خانه / درمان درماتیت/ ارزش حرارتی کمتر سوخت گاز طبیعی. ارزش حرارتی گازها

کمترین ارزش حرارتی سوخت گاز طبیعی است. ارزش حرارتی گازها

هر روز با روشن کردن مشعل روی اجاق گاز، تعداد کمی از مردم به این فکر می کنند که از چند وقت پیش شروع به تولید گاز کردند. در کشور ما توسعه آن از قرن بیستم آغاز شد. قبل از آن، به سادگی هنگام استخراج محصولات نفتی یافت می شد. ارزش حرارتی گاز طبیعی به قدری بالا است که امروزه این ماده خام به سادگی غیر قابل جایگزینی است و نمونه های باکیفیت آن هنوز ساخته نشده اند.

جدول ارزش کالری به شما در انتخاب سوخت برای گرم کردن خانه کمک می کند

ویژگی های سوخت فسیلی

گاز طبیعی یک سوخت فسیلی مهم است که جایگاه پیشرو در تعادل سوخت و انرژی بسیاری از کشورها را به خود اختصاص داده است. برای تامین سوخت، شهرها و انواع بنگاه های فنی گازهای قابل احتراق مختلفی را مصرف می کنند، زیرا گاز طبیعی خطرناک تلقی می شود.

بوم شناسان بر این باورند که گاز تمیزترین سوخت است و وقتی سوزانده می شود بسیار کمتر آزاد می شود مواد سمیاز هیزم، زغال سنگ، نفت. این سوخت روزانه مورد استفاده مردم قرار می گیرد و حاوی مواد افزودنی به عنوان خوشبو کننده است که در تاسیسات مجهز به نسبت 16 میلی گرم به ازای هر 1000 متر مکعب گاز اضافه می شود.

یکی از اجزای مهم ماده متان است (تقریباً 88-96٪) ، بقیه مواد شیمیایی دیگر است:

بوتان؛
سولفید هیدروژن؛
پروپان؛
نیتروژن؛
اکسیژن.

در این ویدیو نقش زغال سنگ را در نظر خواهیم گرفت:

مقدار متان در سوخت طبیعی به طور مستقیم به میدان آن بستگی دارد.

نوع سوخت توصیف شده از اجزای هیدروکربنی و غیر هیدروکربنی تشکیل شده است. سوخت فسیلی طبیعی در درجه اول متان است که شامل بوتان و پروپان است. علاوه بر اجزای هیدروکربنی، نیتروژن، گوگرد، هلیوم و آرگون در سوخت فسیلی توصیف شده وجود دارد. بخارات مایع نیز یافت می شود، اما فقط در میادین گاز و نفت.

انواع سپرده

چندین نوع ذخایر گاز ذکر شده است. آنها به انواع زیر تقسیم می شوند:

گاز؛
روغن

آنها انگمحتوای هیدروکربن است. ذخایر گاز تقریباً شامل 85-90٪ از ماده ارائه شده است، میادین نفتی حاوی بیش از 50٪ نیستند. درصدهای باقیمانده را موادی مانند بوتان، پروپان و روغن اشغال می کنند.

یک عیب بزرگ تولید روغن، شستشوی آن از انواع مواد افزودنی است. گوگرد به عنوان ناخالصی در شرکت های فنی مورد بهره برداری قرار می گیرد.

مصرف گاز طبیعی

بوتان به عنوان سوخت در پمپ بنزین خودروها مصرف می شود و مواد آلیکه «پروپان» نامیده می شود، برای سوخت گیری فندک استفاده می شود. استیلن بسیار قابل اشتعال است و در جوشکاری و برش فلز استفاده می شود.

از سوخت های فسیلی در زندگی روزمره استفاده می شود:

ستون ها؛
اجاق گاز؛

این نوع سوخت مقرون به صرفه ترین و بی ضررترین سوخت در نظر گرفته می شود، تنها ایراد آن انتشار دی اکسید کربن در هنگام احتراق در جو است. دانشمندان در سراسر سیاره به دنبال جایگزینی برای انرژی حرارتی هستند.

ارزش کالری

ارزش حرارتی گاز طبیعی مقدار گرمایی است که با فرسودگی کافی یک واحد سوخت تولید می شود. مقدار گرمای آزاد شده در حین احتراق به یک متر مکعب گفته می شود که در شرایط طبیعی گرفته می شود.

ظرفیت حرارتی گاز طبیعی در شرایط زیر اندازه گیری می شود:

کیلو کالری / نانومتر 3;
کیلو کالری / متر 3.

ارزش کالری بالا و پایین وجود دارد:

بالا گرمای بخار آب را که در حین احتراق سوخت ایجاد می شود در نظر می گیرد.
کم. گرمای موجود در بخار آب را در نظر نمی گیرد، زیرا چنین بخاراتی خود را در معرض تراکم قرار نمی دهند، اما با محصولات احتراق ترک می کنند. به دلیل تجمع بخار آب، مقدار حرارتی معادل 540 کیلوکالری بر کیلوگرم تشکیل می دهد. علاوه بر این، هنگامی که میعانات سرد می شود، گرما از 80 تا صد کیلو کالری در کیلوگرم آزاد می شود. به طور کلی، به دلیل تجمع بخار آب، بیش از 600 کیلو کالری بر کیلوگرم تشکیل می شود، این وجه تمایز بین خروجی حرارت بالا و کم است.

برای اکثریت قریب به اتفاق گازهای مصرف شده در سیستم توزیع سوخت شهری، این تفاوت برابر با 10٪ است. برای تامین گاز شهرها، ارزش حرارتی آن باید بیش از 3500 کیلوکالری در نیوتن متر مکعب باشد. این با این واقعیت توضیح داده می شود که عرضه از طریق خط لوله در فواصل طولانی انجام می شود. اگر ارزش حرارتی کم باشد، عرضه آن افزایش می یابد.

اگر ارزش حرارتی گاز طبیعی کمتر از 3500 کیلوکالری بر نیوتن متر باشد، بیشتر در صنعت استفاده می شود. نیازی به حمل و نقل آن برای مسافت های طولانی نیست و انجام احتراق بسیار آسان تر می شود. تغییرات عمده ارزش حرارتیگاز نیاز به تنظیم مکرر و گاهی اوقات تعویض دارد تعداد زیادیمشعل های استاندارد سنسورهای خانگی، که منجر به مشکلات می شود.

این وضعیت منجر به افزایش قطر خط لوله گاز و همچنین افزایش هزینه فلز، شبکه های تخمگذار و بهره برداری می شود. نقطه ضعف بزرگ سوخت های فسیلی کم کالری محتوای عظیم مونوکسید کربن است، در ارتباط با این، سطح خطر در طول عملیات سوخت و در طول تعمیر و نگهداری خط لوله به نوبه خود و همچنین تجهیزات افزایش می یابد.

گرمای آزاد شده در طی احتراق، که بیش از 3500 کیلوکالری در نانومتر 3 نیست، اغلب در تولید صنعتی، جایی که نیازی به انتقال آن در مسافت طولانی نیست و به راحتی احتراق تشکیل می شود.

طبقه بندی گازهای قابل احتراق

برای گازرسانی شهرها و شرکت های صنعتی از گازهای قابل احتراق مختلفی استفاده می شود که از نظر منشاء، ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکی متفاوت است.

گازهای قابل احتراق از نظر منشأ به دو دسته طبیعی یا طبیعی و مصنوعی تقسیم می شوند که از سوخت جامد و مایع تولید می شوند.

گازهای طبیعیاز چاه های میادین گاز خالص یا میادین نفتی همراه با نفت استخراج می شود. گازهای میادین نفتی را گازهای همراه می نامند.

گازهای میدان های گازی خالص عمدتاً متان با مقدار کمی هیدروکربن های سنگین است. آنها با ثبات ترکیب و ارزش حرارتی مشخص می شوند.

گازهای همراه، همراه با متان، حاوی مقدار قابل توجهیهیدروکربن های سنگین (پروپان و بوتان). ترکیب و ارزش حرارتی این گازها بسیار متفاوت است.

گازهای مصنوعی در کارخانه های گاز مخصوص تولید می شوند - یا به عنوان یک محصول جانبی از احتراق زغال سنگ در کارخانه های متالورژی و همچنین در پالایشگاه های نفت به دست می آیند.

گازهای تولید شده از زغال سخت، در کشور ما برای گازرسانی شهری به مقدار بسیار محدود استفاده می شود و سهم آنها در حال کاهش است. در همان زمان، تولید و مصرف گازهای هیدروکربن مایع، به دست آمده از گازهای نفتی مرتبط در کارخانه‌های بنزین-گاز و پالایشگاه‌های نفت در طول پالایش نفت، در حال رشد است. مایع گازهای هیدروکربنیمورد استفاده برای تامین گاز شهری، عمدتا از پروپان و بوتان تشکیل شده است.

ترکیب گازها

نوع گاز و ترکیب آن تا حد زیادی محدوده گاز، طرح و قطر شبکه گاز، راه حل های طراحی مشعل های گاز و واحدهای خط لوله گاز را از پیش تعیین می کند.

مصرف گاز به ارزش حرارتی و از این رو به قطر خطوط لوله گاز و شرایط احتراق گاز بستگی دارد. هنگام استفاده از گاز در تاسیسات صنعتی، دمای احتراق و سرعت انتشار شعله و ثبات ترکیب بسیار قابل توجه است. سوخت گازترکیب گازها و همچنین ویژگی های فیزیکوشیمیاییآنها در درجه اول به نوع و روش بدست آوردن گازها بستگی دارند.

گازهای قابل احتراق مخلوطی مکانیکی از گازهای مختلف هستند<как горючих, так и негорючих.

قسمت قابل احتراق سوخت گازی شامل: هیدروژن (H 2) - گازی بدون رنگ، طعم و بو، ارزش حرارتی کمتر آن 2579 است. کیلو کالری / نانومتر 3 \متان (CH 4) - گازی بی رنگ، بی مزه و بی بو، بخش قابل احتراق اصلی گازهای طبیعی است، ارزش حرارتی کمتر آن 8555 است. کیلو کالری / نانومتر 3;مونوکسید کربن (CO) - گازی بی رنگ، بی مزه و بی بو، به دست آمده از احتراق ناقص هر سوخت، بسیار سمی، با ارزش حرارتی پایین 3018 کیلو کالری / نانومتر 3;هیدروکربن های سنگین (C p N t)،با این نام<и формулой обозначается целый ряд углеводородов (этан - С2Н 6 , пропан - С 3 Нв, бутан- С4Н 10 и др.), низшая теплотворная способность этих газов колеблется от 15226 до 34890 kcal/nm*.

بخش غیر قابل احتراق سوخت گازی شامل: دی اکسید کربن (CO 2)، اکسیژن (O 2) و نیتروژن (N 2) است.

قسمت غیر قابل احتراق گازها بالاست نامیده می شود. گازهای طبیعی با ارزش حرارتی بالا و عدم وجود کامل مونوکسید کربن مشخص می شوند. در همان زمان، تعدادی از میادین، عمدتا گاز و نفت، حاوی یک گاز بسیار سمی (و گاز خورنده) - سولفید هیدروژن (H 2 S) هستند. بیشتر گازهای زغال سنگ مصنوعی حاوی مقدار قابل توجهی گاز بسیار سمی - مونوکسید کربن (CO) هستند. وجود اکسید در کربن گاز و سایر مواد سمی بسیار نامطلوب است، زیرا آنها تولید کار عملیاتی را پیچیده می کنند و خطر استفاده از گاز را افزایش می دهند. علاوه بر اجزای اصلی، ترکیب گازها شامل ناخالصی های مختلف است. که مقدار ویژه آن از نظر درصد ناچیز است.اما با توجه به اینکه هزاران و حتی میلیون ها متر مکعب گاز وجود دارد، مجموع ناخالصی ها به مقدار قابل توجهی می رسد. بسیاری از ناخالصی ها در خطوط لوله گاز می ریزند که در نهایت منجر به کاهش توان عملیاتی آنها و گاهی اوقات تا قطع کامل جریان گاز. بنابراین، وجود ناخالصی در گاز باید هم در طراحی خطوط لوله گاز در نظر گرفته شود. و همچنین در طول عملیات.

مقدار و ترکیب ناخالصی ها به روش تولید یا استخراج گاز و درجه تصفیه آن بستگی دارد. مضرترین ناخالصی ها گرد و غبار، قطران، نفتالین، رطوبت و ترکیبات گوگردی است.

گرد و غبار در گاز در حین تولید (استخراج) یا در حین انتقال گاز از طریق خطوط لوله ظاهر می شود. رزین محصولی از تجزیه حرارتی سوخت است و گازهای مصنوعی زیادی را همراهی می کند. در حضور گرد و غبار در گاز، رزین به تشکیل پلاگ‌های تار-گلی و انسداد در خطوط لوله گاز کمک می‌کند.

نفتالین معمولا در گازهای زغال سنگ مصنوعی یافت می شود. در دماهای پایین، نفتالین در لوله ها رسوب می کند و همراه با سایر ناخالصی های جامد و مایع، سطح جریان خطوط لوله گاز را کاهش می دهد.

رطوبت به شکل بخار تقریباً در تمام گازهای طبیعی و مصنوعی وجود دارد. به دلیل تماس گازها با سطح آب، گازهای طبیعی را در خود میدان گازی وارد می کند و گازهای مصنوعی در طول فرآیند تولید از آب اشباع می شوند، وجود رطوبت در گاز در مقادیر قابل توجهی نامطلوب است، زیرا باعث کاهش ارزش حرارتی می شود. علاوه بر این، دارای ظرفیت حرارتی بالایی در تبخیر است، رطوبت در حین احتراق گاز مقدار قابل توجهی گرما را همراه با محصولات احتراق به اتمسفر می برد. رطوبت زیاد در گاز نیز نامطلوب است، زیرا در هنگام گاز متراکم می شود. در «بار حرکت خود از طریق لوله‌ها» خنک می‌شود، می‌تواند در خط لوله گاز (در نقاط پایین‌تر) شمع‌های آب ایجاد کند تا حذف شوند. این امر مستلزم نصب کلکتورهای میعانات گازی ویژه و پمپاژ آنها است.

ترکیبات گوگردی همانطور که قبلا ذکر شد شامل سولفید هیدروژن و همچنین دی سولفید کربن، مرکاپتان و غیره است. این ترکیبات نه تنها بر سلامت انسان تأثیر منفی می گذارند، بلکه باعث خوردگی قابل توجه لوله ها می شوند.

سایر ناخالصی های مضر شامل ترکیبات آمونیاک و سیانید است که عمدتاً در گازهای زغال سنگ یافت می شود. وجود ترکیبات آمونیاک و سیانید منجر به افزایش خوردگی فلز لوله می شود.

وجود دی اکسید کربن و نیتروژن در گازهای قابل احتراق نیز نامطلوب است. این گازها در فرآیند احتراق شرکت نمی کنند، به عنوان یک بالاست که باعث کاهش ارزش حرارتی می شود که منجر به افزایش قطر خطوط لوله گاز و کاهش بازده اقتصادی استفاده از سوخت گازی می شود.

ترکیب گازهای مورد استفاده برای تامین گاز شهری باید الزامات GOST 6542-50 (جدول 1) را برآورده کند.

میز 1

میانگین مقادیر ترکیب گازهای طبیعی معروف ترین میادین کشور در جدول ارائه شده است. 2.

از میادین گازی (خشک)

غرب اوکراین . .	81,2	7,5	4,5	3,7	2,5	- .	0,1	0,5	0,735
شبلینسکویه ................................	92,9	4,5	0,8	0,6	0,6	____ .	0,1	0,5	0,603
منطقه استاوروپل .	98,6	0,4	0,14	0,06		-	0,1	0,7	0,561
منطقه کراسنودار .	92,9		0,5	-	0,5	_	0,01	0,09	0,595
ساراتوف ................................	93,4	2,1	0,8	0,4	0,3	آثار	0,3	2,7	0,576
گزلی، منطقه بخارا	96,7		0,35	0,4"			0,1	0,45	0,575
از میادین نفت و گاز (مرتبط)
روماشکینو ..............................			18,5	6,2	4,7		0,1	11,5	1,07
				7,4	4,6	____	آثار		1,112	__ .
تویمازی ..............................			18,4	6,8	4,6	____	0,1	7,1	1,062	-
خاکستری......		23,5		9,3	3,5	____	0,2	4,5	1,132	-
پررنگ .......................................... .				2,5		. ___ .		1,5	0,721	-
Syzran-Oil ..............................	31,9	23,9 -	5,9	2,7	0,8	1,7	1,6	31,5	0,932	-
ایشیمبای ..............................	42,4		20,5	7,2	3,1	2,8			1,040	_
اندیجان. ................................	66,5	16,6	9,4	3,1	3,1	0,03	0,2	4,17	0,801 ;

ارزش حرارتی گازها

مقدار گرمایی که در طی احتراق کامل یک واحد سوخت آزاد می شود، ارزش حرارتی (Q) یا به اصطلاح گاهی اوقات ارزش حرارتی یا ارزش حرارتی نامیده می شود که یکی از ویژگی های اصلی سوخت است.

ارزش حرارتی گازها معمولاً 1 نامیده می شود متر 3،در شرایط عادی گرفته شده است.

در محاسبات فنی، شرایط عادی به عنوان حالت گاز در دمای برابر با 0 درجه سانتیگراد و در فشار 760 در نظر گرفته می شود. میلی متر جیوه هنرحجم گاز در این شرایط نشان داده می شود نانومتر 3(متر مکعب معمولی).

برای اندازه گیری گاز صنعتی مطابق با GOST 2923-45، دمای 20 درجه سانتیگراد و فشار 760 در شرایط عادی در نظر گرفته می شود. میلی متر جیوه هنرحجم گاز به این شرایط بر خلاف نانومتر 3تماس خواهیم گرفت متر 3 (متر مکعب).

ارزش حرارتی گازها (س))بیان شده در kcal/nm eیا در کیلو کالری / متر 3.

برای گازهای مایع، ارزش حرارتی به 1 اشاره می شود کیلوگرم.

ارزش حرارتی بالاتر (Q in) و کمتر (Qn) وجود دارد. ارزش حرارتی ناخالص گرمای تراکم بخار آب تشکیل شده در طی احتراق سوخت را در نظر می گیرد. ارزش حرارتی خالص گرمای موجود در بخار آب محصولات احتراق را در نظر نمی گیرد، زیرا بخار آب متراکم نمی شود، اما با محصولات احتراق منتقل می شود.

مفاهیم Q in و Q n فقط برای گازهایی اعمال می شود که در طی احتراق آنها بخار آب آزاد می شود (این مفاهیم در مورد مونوکسید کربن که در حین احتراق بخار آب نمی دهد صدق نمی کند).

هنگامی که بخار آب متراکم می شود، گرما برابر با 539 آزاد می شود kcal/kgعلاوه بر این، هنگامی که میعانات تا دمای 0 درجه سانتیگراد (یا 20 درجه سانتیگراد) خنک می شوند، گرما به ترتیب به میزان 100 یا 80 آزاد می شود. kcal/kg

در مجموع به دلیل تراکم بخار آب بیش از 600 گرما آزاد می شود کیلو کالری/کیلوگرم،که تفاوت بین ارزش حرارتی ناخالص و خالص گاز است. برای اکثر گازهای مورد استفاده در گازرسانی شهری، این تفاوت 8-10 درصد است.

مقادیر ارزش حرارتی برخی از گازها در جدول آورده شده است. 3.

برای گازرسانی شهری در حال حاضر از گازهایی استفاده می شود که معمولاً دارای ارزش حرارتی حداقل 3500 هستند. کیلو کالری / نانومتر 3.این امر با این واقعیت توضیح داده می شود که در شرایط شهرها گاز از طریق لوله ها در فواصل قابل توجهی تامین می شود. با ارزش حرارتی کم، نیاز به تامین مقدار زیادی است. این امر ناگزیر منجر به افزایش قطر خطوط لوله گاز و در نتیجه افزایش سرمایه گذاری های فلزی و سرمایه گذاری برای ساخت شبکه های گاز و متعاقباً افزایش هزینه های عملیاتی می شود. یک عیب قابل توجه گازهای کم کالری این است که در بیشتر موارد حاوی مقدار قابل توجهی مونوکسید کربن هستند که خطر را در هنگام استفاده از گاز و همچنین در هنگام سرویس شبکه ها و تاسیسات افزایش می دهد.

گاز با ارزش حرارتی کمتر از 3500 kcal/nm 3اغلب در صنعت استفاده می شود، جایی که نیازی به حمل و نقل آن در مسافت های طولانی نیست و سازماندهی سوزاندن آسان تر است. برای گازرسانی شهری، داشتن ارزش حرارتی ثابت گاز مطلوب است. نوسانات، همانطور که قبلاً مشخص کرده ایم، بیش از 10٪ مجاز نیست. تغییر بیشتر در ارزش حرارتی گاز نیاز به تنظیم جدید و گاهی اوقات تغییر تعداد زیادی مشعل یکپارچه برای لوازم خانگی دارد که با مشکلات قابل توجهی همراه است.

ارزش حرارتی گازها معمولاً 1 نامیده می شود متر 3،در شرایط عادی گرفته شده است.

ارزش حرارتی گازها (س))بیان شده در kcal/nm eیا در کیلو کالری / متر 3.

برای گازهای مایع، ارزش حرارتی به 1 اشاره می شود کیلوگرم.

مقادیر ارزش حرارتی برخی از گازها در جدول آورده شده است. 3.

سوخت چیست؟

این یک جزء یا مخلوطی از موادی است که قادر به دگرگونی های شیمیایی مرتبط با انتشار گرما هستند. انواع مختلف سوخت از نظر محتوای کمی اکسید کننده موجود در آنها که برای آزادسازی انرژی حرارتی استفاده می شود، متفاوت است.

در یک مفهوم گسترده، سوخت یک حامل انرژی است، یعنی یک نوع بالقوه از انرژی بالقوه.

طبقه بندی

در حال حاضر سوخت ها بر اساس حالت تجمع به مایع، جامد و گاز تقسیم می شوند.

سنگ و هیزم، آنتراسیت از گونه های طبیعی جامد در نظر گرفته می شود. بریکت، کک، ترموآنتراسیت انواع سوخت جامد مصنوعی هستند.

مایعات شامل موادی هستند که حاوی موادی با منشاء آلی هستند. اجزای اصلی آنها عبارتند از: اکسیژن، کربن، نیتروژن، هیدروژن، گوگرد. سوخت مایع مصنوعی انواع رزین ها، نفت کوره خواهد بود.

این مخلوطی از گازهای مختلف است: اتیلن، متان، پروپان، بوتان. علاوه بر آنها، سوخت گازی حاوی دی اکسید کربن و مونوکسید کربن، سولفید هیدروژن، نیتروژن، بخار آب و اکسیژن است.

نشانگرهای سوخت

شاخص اصلی احتراق. فرمول تعیین ارزش حرارتی در ترموشیمی در نظر گرفته می شود. "سوخت مرجع" منتشر می کند که ارزش حرارتی 1 کیلوگرم آنتراسیت را نشان می دهد.

روغن گرمایش خانگی برای احتراق در دستگاه های گرمایشی با توان کم، که در مکان های مسکونی، ژنراتورهای حرارتی مورد استفاده در کشاورزی برای خشک کردن خوراک، کنسرو استفاده می شود، در نظر گرفته شده است.

گرمای ویژه احتراق سوخت به اندازه ای است که میزان گرمایی را که در حین احتراق کامل سوخت با حجم 1 متر مکعب یا جرم یک کیلوگرم تشکیل می شود را نشان می دهد.

برای اندازه گیری این مقدار، J / kg، J / m 3، کالری / m 3 استفاده می شود. برای تعیین گرمای احتراق از روش کالریمتری استفاده کنید.

با افزایش گرمای ویژه احتراق سوخت، مصرف سوخت ویژه کاهش می یابد و راندمان بدون تغییر باقی می ماند.

گرمای احتراق مواد مقدار انرژی آزاد شده در طی اکسیداسیون یک ماده جامد، مایع و گاز است.

با ترکیب شیمیایی و همچنین وضعیت تجمع ماده قابل احتراق تعیین می شود.

ویژگی های محصولات احتراق

ارزش حرارتی بالاتر و پایین تر با وضعیت تجمع آب در مواد به دست آمده پس از احتراق سوخت مرتبط است.

ارزش حرارتی ناخالص مقدار گرمایی است که در طی احتراق کامل یک ماده آزاد می شود. این مقدار شامل گرمای تراکم بخار آب است.

ارزش حرارتی کار کمتر مقداری است که مربوط به آزاد شدن گرما در طی احتراق بدون در نظر گرفتن گرمای تراکم بخار آب است.

گرمای نهان تراکم مقدار انرژی تراکم بخار آب است.

رابطه ریاضی

ارزش حرارتی بالاتر و پایین تر با رابطه زیر مرتبط است:

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

که در آن W مقدار وزنی (بر حسب درصد) آب موجود در ماده قابل احتراق است.

H مقدار هیدروژن (% بر وزن) در ماده قابل احتراق است.

k - ضریب 6 کیلو کالری / کیلوگرم

روش های محاسبه

ارزش حرارتی بالاتر و پایین تر با دو روش اصلی محاسبه شده و آزمایشی تعیین می شود.

کالریمترها برای محاسبات تجربی استفاده می شوند. ابتدا نمونه ای از سوخت در آن سوزانده می شود. گرمایی که در این حالت آزاد خواهد شد کاملاً جذب آب می شود. با داشتن تصوری در مورد جرم آب، می توان مقدار گرمای احتراق آن را با تغییر دمای آن تعیین کرد.

این تکنیک ساده و موثر در نظر گرفته می شود، فقط دانش داده های تحلیل تکنیکال را فرض می کند.

در روش محاسباتی بیشترین و کمترین مقدار حرارت بر اساس فرمول مندلیف محاسبه می شود.

Q p H \u003d 339C p + 1030H p -109 (O p -S p) - 25 W p (kJ / kg)

محتوای کربن، اکسیژن، هیدروژن، بخار آب، گوگرد در ترکیب کاری (در درصد) را در نظر می گیرد. مقدار گرما در حین احتراق با در نظر گرفتن سوخت مرجع تعیین می شود.

گرمای احتراق گاز به شما امکان می دهد محاسبات اولیه را انجام دهید تا کارایی استفاده از نوع خاصی از سوخت را شناسایی کنید.

ویژگی های منشاء

برای درک اینکه چه مقدار گرما در طی احتراق یک سوخت خاص آزاد می شود، لازم است که منشاء آن را داشته باشیم.

در طبیعت، انواع مختلفی از سوخت جامد وجود دارد که از نظر ترکیب و خواص متفاوت هستند.

شکل گیری آن طی چندین مرحله انجام می شود. ابتدا پیت تشکیل می شود، سپس قهوه ای و زغال سنگ سخت به دست می آید، سپس آنتراسیت تشکیل می شود. منابع اصلی تشکیل سوخت جامد برگ، چوب و سوزن هستند. در حال مرگ، قسمت هایی از گیاهان، هنگامی که در معرض هوا قرار می گیرند، توسط قارچ ها از بین می روند و ذغال سنگ نارس تشکیل می دهند. تجمع آن به یک توده قهوه ای تبدیل می شود، سپس گاز قهوه ای به دست می آید.

در فشار و دمای بالا، گاز قهوه ای به زغال سنگ تبدیل می شود، سپس سوخت به شکل آنتراسیت انباشته می شود.

علاوه بر مواد آلی، بالاست اضافی نیز در سوخت وجود دارد. آلی آن بخشی را که از مواد آلی تشکیل شده است در نظر بگیرید: هیدروژن، کربن، نیتروژن، اکسیژن. علاوه بر این عناصر شیمیایی، دارای بالاست است: رطوبت، خاکستر.

فن آوری کوره شامل تخصیص جرم کار، خشک و همچنین قابل احتراق سوخت سوخته است. جرم کار سوختی نامیده می شود که در شکل اصلی خود به مصرف کننده عرضه می شود. وزن خشک ترکیبی است که در آن آب وجود ندارد.

ترکیب

با ارزش ترین اجزای آن کربن و هیدروژن هستند.

این عناصر در هر نوع سوختی یافت می شوند. در ذغال سنگ نارس و چوب، درصد کربن به 58 درصد، در زغال سنگ سیاه و قهوه ای - 80 درصد، و در آنتراسیت به 95 درصد وزنی می رسد. بسته به این شاخص، مقدار گرمای آزاد شده در هنگام احتراق سوخت تغییر می کند. هیدروژن دومین عنصر مهم هر سوخت است. در تماس با اکسیژن، رطوبت ایجاد می کند که به طور قابل توجهی ارزش حرارتی هر سوخت را کاهش می دهد.

درصد آن از 3.8 در شیل نفتی تا 11 در نفت کوره متغیر است. اکسیژن، که بخشی از سوخت است، به عنوان بالاست عمل می کند.

این یک عنصر شیمیایی مولد گرما نیست، بنابراین بر ارزش حرارت احتراق آن تأثیر منفی می گذارد. احتراق نیتروژن موجود به صورت آزاد یا محدود در محصولات احتراق به عنوان ناخالصی های مضر در نظر گرفته می شود، بنابراین مقدار آن به وضوح محدود است.

گوگرد در ترکیب سوخت به صورت سولفات، سولفید و همچنین گازهای دی اکسید گوگرد در ترکیب سوخت قرار می گیرد. هنگامی که هیدراته می شود، اکسیدهای گوگرد اسید سولفوریک را تشکیل می دهد که تجهیزات دیگ بخار را از بین می برد و بر پوشش گیاهی و موجودات زنده تأثیر منفی می گذارد.

به همین دلیل است که گوگرد عنصر شیمیایی است که وجود آن در سوخت طبیعی بسیار نامطلوب است. هنگام ورود به داخل اتاق کار، ترکیبات گوگرد باعث مسمومیت قابل توجه پرسنل عملیات می شود.

سه نوع خاکستر بسته به منشا آن وجود دارد:

اولیه؛
ثانوی؛
درجه سوم

شکل اولیه از مواد معدنی موجود در گیاهان تشکیل می شود. خاکستر ثانویه در نتیجه هضم بقایای گیاهی توسط ماسه و خاک در طول تشکیل تشکیل می شود.

خاکستر سوم بخشی از سوخت در فرآیند استخراج، ذخیره سازی و همچنین حمل و نقل آن است. با رسوب قابل توجه خاکستر، کاهش انتقال حرارت بر روی سطح گرمایش واحد دیگ بخار، میزان انتقال حرارت به آب از گازها را کاهش می دهد. مقدار زیادی خاکستر بر عملکرد دیگ تأثیر منفی می گذارد.

سرانجام

مواد فرار تاثیر بسزایی در فرآیند احتراق هر نوع سوختی دارند. هرچه خروجی آنها بزرگتر باشد، حجم جلوی شعله بزرگتر خواهد بود. به عنوان مثال، زغال سنگ، ذغال سنگ نارس، به راحتی آتش می گیرند، این فرآیند با تلفات حرارتی ناچیز همراه است. ککی که پس از حذف ناخالصی های فرار باقی می ماند فقط حاوی ترکیبات معدنی و کربنی است. بسته به ویژگی های سوخت، مقدار گرما به طور قابل توجهی متفاوت است.

بسته به ترکیب شیمیایی، سه مرحله از تشکیل سوخت جامد متمایز می شود: ذغال سنگ نارس، زغال سنگ، زغال سنگ.

از چوب طبیعی در کارخانه های دیگ بخار کوچک استفاده می شود. بیشتر از تراشه های چوب، خاک اره، اسلب، پوست استفاده می شود، خود هیزم در مقادیر کم استفاده می شود. بسته به نوع چوب، میزان گرمای آزاد شده به میزان قابل توجهی متفاوت است.

با کاهش ارزش حرارتی، هیزم مزایای خاصی را به دست می آورد: قابلیت اشتعال سریع، حداقل مقدار خاکستر و عدم وجود اثری از گوگرد.

اطلاعات قابل اعتماد در مورد ترکیب سوخت های طبیعی یا مصنوعی، ارزش حرارتی آنها، یک راه عالی برای انجام محاسبات ترموشیمیایی است.

در حال حاضر، یک فرصت واقعی برای شناسایی آن دسته از گزینه های اصلی برای سوخت جامد، گازی، مایع وجود دارد که برای استفاده در یک موقعیت خاص کارآمدترین و ارزان ترین هستند.

جداول گرمای ویژه جرم احتراق سوخت (مایع، جامد و گاز) و برخی مواد قابل احتراق دیگر را نشان می دهد. سوخت هایی مانند: زغال سنگ، هیزم، کک، پیت، نفت سفید، نفت، الکل، بنزین، گاز طبیعی و ... در نظر گرفته می شود.

لیست جداول:

در یک واکنش اکسیداسیون سوخت گرمازا، انرژی شیمیایی آن با آزاد شدن مقدار معینی گرما به انرژی حرارتی تبدیل می شود. انرژی حرارتی حاصل را گرمای احتراق سوخت می نامند. این بستگی به ترکیب شیمیایی، رطوبت آن دارد و اصلی ترین است. ارزش حرارتی سوخت که به 1 کیلوگرم جرم یا 1 متر مکعب حجم اطلاق می شود، ارزش حرارتی ویژه جرمی یا حجمی را تشکیل می دهد.

گرمای ویژه احتراق سوخت مقدار گرمایی است که در طی احتراق کامل یک واحد جرم یا حجم سوخت جامد، مایع یا گاز آزاد می شود. در سیستم بین المللی واحدها، این مقدار با J / kg یا J / m 3 اندازه گیری می شود.

گرمای ویژه احتراق یک سوخت را می توان به صورت تجربی یا تحلیلی محاسبه کرد.روش های آزمایشی برای تعیین ارزش حرارتی بر اساس اندازه گیری عملی مقدار گرمای آزاد شده در طی احتراق سوخت است، به عنوان مثال، در یک کالری متر با ترموستات و یک بمب احتراق. برای سوختی با ترکیب شیمیایی شناخته شده، گرمای ویژه احتراق را می توان از فرمول مندلیف تعیین کرد.

گرمای ویژه احتراق بیشتر و کمتر است.ارزش حرارتی ناخالص برابر است با حداکثر مقدار گرمای آزاد شده در طی احتراق کامل سوخت، با در نظر گرفتن گرمای صرف شده برای تبخیر رطوبت موجود در سوخت. ارزش حرارتی پایین تر از مقدار بالاتر با مقدار گرمای تراکم است که از رطوبت سوخت و هیدروژن توده آلی که در طی احتراق به آب تبدیل می شود، ایجاد می شود.

برای تعیین شاخص های کیفیت سوخت، و همچنین در محاسبات مهندسی حرارت معمولاً از کمترین گرمای ویژه احتراق استفاده می کنندکه مهمترین مشخصه حرارتی و عملیاتی سوخت است و در جداول زیر آورده شده است.

گرمای ویژه احتراق سوخت جامد (زغال سنگ، هیزم، ذغال سنگ نارس، کک)

جدول مقادیر گرمای ویژه احتراق سوخت جامد خشک را در واحد MJ/kg نشان می دهد. سوخت در جدول بر اساس نام به ترتیب حروف الفبا مرتب شده است.

از بین سوخت های جامد در نظر گرفته شده، زغال سنگ کک دار بالاترین ارزش حرارتی را دارد - گرمای ویژه احتراق آن 36.3 MJ/kg (یا 36.3·10 6 J/kg در واحدهای SI) است. علاوه بر این، ارزش حرارتی بالا مشخصه زغال سنگ، آنتراسیت، زغال سنگ و زغال سنگ قهوه ای است.

سوخت هایی با راندمان انرژی پایین عبارتند از چوب، هیزم، باروت، فرستورف، شیل نفتی. به عنوان مثال، گرمای ویژه احتراق هیزم 8.4 ... 12.5 و باروت - فقط 3.8 مگا ژول در کیلوگرم است.

گرمای ویژه احتراق سوخت جامد (زغال سنگ، هیزم، ذغال سنگ نارس، کک)

سوخت
آنتراسیت	26,8…34,8
گلوله های چوبی (قرص)	18,5
هیزم خشک	8,4…11
هیزم خشک توس	12,5
کک گازی	26,9
کک کوره بلند	30,4
نیمه کک	27,3
پودر	3,8
سنگ لوح	4,6…9
شیل نفتی	5,9…15
پیشران جامد	4,2…10,5
ذغال سنگ نارس	16,3
ذغال سنگ نارس فیبری	21,8
آسیاب ذغال سنگ نارس	8,1…10,5
خرده ذغال سنگ نارس	10,8
زغال سنگ قهوه ای	13…25
زغال سنگ قهوه ای (بریق)	20,2
زغال سنگ قهوه ای (گرد و غبار)	25
زغال سنگ دونتسک	19,7…24
زغال چوبی	31,5…34,4
زغال سنگ	27
زغال سنگ کک	36,3
زغال سنگ کوزنتسک	22,8…25,1
زغال سنگ چلیابینسک	12,8
زغال سنگ اکیبستوز	16,7
فرستورف	8,1
سرباره	27,5

گرمای ویژه احتراق سوخت مایع (الکل، بنزین، نفت سفید، روغن)

جدول گرمای ویژه احتراق سوخت مایع و برخی مایعات آلی دیگر آورده شده است. لازم به ذکر است که سوخت هایی مانند بنزین، گازوئیل و نفت با آزاد شدن حرارت بالا در هنگام احتراق مشخص می شوند.

گرمای ویژه احتراق الکل و استون به طور قابل توجهی کمتر از سوخت موتورهای سنتی است. علاوه بر این سوخت مایع موشک از ارزش حرارتی نسبتاً کمی برخوردار است و با احتراق کامل 1 کیلوگرم از این هیدروکربن ها، حرارتی به ترتیب معادل 9.2 و 13.3 مگا ژول آزاد می شود.

گرمای ویژه احتراق سوخت مایع (الکل، بنزین، نفت سفید، روغن)

سوخت	گرمای ویژه احتراق، MJ/kg
استون	31,4
بنزین A-72 (GOST 2084-67)	44,2
بنزین حمل و نقل هوایی B-70 (GOST 1012-72)	44,1
بنزین AI-93 (GOST 2084-67)	43,6
بنزن	40,6
سوخت دیزل زمستانی (GOST 305-73)	43,6
سوخت دیزل تابستانی (GOST 305-73)	43,4
پیشران مایع (نفت سفید + اکسیژن مایع)	9,2
نفت سفید هوانوردی	42,9
نفت سفید روشنایی (GOST 4753-68)	43,7
زایلن	43,2
نفت کوره با گوگرد بالا	39
نفت کوره کم گوگرد	40,5
نفت کوره کم گوگرد	41,7
نفت کوره گوگردی	39,6
متیل الکل (متانول)	21,1
n-بوتیل الکل	36,8
روغن	43,5…46
نفت متان	21,5
تولوئن	40,9
روح سفید (GOST 313452)	44
اتیلن گلیکول	13,3
اتیل الکل (اتانول)	30,6

گرمای ویژه احتراق سوخت گازی و گازهای قابل احتراق

جدولی از گرمای ویژه احتراق سوخت گازی و برخی گازهای قابل احتراق دیگر در ابعاد MJ/kg ارائه شده است. از بین گازهای در نظر گرفته شده، بزرگترین گرمای ویژه جرم احتراق متفاوت است. با احتراق کامل یک کیلوگرم از این گاز، 119.83 مگا ژول گرما آزاد می شود. همچنین، سوختی مانند گاز طبیعی دارای ارزش حرارتی بالایی است - گرمای ویژه احتراق گاز طبیعی 41 ... 49 MJ / kg (برای 50 MJ / kg خالص) است.

گرمای ویژه احتراق سوخت گازی و گازهای قابل احتراق (هیدروژن، گاز طبیعی، متان)

سوخت	گرمای ویژه احتراق، MJ/kg
1-بوتن	45,3
آمونیاک	18,6
استیلن	48,3
هیدروژن	119,83
هیدروژن، مخلوط با متان (50٪ H 2 و 50٪ CH 4 بر حسب جرم)	85
هیدروژن، مخلوط با متان و مونوکسید کربن (33-33-33 درصد وزنی)	60
هیدروژن، مخلوط با مونوکسید کربن (50% H 2 50 % CO 2 بر حسب جرم)	65
گاز کوره بلند	3
گاز کوره کک	38,5
گاز هیدروکربن مایع LPG (پروپان بوتان)	43,8
ایزوبوتان	45,6
متان	50
n-بوتان	45,7
n-هگزان	45,1
n-پنتان	45,4
گاز مرتبط	40,6…43
گاز طبیعی	41…49
پروپادین	46,3
پروپان	46,3
پروپیلن	45,8
پروپیلن مخلوط با هیدروژن و مونوکسید کربن (90%-9%-1% وزنی)	52
اتان	47,5
اتیلن	47,2

گرمای ویژه احتراق برخی از مواد قابل احتراق

جدولی از گرمای ویژه احتراق برخی از مواد قابل احتراق (چوب، کاغذ، پلاستیک، نی، لاستیک و غیره) ارائه شده است. لازم به ذکر است موادی که در حین احتراق گرما آزاد می شوند. چنین موادی عبارتند از: لاستیک از انواع مختلف، پلی استایرن منبسط شده (پلی استایرن)، پلی پروپیلن و پلی اتیلن.

گرمای ویژه احتراق برخی از مواد قابل احتراق

سوخت	گرمای ویژه احتراق، MJ/kg
کاغذ	17,6
چرم	21,5
چوب (میله با رطوبت 14%)	13,8
چوب در پشته	16,6
چوب بلوط	19,9
چوب صنوبر	20,3
سبز چوبی	6,3
چوب کاج	20,9
کاپرون	31,1
محصولات کربولیت	26,9
مقوا	16,5
لاستیک استایرن-بوتادین SKS-30AR	43,9
لاستیک طبیعی	44,8
لاستیک مصنوعی	40,2
SCS لاستیکی	43,9
لاستیک کلروپرن	28
مشمع کف اتاق پلی وینیل کلراید	14,3
مشمع کف اتاق دو لایه پلی وینیل کلراید	17,9
مشمع کف اتاق پلی وینیل کلرید بر اساس نمد	16,6
مشمع کف اتاق پلی وینیل کلرید بر اساس گرم	17,6
مشمع کف اتاق پلی وینیل کلرید بر اساس پارچه	20,3
لاستیک مشمع کف اتاق (رلین)	27,2
جامد پارافین	11,2
پلی فوم PVC-1	19,5
پلی فوم FS-7	24,4
پلی فوم FF	31,4
پلی استایرن منبسط شده PSB-S	41,6
فوم پلی اورتان	24,3
تخته فیبر	20,9
پلی وینیل کلراید (PVC)	20,7
پلی کربنات	31
پلی پروپیلن	45,7
پلی استایرن	39
پلی اتیلن با چگالی بالا	47
پلی اتیلن کم فشار	46,7
لاستیک	33,5
روبروئید	29,5
کانال دوده	28,3
هی	16,7
پوشال	17
شیشه ارگانیک (پلکسی گلاس)	27,7
تکستولیت	20,9
به من	16
TNT	15
پنبه	17,5
سلولز	16,4
پشم و الیاف پشم	23,1

منابع:

GOST 147-2013 سوخت معدنی جامد. تعیین ارزش حرارتی بالاتر و محاسبه ارزش حرارتی کمتر.
GOST 21261-91 فرآورده های نفتی. روش تعیین ارزش حرارتی ناخالص و محاسبه ارزش حرارتی خالص.
GOST 22667-82 گازهای طبیعی قابل احتراق. روش محاسبه برای تعیین ارزش حرارتی، چگالی نسبی و عدد Wobbe.
GOST 31369-2008 گاز طبیعی. محاسبه ارزش حرارتی، چگالی، چگالی نسبی و عدد Wobbe بر اساس ترکیب اجزا.
Zemsky G. T. خواص اشتعال پذیر مواد معدنی و آلی: کتاب مرجع M.: VNIIPO، 2016 - 970 p.

کمترین ارزش حرارتی سوخت گاز طبیعی است. ارزش حرارتی گازها

ویژگی های سوخت فسیلی

انواع سپرده

مصرف گاز طبیعی

ارزش کالری

سوخت چیست؟

طبقه بندی

نشانگرهای سوخت

ویژگی های محصولات احتراق

رابطه ریاضی

روش های محاسبه

ویژگی های منشاء

ترکیب

سرانجام

گرمای ویژه احتراق سوخت جامد (زغال سنگ، هیزم، ذغال سنگ نارس، کک)

گرمای ویژه احتراق سوخت مایع (الکل، بنزین، نفت سفید، روغن)

گرمای ویژه احتراق سوخت گازی و گازهای قابل احتراق

گرمای ویژه احتراق برخی از مواد قابل احتراق

بازیابی رمز عبور