة النسبية ورقم Wobbe على أساس تكوين المكون.
5. Zemsky G. T. الخصائص القابلة للاشتعال للمواد غير العضوية والعضوية: كتاب مرجعي M.: VNIIPO، 2016 - 970 ص.

تعتبر درجة حرارة احتراق الفحم المعيار الرئيسي الذي يسمح لك بتجنب الأخطاء عند اختيار الوقود. يعتمد أداء الغلاية وجودة عملها بشكل مباشر على هذه القيمة.

خيار الكشف عن درجة الحرارة

في فصل الشتاء، مسألة تدفئة المباني السكنية ذات أهمية خاصة. بسبب الزيادة المنهجية في تكلفة المبردات، يتعين على الناس البحث عن خيارات بديلة لتوليد الطاقة الحرارية.

أفضل طريقة لحل هذه المشكلة هي اختيار غلايات الوقود الصلب التي تتمتع بخصائص الأداء الأمثل وتحتفظ بالحرارة جيدًا.

الحرارة النوعية لاحتراق الفحم هي كمية فيزيائية توضح مقدار الحرارة التي يمكن إطلاقها أثناء الاحتراق الكامل للكيلوجرام من الوقود. لكي تعمل الغلاية لفترة طويلة، من المهم اختيار الوقود المناسب لها. الحرارة النوعية لاحتراق الفحم عالية (22 ميجا جول/كجم)، لذلك يعتبر هذا النوع من الوقود الأمثل لتشغيل الغلاية بكفاءة.

خصائص وخصائص الخشب

يوجد حاليًا ميل للتحول من المنشآت القائمة على عملية احتراق الغاز إلى أنظمة التدفئة المنزلية بالوقود الصلب.

لا يعلم الجميع أن خلق مناخ محلي مريح في المنزل يعتمد بشكل مباشر على جودة الوقود المختار. دعونا نسلط الضوء على الخشب باعتباره مادة تقليدية تستخدم في مراجل التدفئة هذه.

في الظروف المناخية القاسية، التي تتميز بفصول الشتاء الطويلة والباردة، من الصعب جدًا تدفئة المنزل بالخشب طوال موسم التدفئة بأكمله. عندما تنخفض درجة حرارة الهواء بشكل حاد، يضطر صاحب المرجل إلى استخدامه على حافة قدراته القصوى.

عند اختيار الخشب كوقود صلب، تنشأ مشاكل ومضايقات خطيرة. بادئ ذي بدء، نلاحظ أن درجة حرارة احتراق الفحم أعلى بكثير من درجة حرارة الخشب. ومن بين العيوب ارتفاع معدل احتراق الحطب مما يخلق صعوبات خطيرة عند تشغيل غلاية التدفئة. يضطر مالكها إلى مراقبة مدى توفر الحطب في صندوق الاحتراق باستمرار، وسوف تكون هناك حاجة إلى كمية كبيرة إلى حد ما لموسم التدفئة.

خيارات الفحم

درجة حرارة الاحتراق أعلى بكثير، لذا فإن خيار الوقود هذا يعد بديلاً ممتازًا للحطب التقليدي. ونلاحظ أيضًا معدل نقل الحرارة الممتاز ومدة عملية الاحتراق وانخفاض استهلاك الوقود. هناك عدة أنواع من الفحم، تتعلق بخصائص التعدين، وكذلك عمق حدوثها في أحشاء الأرض: الصلب والبني والفحم الحجري.

كل خيار من هذه الخيارات له صفاته وخصائصه المميزة التي تسمح باستخدامه في غلايات الوقود الصلب. ستكون درجة حرارة احتراق الفحم في الفرن ضئيلة عند استخدام الفحم البني، لأنه يحتوي على كمية كبيرة إلى حد ما من الشوائب المختلفة. أما بالنسبة لمؤشرات نقل الحرارة، فإن قيمتها مماثلة للخشب. تفاعل الاحتراق الكيميائي طارد للحرارة، والقيمة الحرارية للفحم مرتفعة.

الفحم لديه درجة حرارة الاشتعال 400 درجة. علاوة على ذلك، فإن القيمة الحرارية لهذا النوع من الفحم مرتفعة للغاية، لذلك يستخدم هذا النوع من الوقود على نطاق واسع لتدفئة المباني السكنية.

أنثراسايت لديه أقصى قدر من الكفاءة. ومن عيوب هذا الوقود نسلط الضوء على تكلفته العالية. تصل درجة حرارة احتراق هذا النوع من الفحم إلى 2250 درجة. ولا يوجد وقود صلب مستخرج من أحشاء الأرض لديه مثل هذا المؤشر.

مميزات فرن الفحم

يحتوي هذا الجهاز على ميزات تصميمية تتضمن الانحلال الحراري للفحم. لا ينتمي إلى المعادن، بل أصبح نتاج النشاط البشري.

تبلغ درجة حرارة احتراق الفحم 900 درجة، ويصاحبها إطلاق كمية كافية من الطاقة الحرارية. ما هي التكنولوجيا اللازمة لإنشاء مثل هذا المنتج المذهل؟ يكمن الجوهر في معالجة معينة للخشب، مما يؤدي إلى حدوث تغيير كبير في هيكله وإخراج الرطوبة الزائدة منه. يتم تنفيذ عملية مماثلة في أفران خاصة. يعتمد مبدأ تشغيل هذه الأجهزة على عملية الانحلال الحراري. يتكون فرن الفحم من أربعة مكونات أساسية:

• غرف الاحتراق
• أساس مقوى
• مدخنة؛
• حجرة إعادة التدوير.

عملية كيميائية

بعد دخول الغرفة، يحدث احتراق تدريجي للحطب. تحدث هذه العملية بسبب وجود كمية كافية من غاز الأكسجين في صندوق الاحتراق الذي يدعم الاحتراق. أثناء حدوث عملية الاحتراق، يتم إطلاق كمية كافية من الحرارة ويتم تحويل السائل الزائد إلى بخار.

ويذهب الدخان المنبعث أثناء التفاعل إلى حجرة المعالجة الثانوية، حيث يحترق بالكامل وتنطلق الحرارة. ينفذ العديد من المهام الوظيفية الهامة. بمساعدتها، يتم تشكيل الفحم، ويتم الحفاظ على درجة حرارة مريحة في الغرفة.

لكن عملية الحصول على هذا الوقود حساسة للغاية، ومع أدنى تأخير، من الممكن الاحتراق الكامل للخشب. من الضروري إخراج القطع المتفحمة من الفرن في وقت معين.

تطبيق الفحم

إذا تم اتباع السلسلة التكنولوجية، فسيتم الحصول على مادة ممتازة يمكن استخدامها للتدفئة الكاملة للمباني السكنية خلال موسم التدفئة الشتوي. وبطبيعة الحال، ستكون درجة حرارة احتراق الفحم أعلى، ولكن هذا الوقود ليس في المتناول في جميع المناطق.

يبدأ احتراق الفحم عند درجة حرارة 1250 درجة. على سبيل المثال، يعمل فرن الصهر على الفحم. اللهب الذي يتشكل عند وصول الهواء إلى الفرن يذيب المعدن بسهولة.

خلق الظروف المثلى للاحتراق

بسبب ارتفاع درجة الحرارة، جميع العناصر الداخلية للفرن مصنوعة من الطوب الحراري الخاص. يستخدم الطين المقاوم للحريق لتركيبها. إذا تم إنشاء شروط خاصة، فمن الممكن الحصول على درجة حرارة في الفرن تتجاوز 2000 درجة. كل نوع من الفحم له نقطة وميض خاصة به. بعد الوصول إلى هذا المؤشر، من المهم الحفاظ على درجة حرارة الاشتعال من خلال تزويد صندوق الاحتراق بالأكسجين الزائد بشكل مستمر.

ومن عيوب هذه العملية نسلط الضوء على فقدان الحرارة، لأن جزءًا من الطاقة المنطلقة سوف يهرب عبر الأنبوب. هذا يؤدي إلى انخفاض في درجة حرارة صندوق الاحتراق. وفي سياق الدراسات التجريبية، تمكن العلماء من تحديد الكمية الزائدة المثلى من الأكسجين لأنواع مختلفة من الوقود. بفضل اختيار الهواء الزائد، يمكنك الاعتماد على الاحتراق الكامل للوقود. ونتيجة لذلك، يمكنك الاعتماد على الحد الأدنى من الخسائر في الطاقة الحرارية.

خاتمة

يتم تقييم القيمة المقارنة للوقود من خلال قيمته الحرارية، مقاسة بالسعرات الحرارية. مع الأخذ في الاعتبار خصائص أنواعه المختلفة، يمكننا أن نستنتج أن الفحم الصلب هو النوع الأمثل من المواد الصلبة، ويحاول العديد من أصحاب أنظمة التدفئة الخاصة بهم استخدام الغلايات التي تعمل بالوقود المختلط: الصلب والسائل والغازي.

سوف نتعلم في هذا الدرس كيفية حساب كمية الحرارة التي ينطلقها الوقود أثناء الاحتراق. بالإضافة إلى ذلك، سننظر في خصائص الوقود - الحرارة النوعية للاحتراق.

وبما أن حياتنا كلها مبنية على الحركة، والحركة تعتمد في الغالب على احتراق الوقود، فإن دراسة هذا الموضوع مهمة جدًا لفهم موضوع “الظواهر الحرارية”.

بعد دراسة المسائل المتعلقة بكمية الحرارة والسعة الحرارية النوعية، دعونا ننتقل إلى النظر فيها كمية الحرارة المنبعثة عند حرق الوقود.

تعريف

وقود- مادة تنتج الحرارة في بعض العمليات (الاحتراق، التفاعلات النووية). يعتبر مصدر للطاقة.

يحدث الوقود الصلبة والسائلة والغازية(رسم بياني 1).

أرز. 1. أنواع الوقود

• يشمل الوقود الصلب الفحم والجفت.
• يشمل الوقود السائل النفط والبنزين والمنتجات البترولية الأخرى.
• يشمل الوقود الغازي غاز طبيعي.
• بشكل منفصل، يمكننا تسليط الضوء على ما هو شائع جدا في الآونة الأخيرة وقود نووي.

احتراق الوقود هو عملية كيميائية مؤكسدة. أثناء الاحتراق، تتحد ذرات الكربون مع ذرات الأكسجين لتكوين جزيئات. ونتيجة لذلك، يتم إطلاق الطاقة التي يستخدمها الشخص لأغراضه الخاصة (الشكل 2).

أرز. 2. تكوين ثاني أكسيد الكربون

لتوصيف الوقود يتم استخدام الخاصية التالية: القيمة الحرارية. توضح القيمة الحرارية مقدار الحرارة المنبعثة أثناء احتراق الوقود (الشكل 3). في الفيزياء، القيمة الحرارية تتوافق مع هذا المفهوم الحرارة النوعية لاحتراق المادة.

أرز. 3. الحرارة النوعية للاحتراق

تعريف

حرارة الاحتراق النوعية- الكمية الفيزيائية المميزة للوقود تساوي عدديا كمية الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق الكامل للوقود.

يُشار عادةً إلى الحرارة النوعية للاحتراق بالحرف . الوحدات:

لا توجد وحدة قياس، لأن احتراق الوقود يحدث عند درجة حرارة ثابتة تقريبًا.

يتم تحديد الحرارة النوعية للاحتراق بشكل تجريبي باستخدام أدوات متطورة. ومع ذلك، هناك جداول خاصة لحل المشاكل. وفيما يلي نعرض قيم حرارة الاحتراق النوعية لبعض أنواع الوقود.

مادة

الجدول 4. الحرارة النوعية لاحتراق بعض المواد

ومن القيم المعطاة يتضح أنه أثناء الاحتراق يتم إطلاق كمية هائلة من الحرارة، لذلك يتم استخدام وحدتي القياس (ميجا جول) و (جيجا جول).

لحساب كمية الحرارة المنبعثة أثناء احتراق الوقود يتم استخدام الصيغة التالية:

هنا: - كتلة الوقود (كجم)، - الحرارة النوعية لاحتراق الوقود ().

وفي الختام نلاحظ أن معظم الوقود الذي تستخدمه البشرية يتم تخزينه باستخدام الطاقة الشمسية. الفحم والنفط والغاز - كل هذا تشكل على الأرض بسبب تأثير الشمس (الشكل 4).

أرز. 4. تكوين الوقود

وفي الدرس التالي سنتحدث عن قانون حفظ وتحويل الطاقة في العمليات الميكانيكية والحرارية.

قائمةالأدب

1. جيندنشتاين إل إي، كايدالوف إيه بي، كوزيفنيكوف في بي. / إد. أورلوفا في إيه، روزينا آي آي. الفيزياء 8. - م: منيموسين.
2. بيريشكين أ.ف. فيزياء 8. - م: بوستارد، 2010.
3. فاديفا أ.أ.، زاسوف أ.ف.، كيسيليف د.ف. الفيزياء 8. - م: التنوير.

1. بوابة الإنترنت "festival.1september.ru" ()
2. بوابة الإنترنت "school.xvatit.com" ()
3. بوابة الإنترنت "stringer46.narod.ru" ()

العمل في المنزل

من الخصائص الحرارية المهمة للوقود حرارة احتراقه النوعية.

الحرارة النوعية لاحتراق الوقود

يتم التمييز بين قيم السعرات الحرارية العالية والمنخفضة المحددة. تسمى الحرارة النوعية لاحتراق وقود العمل، مع الأخذ في الاعتبار الحرارة الإضافية التي يتم إطلاقها أثناء تكثيف بخار الماء الموجود في منتجات الاحتراق، أعلى حرارة نوعية لاحتراق الوقود العامل. ويمكن تحديد هذه الكمية الإضافية من الحرارة بضرب كتلة بخار الماء المتولد من تبخر رطوبة الوقود /100 ومن احتراق الهيدروجين 9 /100 ، إلى حرارة تكثيف بخار الماء الكامنة والتي تساوي حوالي 2500 كيلوجول/كجم.

حرارة منخفضة محددة لاحتراق الوقود – كمية الحرارة التي يتم إطلاقها في ظل الظروف العملية العادية، أي. عندما لا يتكثف بخار الماء، بل ينطلق إلى الغلاف الجوي.

وبالتالي، يمكن التعبير عن العلاقة بين أعلى وأدنى حرارة محددة للاحتراق بالمعادلة - = =25(9 ).

64. الوقود المشروط.

وقودهي أي مادة تطلق، عند احتراقها (الأكسدة)، كمية كبيرة من الحرارة لكل وحدة كتلة أو حجم وتكون متاحة للاستخدام الشامل.

تستخدم المركبات العضوية الطبيعية والمشتقة في الحالات الصلبة والسائلة والغازية كوقود.

يتكون أي وقود عضوي من الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والكبريت المتطاير، ويتكون الوقود الصلب والسائل من الرماد (البقايا المعدنية) والرطوبة.

من الخصائص الحرارية المهمة للوقود حرارة احتراقه النوعية.

الحرارة النوعية لاحتراق الوقودهي كمية الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق الكامل لوحدة كمية من الوقود.

كلما انخفضت الحرارة النوعية لاحتراق الوقود، زاد استهلاكه في وحدة المرجل. لمقارنة أنواع مختلفة من الوقود وفقا لتأثيرها الحراري، تم تقديم مفهوم الوقود التقليدي، حيث تم أخذ الحرارة النوعية لاحتراقه = 29.3 ميجا جول/كجم.

تسمى نسبة Q Н Р لوقود معين إلى وقود محدد Q ما يعادل E. ثم يتم تحويل استهلاك الوقود الطبيعي V N إلى وقود قياسي V UT وفقًا للصيغة:

الوقود المشروط- وحدة محاسبة الوقود العضوي المعتمدة في الحسابات، أي النفط ومشتقاته الطبيعية والتي يتم الحصول عليها خصيصًا من تقطير الصخر الزيتي والفحم والغاز والجفت - والتي تستخدم لحساب التأثير المفيد لأنواع مختلفة من الوقود في محاسبتهم الإجمالية.

في الاتحاد السوفياتي وروسيا لكل وحدة الوقود القياسي(م) تم أخذ القيمة الحرارية لـ 1 كجم من الفحم = 29.3 ميجا جول أو 7000 كيلو كالوري وكالة الطاقة الدولية ( I.E.) أخذت وحدة مكافئ النفط، والتي يُشار إليها عادة بالاختصار إصبع قدم(إنجليزي) . طن من معادل النفط). طن واحد من مكافئ النفط يعادل 41.868 جيجا جول أو 11.63 ميجاوات في الساعة. الوحدة المستخدمة أيضًا هي برميل مكافئ النفط ( بنك انجلترا).

65. معامل الهواء الزائد.

يُطلق على الرقم الذي يوضح عدد المرات التي يكون فيها تدفق الهواء الفعلي أكبر من كمية الهواء المطلوبة نظريًا معامل الهواء الزائد،أي تدفق الهواء الفعلي ل (كجم/كجم) أو الخامس (م3/م3) تساوي الكمية المطلوبة نظريا ل س أو V o > مضروبًا في معامل الهواء الزائد أ

الخامس= AV 0 .

أنواع مختلفة من الوقود لها خصائص مختلفة. يعتمد ذلك على القيمة الحرارية وكمية الحرارة المنبعثة عند احتراق الوقود بالكامل. على سبيل المثال، تؤثر الحرارة النسبية لاحتراق الهيدروجين على استهلاكه. يتم تحديد القيمة الحرارية باستخدام الجداول. تشير إلى تحليلات مقارنة لاستهلاك موارد الطاقة المختلفة.

هناك كمية كبيرة من المواد القابلة للاحتراق. كل منها له إيجابياته وسلبياته

جداول المقارنة

بمساعدة جداول المقارنة، من الممكن توضيح سبب اختلاف قيم السعرات الحرارية لموارد الطاقة المختلفة. على سبيل المثال، مثل:

• كهرباء؛
• الميثان.
• البيوتان.
• البروبان البيوتان.
• ديزل؛
• الحطب.
• الخث.
• فحم؛
• مخاليط الغازات المسالة.

البروبان هو أحد أنواع الوقود الشائعة

يمكن للجداول أن توضح ليس فقط، على سبيل المثال، الحرارة النوعية لاحتراق وقود الديزل. كما يتم تضمين مؤشرات أخرى في تقارير التحليل المقارن: القيمة الحرارية، والكثافة الحجمية للمواد، وسعر جزء واحد من إمدادات الطاقة المشروطة، وكفاءة أنظمة التدفئة، وتكلفة كيلووات واحد في الساعة.

ستتعرف في هذا الفيديو على كيفية عمل الوقود:

أسعار الوقود

وبفضل تقارير التحليل المقارن، يتم تحديد احتمالات استخدام وقود الميثان أو وقود الديزل. سعر الغاز في خط أنابيب الغاز المركزي يميل إلى الزيادة. وقد يكون أعلى حتى من وقود الديزل. ولهذا السبب فإن تكلفة غاز البترول المسال لن تتغير كثيرًا، وسيظل استخدامه هو الحل الوحيد عند تركيب نظام تغويز مستقل.

هناك عدة أنواع من أسماء الوقود ومواد التشحيم (الوقود ومواد التشحيم): الصلبة والسائلة والغازية وبعض المواد الأخرى القابلة للاشتعال، والتي، أثناء تفاعل توليد الحرارة لأكسدة الوقود ومواد التشحيم، تتحول طاقتها الحرارية الكيميائية إلى إشعاع درجة الحرارة.

تسمى الطاقة الحرارية المنطلقة القيمة الحرارية لأنواع مختلفة من الوقود أثناء الاحتراق الكامل لأي مادة قابلة للاشتعال. اعتمادها على التركيب الكيميائي والرطوبة هو المؤشر الرئيسي للتغذية.

القابلية الحرارية

يتم تحديد OTC للوقود بشكل تجريبي أو باستخدام الحسابات التحليلية. يتم إجراء التحديد التجريبي للقابلية الحرارية بشكل تجريبي من خلال تحديد حجم الحرارة المنبعثة أثناء احتراق الوقود في مخزن حراري مزود بمنظم حرارة وقنبلة احتراق.

إذا لزم الأمر، تحديد الحرارة المحددة لاحتراق الوقود من الجدول أولا، يتم إجراء الحسابات وفقا لصيغ مندليف. هناك درجات أعلى وأدنى من الوقود OTC. عند أعلى حرارة نسبية، يتم إطلاق كمية كبيرة من الحرارة عند احتراق أي وقود. وهذا يأخذ في الاعتبار الحرارة المستهلكة في تبخر الماء الموجود في الوقود.

عند أدنى درجة من الاحتراق، يكون TTC أقل من أعلى درجة، لأنه في هذه الحالة يتم إطلاق كمية أقل من التبخر. يحدث التبخر من الماء والهيدروجين عند احتراق الوقود. لتحديد خصائص الوقود، تأخذ الحسابات الهندسية في الاعتبار القيمة الحرارية النسبية المنخفضة، والتي تعد معلمة مهمة للوقود.

يتم تضمين المكونات التالية في جداول الحرارة النوعية لاحتراق الوقود الصلب: الفحم والحطب والجفت وفحم الكوك. وهي تشمل قيم GTC للمواد الصلبة القابلة للاشتعال. يتم إدخال أسماء الوقود في الجداول أبجديا. من بين جميع الأشكال الصلبة للوقود ومواد التشحيم، يتمتع فحم الكوك والفحم الصلب والفحم البني والفحم الحجري وكذلك الأنثراسايت بأكبر قدرة على نقل الحرارة. تشمل أنواع الوقود منخفضة الإنتاجية ما يلي:

• خشب؛
• الحطب.
• مسحوق؛
• الخث.
• الصخر الزيتي القابل للاشتعال.

يتم إدخال مؤشرات الكحول والبنزين والكيروسين والزيت في قائمة الوقود السائل ومواد التشحيم. يتم إطلاق الحرارة النوعية لاحتراق الهيدروجين، وكذلك أشكال الوقود المختلفة، عند الاحتراق غير المشروط بمقدار كيلوغرام واحد أو متر مكعب أو لتر واحد. في أغلب الأحيان، يتم قياس هذه الخصائص الفيزيائية بوحدات الشغل والطاقة وكمية الحرارة المنبعثة.

اعتمادًا على درجة ارتفاع OTC للوقود ومواد التشحيم، سيكون هذا هو استهلاكها. هذه الكفاءة هي المعلمة الأكثر أهمية للوقود، ويجب أن تؤخذ في الاعتبار عند تصميم منشآت الغلايات باستخدام أنواع مختلفة من الوقود. تعتمد القيمة الحرارية على محتوى الرطوبة والرمادوكذلك من المكونات القابلة للاشتعال مثل الكربون، والهيدروجين، والكبريت المتطاير القابل للاشتعال.

SG (الحرارة النوعية) لاحتراق الكحول والأسيتون أقل بكثير من وقود السيارات ومواد التشحيم الكلاسيكية وتساوي 31.4 ميجا جول/كجم؛ بالنسبة لزيت الوقود يتراوح هذا الرقم من 39-41.7 ميجا جول/كجم. مؤشر كفاءة احتراق الغاز الطبيعي هو 41-49 ميجا جول/كجم. سعر حراري واحد (كيلو سعر حراري) يساوي 0.0041868 ميجا جول. يختلف محتوى السعرات الحرارية لأنواع مختلفة من الوقود عن بعضها البعض من حيث الاحتراق. كلما زادت الحرارة المنبعثة من أي مادة، زاد انتقال الحرارة. وتسمى هذه العملية أيضًا نقل الحرارة. تشارك السوائل والغازات والجسيمات الصلبة في نقل الحرارة.