Najniža kalorijska vrijednost plina je kJ m3. Specifična toplota sagorevanja goriva i zapaljivih materijala

12.10.2019

Toplota sagorevanja određena je hemijskim sastavom zapaljive supstance. Hemijski elementi sadržani u zapaljivoj tvari označeni su prihvaćenim simbolima WITH , N , O , N , S, a pepeo i voda su simboli A I W respektivno.

Enciklopedijski YouTube

1 / 5

Toplota sagorevanja može se povezati sa radnom masom zapaljive supstance Q P (\displaystyle Q^(P)), odnosno na zapaljivu materiju u obliku u kojem dolazi do potrošača; na suhu masu supstance Q C (\displaystyle Q^(C)); na zapaljivu masu supstance Q Γ (\displaystyle Q^(\Gamma)), odnosno na zapaljivu supstancu koja ne sadrži vlagu i pepeo.

Ima viših ( Q B (\displaystyle Q_(B))) i niže ( Q H (\displaystyle Q_(H))) toplota sagorevanja.

Ispod veća kalorijska vrijednost razumjeti količinu topline koja se oslobađa tijekom potpunog sagorijevanja tvari, uključujući toplinu kondenzacije vodene pare pri hlađenju produkata izgaranja.

Neto kalorijska vrijednost odgovara količini toplote koja se oslobađa tokom potpunog sagorevanja, ne uzimajući u obzir toplotu kondenzacije vodene pare. Toplota kondenzacije vodene pare se još naziva latentna toplota isparavanja (kondenzacije).

Niže i veće kalorijske vrijednosti povezane su relacijom: Q B = Q H + k (W + 9 H) (\displaystyle Q_(B)=Q_(H)+k(W+9H)),

gdje je k koeficijent jednak 25 kJ/kg (6 kcal/kg); W je količina vode u zapaljivoj tvari, % (po masi); H je količina vodika u zapaljivoj tvari, % (po masi).

Proračun kalorijske vrijednosti

Dakle, viša kalorijska vrijednost je količina topline koja se oslobađa prilikom potpunog sagorijevanja jedinice mase ili zapremine (za plin) zapaljive tvari i hlađenja produkata izgaranja do temperature rosišta. U termotehničkim proračunima, viša kalorijska vrijednost se uzima kao 100%. Latentna toplota sagorevanja gasa je toplota koja se oslobađa tokom kondenzacije vodene pare sadržane u produktima sagorevanja. Teoretski, može dostići 11%.

U praksi nije moguće hladiti produkte sagorevanja do potpune kondenzacije, pa je uveden koncept niže kalorijske vrednosti (QHp), koji se dobija oduzimanjem toplote isparavanja vodene pare koja se nalazi u materiju i one nastale tokom njenog sagorevanja. Za isparavanje 1 kg vodene pare potrebno je 2514 kJ/kg (600 kcal/kg). Donja kalorijska vrijednost određena je formulama (kJ/kg ili kcal/kg):

Q H P = Q B P − 2514 ⋅ ((9 H P + W P) / 100) (\displaystyle Q_(H)^(P)=Q_(B)^(P)-2514\cdot ((9H^(P)+W^ (P))/100))(za čvrstu materiju)

Q H P = Q B P − 600 ⋅ ((9 H P + W P) / 100) (\displaystyle Q_(H)^(P)=Q_(B)^(P)-600\cdot ((9H^(P)+W^ (P))/100))(Za tečna supstanca), Gdje:

2514 - toplota isparavanja na temperaturi od 0 °C i atmosferskom pritisku, kJ/kg;

H P (\displaystyle H^(P)) I W P (\displaystyle W^(P))- sadržaj vodonika i vodene pare u radnom gorivu, %;

9 je koeficijent koji pokazuje da sagorijevanje 1 kg vodika u kombinaciji s kisikom proizvodi 9 kg vode.

Toplota sagorevanja je najveća važna karakteristika goriva, jer određuje količinu toplote dobijene sagorevanjem 1 kg čvrstog ili tečnog goriva ili 1 m³ gasovitog goriva u kJ/kg (kcal/kg). 1 kcal = 4,1868 ili 4,19 kJ.

Donja kalorijska vrijednost se određuje eksperimentalno za svaku supstancu i predstavlja referentnu vrijednost. Može se odrediti i za čvrste i tekuće materijale, sa poznatim elementarnim sastavom, proračunom prema formuli D. I. Mendeljejeva, kJ/kg ili kcal/kg:

Q H P = 339 ⋅ C P + 1256 ⋅ H P − 109 ⋅ (O P − S L P) − 25,14 ⋅ (9 ⋅ H P + W P) (\displaystyle Q_(H)^(P)=339\cdot C^6\\+125 cdot H^(P)-109\cdot (O^(P)-S_(L)^(P))-25.14\cdot (9\cdot H^(P)+W^(P)))

Q H P = 81 ⋅ C P + 246 ⋅ H P − 26 ⋅ (O P + S L P) − 6 ⋅ W P (\displaystyle Q_(H)^(P)=81\cdot C^(P)+246\cdot H^(P) -26\cdot (O^(P)+S_(L)^(P))-6\cdot W^(P)), Gdje:

C P (\displaystyle C_(P)), H P (\displaystyle H_(P)), O P (\displaystyle O_(P)), S L P (\displaystyle S_(L)^(P)), W P (\displaystyle W_(P))- sadržaj ugljenika, vodonika, kiseonika, isparljivog sumpora i vlage u radnoj masi goriva u % (težinski).

Za uporedne proračune koristi se takozvano konvencionalno gorivo, koje ima specifičnu toplinu sagorijevanja jednaku 29308 kJ/kg (7000 kcal/kg).

U Rusiji se termički proračuni (na primjer, proračun toplinskog opterećenja za određivanje kategorije prostorije u smislu opasnosti od eksplozije i požara) obično izvode koristeći najnižu kalorijsku vrijednost, u SAD-u, Velikoj Britaniji i Francuskoj - prema do najviših. U Velikoj Britaniji i SAD, prije uvođenja metričkog sistema, specifična toplina sagorijevanja mjerena je u britanskim termalnim jedinicama (BTU) po funti (lb) (1Btu/lb = 2,326 kJ/kg).

Supstance i materijali	Neto kalorijska vrijednost Q H P (\displaystyle Q_(H)^(P)), MJ/kg
Petrol	41,87
Kerozin	43,54
Papir: knjige, časopisi	13,4
Drvo (blokovi W = 14%)	13,8
Prirodna guma	44,73
Linoleum od polivinilklorida	14,31
Guma	33,52
Staple fiber	13,8
Polietilen	47,14
Ekspandirani polistiren	41,6
Pamuk opušten	15,7
Plastika	41,87

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. Ona zavisi od njega hemijski sastav, 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 poznatog hemijskog sastava, specifična toplota sagorevanja može se odrediti pomoću periodične formule.

Postoje veće i niže specifične toplote sagorevanja. Veća kalorijska vrijednost je maksimalan broj toplina 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, što je najvažnija termička i performansna karakteristika goriva i prikazana je u tabelama ispod.

Specifična toplota sagorevanja čvrstih goriva (ugalj, ogrevno drvo, treset, koks)

U tabeli su prikazane vrijednosti specifične topline sagorijevanja suhog čvrstog goriva u dimenziji MJ/kg. Gorivo u tabeli je poredano po nazivima po abecednom redu.

Od razmatranih čvrstih goriva, najvišu toplotnu vrijednost ima koksni ugalj - njegova specifična toplina sagorijevanja je 36,3 MJ/kg (ili u SI jedinicama 36,3·10 6 J/kg). Osim toga, visoka kalorična vrijednost karakteristična je za ugalj, antracit, drveni 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.

Specifična toplota sagorevanje čvrstih goriva (ugalj, ogrevno drvo, treset, koks)

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 su benzin, dizel gorivo i ulje imaju veliko oslobađanje toplote tokom sagorevanja.

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.

Specifična toplota sagorevanja tečnih goriva (alkohol, benzin, kerozin, ulje)

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).

Specifična toplota sagorevanja gasovitog goriva i zapaljivih gasova (vodonik, prirodni gas, metan)

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.

Specifična toplota sagorevanja nekih zapaljivih materijala

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 kalorijske vrijednosti, relativne gustine i Vobeovog broja.
GOST 31369-2008 Prirodni gas. 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.

Šta je gorivo?

Ovo je jedna komponenta ili mješavina tvari koje su sposobne za kemijske transformacije povezane s oslobađanjem topline. Različite vrste goriva se razlikuju po kvantitativnom sadržaju oksidatora koji se koristi za oslobađanje toplinske energije.

U širem smislu, gorivo je nosilac energije, odnosno potencijalna vrsta potencijalne energije.

Klasifikacija

Trenutno se vrste goriva dijele prema stanju agregacije na tečne, čvrste i plinovite.

Za čvrstu prirodan izgled uključuju kamen i ogrjev, antracit. Briketi, koks, termoantracit su vrste vještačkog čvrstog goriva.

Tečnosti obuhvataju supstance koje sadrže supstance organskog porekla. Njihove glavne komponente su: kiseonik, ugljenik, azot, vodonik, sumpor. Umjetno tekuće gorivo bit će razne smole i lož ulje.

To je mješavina raznih plinova: etilena, metana, propana, butana. Osim njih, plinovito gorivo sadrži ugljični dioksid i ugljen monoksid, sumporovodik, azot, vodena para, kiseonik.

Indikatori goriva

Glavni indikator sagorevanja. Formula za određivanje kalorijske vrijednosti razmatra se u termohemiji. istakni " standardno gorivo“, što podrazumijeva toplinu sagorijevanja 1 kilograma antracita.

Lož ulje za domaćinstvo je namenjeno za sagorevanje u grejnim uređajima male snage, koji se nalaze u stambenim prostorijama, generatorima toplote koji se koriste u poljoprivreda za sušenje stočne hrane, konzerviranje.

Specifična toplota sagorevanja goriva je vrednost koja pokazuje količinu toplote koja nastaje pri potpunom sagorevanju goriva zapremine 1 m 3 ili mase od jednog kilograma.

Za mjerenje ove vrijednosti koriste se J/kg, J/m3, kalorija/m3. Za određivanje topline sagorijevanja koristi se kalorimetrijska metoda.

Sa povećanjem specifične topline sagorijevanja goriva, smanjuje se i specifična potrošnja goriva, a koeficijent korisna akcija ostaje nepromijenjena.

Toplota sagorevanja supstanci je količina energije koja se oslobađa tokom oksidacije čvrste, tečne ili gasovite supstance.

Određuje se hemijskim sastavom, kao i stanjem agregacije zapaljive supstance.

Karakteristike proizvoda sagorevanja

Viši i niža toplota sagorijevanje je povezano sa stanjem agregacije vode u tvarima dobivenim nakon sagorijevanja goriva.

Veća kalorijska vrijednost je količina topline koja se oslobađa tokom potpunog sagorijevanja tvari. Ova vrijednost uključuje i toplinu kondenzacije vodene pare.

Najmanja radna toplota sagorevanja je vrednost koja odgovara oslobađanju toplote tokom sagorevanja bez uzimanja u obzir toplote kondenzacije vodene pare.

Latentna toplota kondenzacije je količina energije kondenzacije vodene pare.

Matematički odnos

Više i niže kalorijske vrijednosti povezane su sljedećim odnosom:

QB = QH + k(W + 9H)

gdje je W količina po težini (u %) vode u zapaljivoj tvari;

H je količina vodonika (% po masi) u zapaljivoj tvari;

k - koeficijent jednak 6 kcal/kg

Metode za izvođenje proračuna

Više i niže kalorijske vrijednosti određuju se pomoću dvije glavne metode: proračunske i eksperimentalne.

Kalorimetri se koriste za izvođenje eksperimentalnih proračuna. Prvo se u njemu sagorijeva uzorak goriva. Toplina koja će se osloboditi voda u potpunosti apsorbira. Imajući ideju o masi vode, po promjeni njene temperature možete odrediti vrijednost topline sagorijevanja.

Ova tehnika se smatra jednostavnom i efikasnom; za nju je potrebno samo poznavanje podataka tehničke analize.

U metodi proračuna, više i niže kalorijske vrijednosti izračunavaju se pomoću formule Mendelejeva.

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

Uzima u obzir sadržaj ugljenika, kiseonika, vodonika, vodene pare, sumpora u radnom sastavu (u procentima). Količina toplote tokom sagorevanja određuje se uzimajući u obzir ekvivalentno gorivo.

Toplota sagorevanja gasa omogućava da se izvrše preliminarni proračuni i da se utvrdi efikasnost korišćenja određene vrste goriva.

Osobine porijekla

Da bismo razumjeli koliko se topline oslobađa prilikom sagorijevanja određenog goriva, potrebno je imati predstavu o njegovom porijeklu.

U prirodi postoji različite varijantečvrsta goriva, koja se razlikuju po sastavu i svojstvima.

Njegovo formiranje odvija se kroz nekoliko faza. Prvo se formira treset, zatim se dobijaju mrki i kameni ugalj, zatim nastaje antracit. Glavni izvori stvaranja čvrstog goriva su lišće, drvo i borove iglice. Kada dijelovi biljaka uginu i budu izloženi zraku, gljivice ih uništavaju i formiraju treset. Njegova akumulacija se pretvara u smeđu masu, a zatim se dobija smeđi gas.

At visok krvni pritisak i temperature, smeđi gas se pretvara u ugalj, a zatim se gorivo akumulira u obliku antracita.

Pored organske materije, gorivo sadrži dodatni balast. Organskim se smatra onaj dio koji nastaje od organskih tvari: vodonika, ugljika, dušika, kisika. Pored ovih hemijskih elemenata, sadrži balast: vlagu, pepeo.

Tehnologija sagorevanja podrazumeva odvajanje radne, suve i zapaljive mase sagorelog goriva. Radna masa je gorivo u svom izvornom obliku koje se isporučuje potrošaču. Suva masa je sastav u kojem nema vode.

Compound

Najvrednije komponente su ugljenik i vodonik.

Ovi elementi se nalaze u bilo kojoj vrsti goriva. U tresetu i drvetu udio ugljika dostiže 58 posto, u kamenom i mrkom uglju - 80 posto, au antracitu 95 posto po težini. U zavisnosti od ovog indikatora, količina toplote koja se oslobađa tokom sagorevanja goriva se menja. Vodonik je drugi najvažniji element svakog goriva. Kada se veže s kisikom, stvara vlagu, što značajno smanjuje toplinsku vrijednost bilo kojeg goriva.

Njegov procenat se kreće od 3,8 u uljnim škriljcima do 11 u lož ulju. Kiseonik sadržan u gorivu djeluje kao balast.

Ne stvara toplinu hemijski element, stoga negativno utječe na vrijednost njegove topline sagorijevanja. Sagorijevanje dušika sadržanog u slobodnom ili vezana forma u produktima sagorevanja, smatra se štetnim nečistoćama, pa je njegova količina jasno ograničena.

Sumpor je uključen u gorivo u obliku sulfata, sulfida, a također i kao plinovi sumpor-dioksida. Kada su hidrirani, oksidi sumpora stvaraju sumpornu kiselinu, koja uništava kotlovska oprema, negativno utiče na vegetaciju i žive organizme.

Zbog toga je sumpor hemijski element čije je prisustvo u prirodnom gorivu krajnje nepoželjno. Ako jedinjenja sumpora dospeju u radni prostor, izazivaju značajno trovanje operativnog osoblja.

Postoje tri vrste pepela u zavisnosti od porekla:

primarni;
sekundarni;
tercijarni

Primarni pogled se formira iz minerali, koji se nalaze u biljkama. Sekundarni pepeo nastaje kao rezultat ulaska biljnih ostataka u pijesak i tlo tokom formiranja.

Tercijarni pepeo se pojavljuje u sastavu goriva tokom ekstrakcije, skladištenja i transporta. Sa značajnim taloženjem pepela dolazi do smanjenja prijenosa topline na grijaćoj površini kotlovske jedinice, smanjujući količinu prijenosa topline na vodu iz plinova. Ogromna količina pepela negativno utječe na rad kotla.

Konačno

Značajan uticaj na proces sagorevanja bilo koje vrste goriva ima volatiles. Što je njihova snaga veća, to će biti veća zapremina fronta plamena. Na primjer, ugljen i treset se lako zapale, proces je praćen manjim gubicima topline. Koks koji ostaje nakon uklanjanja isparljivih nečistoća sadrži samo mineralne i ugljične spojeve. U zavisnosti od karakteristika goriva, količina toplote se značajno menja.

U zavisnosti od hemijskog sastava, postoje tri faze formiranja čvrstog goriva: treset, lignit i ugalj.

Prirodno drvo se koristi u malim kotlovskim instalacijama. Uglavnom koriste sečku, piljevinu, ploče, koru, a samo ogrevno drvo se koristi u malim količinama. U zavisnosti od vrste drveta, količina proizvedene toplote značajno varira.

Kako se toplina sagorijevanja smanjuje, drvo za ogrjev stječe određene prednosti: brzu zapaljivost, minimalan sadržaj pepela i odsutnost tragova sumpora.

Pouzdani podaci o sastavu prirodnog ili sintetičkog goriva, njegovoj kalorijskoj vrijednosti su na odličan način vršenje termohemijskih proračuna.

Trenutno se pojavljuje prava prilika identificiranje onih glavnih opcija za čvrsta, plinovita, tečna goriva koja će biti najefikasnija i najjeftinija za korištenje u određenoj situaciji.

Plinsko gorivo dijeli se na prirodno i vještačko i mješavina je zapaljivih i nezapaljivih plinova koja sadrži određenu količinu vodene pare, a ponekad i prašinu i katran. Količina gas gorivo izraženo u kubnim metrima u normalnim uslovima (760 mm Hg i 0°C), a sastav je izražen u procentima zapremine. Pod sastavom goriva podrazumijeva se sastav njegovog suhog plinovitog dijela.

Gorivo prirodnog gasa

Najzastupljenije plinsko gorivo je prirodni plin, koji ima visoku kalorijsku vrijednost. Osnova prirodnog gasa je metan, čiji je sadržaj 76,7-98%. Ostala gasovita ugljovodonična jedinjenja čine prirodni gas od 0,1 do 4,5%.

Tečni gas naftni proizvod - sastoji se uglavnom od mješavine propana i butana.

Prirodni gas (CNG, NG): metan CH4 više od 90%, etan C2 H5 manje od 4%, propan C3 H8 manje od 1%

Tečni gas (LPG): propan C3 H8 više od 65%, butan C4 H10 manje od 35%

Sastav zapaljivih gasova uključuje: vodonik H2, metan CH4, druga ugljovodonična jedinjenja CmHn, sumporovodik H2S i nezapaljive gasove, ugljen dioksid CO2, kiseonik O2, azot N2 i malu količinu vodene pare H2O. m I P na C i H karakteriziraju spojeve različitih ugljikovodika, na primjer za metan CH 4 t = 1 i n= 4, za etan C 2 N b t = 2 I n= b, itd.

Sastav suhog plinovitog goriva (volumenski postotak):

CO + H 2 + 2 C m H n + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 = 100%.

Negorivi dio suhog plinskog goriva - balast - sastoji se od dušika N i ugljičnog dioksida CO 2.

Sastav vlažnog plinovitog goriva izražava se na sljedeći način:

CO + H 2 + Σ C m H n + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 + H 2 O = 100%.

Toplota sagorevanja, kJ/m (kcal/m3), 1 m3 čistog suvog gasa u normalnim uslovima određuje se na sledeći način:

Q n s = 0,01,

gdje je Qso, Q n 2, Q c m n n Q n 2 s. - toplota sagorevanja pojedinačnih gasova uključenih u smešu, kJ/m 3 (kcal/m 3); CO, H 2, Cm H n, H 2 S - komponente koje čine gasnu mešavinu, % po zapremini.

Kalorična vrijednost 1 m3 suhog prirodnog plina u normalnim uvjetima za većinu domaćih nalazišta iznosi 33,29 - 35,87 MJ/m3 (7946 - 8560 kcal/m3). Karakteristike gasovitog goriva date su u tabeli 1.

Primjer. Odrediti donju kalorijsku vrijednost prirodnog plina (u normalnim uvjetima) sljedećeg sastava:

H 2 S = 1%; CH 4 = 76,7%; C 2 H 6 = 4,5%; C 3 H 8 = 1,7%; C 4 H 10 = 0,8%; C 5 H 12 = 0,6%.

Zamjenom karakteristika gasova iz tabele 1 u formulu (26) dobijamo:

Q ns = 0,01 = 33981 kJ/m 3 ili

Q ns = 0,01 (5585,1 + 8555 76,7 + 15 226 4,5 + 21 795 1,7 + 28 338 0,8 + 34 890 0,6) = 8109 kcal/m3.

Tabela 1. Karakteristike gasovitog goriva

Gas	Oznaka	Toplota sagorevanja Q n s
Gas	Oznaka	KJ/m3	Kcal/m3
Vodonik	N,	10820	2579
Ugljen monoksid	CO	12640	3018
Hidrogen sulfid	H 2 S	23450	5585
Metan	CH 4	35850	8555
Ethane	C 2 H 6	63 850	15226
Propan	C 3 H 8	91300	21795
Butan	C 4 H 10	118700	22338
Pentane	C 5 H 12	146200	34890
Etilen	C 2 H 4	59200	14107
propilen	C 3 H 6	85980	20541
Butilen	C 4 H 8	113 400	27111
Benzen	C 6 H 6	140400	33528

Kotlovi tipa DE troše od 71 do 75 m3 prirodnog plina za proizvodnju jedne tone pare. Cena gasa u Rusiji od septembra 2008. iznosi 2,44 rubalja po kubnom metru. Stoga će tona pare koštati 71 × 2,44 = 173 rubalja 24 kopejke. Stvarna cijena tone pare u tvornicama je za DE kotlove ne manje od 189 rubalja po toni pare.

Kotlovi tipa DKVR troše od 103 do 118 m3 prirodnog gasa za proizvodnju jedne tone pare. Minimalni procijenjeni trošak tone pare za ove kotlove je 103 × 2,44 = 251 rublje 32 kopejke. Stvarna cijena pare u tvornicama nije manja od 290 rubalja po toni.

Kako izračunati maksimalnu potrošnju prirodnog plina za parni kotao DE-25? Ovo tehničke specifikacije kotao 1840 kocki na sat. Ali možete i izračunati. 25 tona (25 hiljada kg) treba pomnožiti sa razlikom između entalpija pare i vode (666,9-105) i sve to podijeliti sa efikasnošću kotla od 92,8% i toplinom sagorijevanja plina. 8300. i to je to

Vještačko plinsko gorivo

Umjetni zapaljivi plinovi su gorivo od lokalnog značaja jer imaju znatno nižu kalorijsku vrijednost. Njihovi glavni zapaljivi elementi su ugljen monoksid CO i vodonik H2. Ovi plinovi se koriste u proizvodnom području gdje se dobivaju kao gorivo za tehnološke i elektrane.

Svi prirodni i umjetni zapaljivi plinovi su eksplozivni i mogu se zapaliti u otvorenom plamenu ili iskri. Postoje donja i gornja granica eksplozivnosti gasa, tj. njegova najveća i najniža procentualna koncentracija u zraku. Donja granica eksplozivnosti prirodnih gasova kreće se od 3% do 6%, a gornja granica - od 12% do 16%. Svi zapaljivi gasovi mogu izazvati trovanje ljudskog organizma. Glavne toksične supstance zapaljivih gasova su: ugljen monoksid CO, sumporovodik H2S, amonijak NH3.

Prirodni zapaljivi plinovi i umjetni plinovi su bezbojni (nevidljivi) i bez mirisa, što ih čini opasnim ako prodru u unutrašnjost kotlarnice kroz nepropusne spojeve plinovoda. Da biste izbjegli trovanje, zapaljive plinove treba tretirati odorantom - tvari neugodnog mirisa.

Proizvodnja ugljen monoksida CO u industriji gasifikacijom čvrstog goriva

Za industrijske potrebe, ugljen monoksid se dobija gasifikacijom čvrstog goriva, odnosno pretvaranjem u gasovito gorivo. Na ovaj način možete dobiti ugljični monoksid iz bilo kojeg čvrstog goriva - fosilnog uglja, treseta, drva za ogrjev itd.

Proces gasifikacije čvrstog goriva prikazan je u laboratorijskom eksperimentu (sl. 1). Nakon što smo vatrostalnu cijev napunili komadićima drvenog uglja, snažno je zagrijemo i pustimo kisik da prođe iz gasometra. Propustimo gasove koji izlaze iz cevi kroz mašinu za pranje sa krečnom vodom i onda je zapalimo. Krečna voda postaje mutna i gas gori plavkastim plamenom. Ovo ukazuje na prisustvo CO2 dioksida i ugljen monoksida CO u produktima reakcije.

Nastanak ovih tvari može se objasniti činjenicom da kada kisik dođe u kontakt s vrućim ugljem, potonji se prvo oksidira u ugljični dioksid: C + O 2 = CO 2

Zatim, prolazeći kroz vrući ugalj, ugljični dioksid se djelomično reducira u ugljični monoksid: CO 2 + C = 2CO

Rice. 1. Proizvodnja ugljičnog monoksida (laboratorijski eksperiment).

U industrijskim uslovima, gasifikacija čvrstog goriva se vrši u pećima koje se nazivaju gasni generatori.

Dobivena mješavina plinova naziva se generatorski plin.

Uređaj generatora plina prikazan je na slici. To je čelični cilindar visine oko 5 m i prečnika od približno 3,5 m, iznutra obložen vatrostalnim ciglama. Plinski generator se puni gorivom odozgo; Odozdo se zrak ili vodena para dovodi ventilatorom kroz rešetku.

Kiseonik u vazduhu reaguje sa ugljenikom u gorivu i formira ugljen-dioksid, koji se, uzdižući se kroz sloj vrućeg goriva, redukuje ugljenikom u ugljen monoksid.

Ako se u generator upuhuje samo zrak, rezultat je plin koji sadrži ugljični monoksid i dušik iz zraka (kao i određenu količinu CO 2 i drugih nečistoća). Ovaj generatorski gas se naziva vazdušni gas.

Ako se vodena para upuhuje u generator s vrućim ugljem, reakcija rezultira stvaranjem ugljičnog monoksida i vodika: C + H 2 O = CO + H 2

Ova mešavina gasova se naziva vodeni gas. Vodeni plin ima veću kalorijsku vrijednost od plina zraka, budući da njegov sastav, uz ugljični monoksid, uključuje i drugi zapaljivi plin - vodonik. Vodeni gas (sintetski gas), jedan od proizvoda gasifikacije goriva. Vodeni gas se sastoji uglavnom od CO (40%) i H2 (50%). Vodeni gas je gorivo (toplota sagorevanja 10.500 kJ/m3, odnosno 2730 kcal/mg) i ujedno je sirovina za sintezu metil alkohola. Vodeni plin, međutim, ne može se proizvoditi dugo vremena, jer je reakcija njegovog stvaranja endotermna (sa apsorpcijom topline), pa se gorivo u generatoru hladi. Da bi se ugalj održao u vrućem stanju, ubrizgavanje vodene pare u generator se izmjenjuje s ubrizgavanjem zraka, za koji je poznato da kisik reagira s gorivom i oslobađa toplinu.

IN U poslednje vreme Parno-kiseonično pjeskarenje počelo se široko koristiti za gasifikaciju goriva. Istovremeno upuhivanje vodene pare i kiseonika kroz sloj goriva omogućava da se proces odvija kontinuirano, značajno povećavajući produktivnost generatora i dobijanje gasa iz visokog sadržaja vodonik i ugljični monoksid.

Moderni plinski generatori su moćni uređaji kontinuiranog rada.

Kako bi se spriječilo prodiranje zapaljivih i toksičnih plinova u atmosferu kada se gorivo dovodi u plinski generator, bubanj za punjenje je napravljen dvostrukim. Dok gorivo ulazi u jedan odjeljak bubnja, gorivo se ulijeva u generator iz drugog odjeljka; kada se bubanj rotira, ovi procesi se ponavljaju, ali generator ostaje izolovan od atmosfere cijelo vrijeme. Ravnomjerna raspodjela goriva u generatoru vrši se pomoću konusa, koji se može ugraditi na različite visine. Kada se spusti, ugalj pada bliže centru generatora; kada se konus podigne, ugalj se baca bliže zidovima generatora.

Uklanjanje pepela iz generatora gasa je mehanizovano. Rešetka u obliku konusa se polako okreće pomoću elektromotora. U tom slučaju, pepeo se pomiče prema zidovima generatora i pomoću posebnih uređaja se ubacuje u kutiju za pepeo, odakle se povremeno uklanja.

Prve plinske lampe zapaljene su u Sankt Peterburgu na Aptekarskom ostrvu 1819. godine. Korišteni plin je dobiven gasifikacijom uglja. Zvao se iluminirajući gas.

Veliki ruski naučnik D.I. Mendeljejev (1834-1907) prvi je izrazio ideju da se gasifikacija uglja može izvršiti direktno pod zemljom, bez podizanja. Carska vlada nije cijenila ovaj prijedlog Mendeljejeva.

Ideju podzemne gasifikacije toplo je podržao V. I. Lenjin. On je to nazvao "jednom od velikih pobjeda tehnologije". Podzemnu gasifikaciju je po prvi put izvršila sovjetska država. Već prije Velikog domovinskog rata, podzemni generatori su radili u ugljenim bazenima Donjecka i Moskovske oblasti u Sovjetskom Savezu.

Ideja o jednoj od metoda podzemne gasifikacije data je na slici 3. U ugljeni sloj su položene dvije bušotine koje su ispod povezane kanalom. Ugalj se pali u takvom kanalu u blizini jednog od bunara i tamo se isporučuje eksplozija. Proizvodi sagorijevanja, krećući se duž kanala, stupaju u interakciju s vrućim ugljem, što rezultira stvaranjem zapaljivog plina kao u konvencionalnom generatoru. Plin izlazi na površinu kroz drugu bušotinu.

Proizvodni gas se široko koristi za zagrevanje industrijskih peći – metalurških, koksnih peći i kao gorivo u automobilima (Sl. 4).

Rice. 3. Šema podzemne gasifikacije uglja.

Brojni organski proizvodi, poput tekućeg goriva, sintetiziraju se iz vodika i ugljičnog monoksida u vodenom plinu. Sintetičko tečno gorivo je gorivo (uglavnom benzin) dobijeno sintezom iz ugljen monoksida i vodonika na 150-170 stepeni Celzijusa i pri pritisku od 0,7 - 20 MN/m2 (200 kgf/cm2), u prisustvu katalizatora (nikl, gvožđe, kobalt). Prva proizvodnja sintetičkog tečnog goriva organizovana je u Nemačkoj tokom 2. svetskog rata zbog nestašice nafte. Sintetičko tečno gorivo nije u širokoj upotrebi zbog visoke cijene. Vodeni gas se koristi za proizvodnju vodonika. Da bi se to postiglo, vodeni plin pomiješan s vodenom parom zagrijava se u prisustvu katalizatora i kao rezultat se dobiva vodik pored onog koji je već prisutan u vodenom plinu: CO + H 2 O = CO 2 + H 2

5. TERMIČKA BILANSA SAGOREVANJA

Razmotrimo metode za izračunavanje toplotnog bilansa procesa sagorevanja gasovitih, tečnih i čvrsta 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 tekuće i čvrste tvari proračun se vrši po 1 kg, a za plinovite tvari - 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 goriva određuje se eksperimentalno ili proračunom. 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 sagorijevanja 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/m3 pod normalnim uslovima:

· Odredimo kalorijsku vrijednost 1 m 3 metana:

Kalorična vrijednost svih zapaljivih plinova određuje se na sličan način. Za mnoge uobičajene supstance, toplota sagorevanja i kalorijske vrednosti merene su sa velikom preciznošću i date 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 gasovita goriva

Supstanca			Acetilen
Q
Q

Zapaljiva tvar - 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
Q

Tabela 5.3

Kalorična vrijednost čvrstih goriva

Supstanca	Drvo je sveže	Suvo drvo	Mrki ugalj	Suvi treset	Antracit, koksa
Q
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 gubitke toplote 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:

kg.