Căldura de ardere specifică fizicii. energie de combustibil. Căldura specifică de ardere. Căldura specifică de ardere a combustibilului gazos și a gazelor combustibile
Tabelele prezintă căldura specifică masei de ardere a combustibilului (lichid, solid și gazos) și a altor materiale combustibile. Sunt luate în considerare combustibilii precum: cărbune, lemn de foc, cocs, turbă, kerosen, petrol, alcool, benzină, gaze naturale etc.
Lista de mese:
Într-o reacție exotermă de oxidare a combustibilului, energia sa chimică este convertită în energie termică cu eliberarea unei anumite cantități de căldură. Energia termică rezultată se numește căldură de ardere a combustibilului. Depinde de compoziția sa chimică, umiditate și este principala. Puterea calorică a combustibilului, raportată la 1 kg de masă sau 1 m 3 de volum, formează puterea calorică specifică masei sau volumetrice.
Căldura specifică de ardere a combustibilului este cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii complete a unei unități de masă sau de volum de combustibil solid, lichid sau gazos. ÎN sistem international unități, această valoare este măsurată în J / kg sau J / m 3.
Căldura specifică de ardere a unui combustibil poate fi determinată experimental sau calculată analitic. Metodele experimentale de determinare a puterii calorice se bazează pe măsurarea practică a cantității de căldură degajată în timpul arderii combustibilului, de exemplu, într-un calorimetru cu un termostat și o bombă cu ardere. Pentru un combustibil cu o compoziție chimică cunoscută, căldura specifică de ardere poate fi determinată din formula lui Mendeleev.
Există călduri specifice de ardere mai mari și mai mici. Puterea calorică brută este egală cu cantitatea maximă de căldură degajată în timpul arderii complete a combustibilului, ținând cont de căldura consumată la evaporarea umidității conținute în combustibil. Puterea calorică netă valoare mai mică mai mare cu valoarea căldurii de condensare, care se formează din umiditatea combustibilului și hidrogenul masei organice, care se transformă în apă în timpul arderii.
Pentru a determina indicatorii de calitate a combustibilului, precum și în calculele de inginerie termică folosesc de obicei cea mai scăzută căldură specifică de ardere, care este cea mai importantă caracteristică termică și operațională a combustibilului și este dată în tabelele de mai jos.
Căldura specifică de ardere a combustibilului solid (cărbune, lemn de foc, turbă, cocs)
Tabelul prezintă valorile căldurii specifice de ardere a combustibilului solid uscat în unitatea de MJ/kg. Combustibilul din tabel este aranjat după nume, în ordine alfabetică.
Dintre combustibilii solizi considerați, cărbunele de cocsificare are cea mai mare putere calorică - căldura sa specifică de ardere este de 36,3 MJ/kg (sau 36,3·10 6 J/kg în unități SI). În plus, puterea calorică mare este caracteristică cărbunelui, antracitului, cărbunelui și cărbunelui brun.
Combustibilii cu eficiență energetică scăzută includ lemnul, lemnul de foc, praful de pușcă, freztorf, șisturile petroliere. De exemplu, căldura specifică de ardere a lemnului de foc este de 8,4 ... 12,5, iar praful de pușcă - doar 3,8 MJ / kg.
| Combustibil | |
|---|---|
| Antracit | 26,8…34,8 |
| Pelete de lemn (pastile) | 18,5 |
| Lemn de foc uscat | 8,4…11 |
| Lemn de foc uscat de mesteacan | 12,5 |
| cocs de gaz | 26,9 |
| cocs de furnal | 30,4 |
| semi-cocs | 27,3 |
| Pudra | 3,8 |
| Ardezie | 4,6…9 |
| șisturi bituminoase | 5,9…15 |
| Propulsor solid | 4,2…10,5 |
| Turbă | 16,3 |
| turbă fibroasă | 21,8 |
| Măcinarea turbei | 8,1…10,5 |
| Pesmet de turbă | 10,8 |
| Cărbune brun | 13…25 |
| Cărbune brun (brichete) | 20,2 |
| Cărbune brun (praf) | 25 |
| Cărbune de Donețk | 19,7…24 |
| Cărbune | 31,5…34,4 |
| Cărbune | 27 |
| Cărbune cocsificabil | 36,3 |
| Cărbune de Kuznetsk | 22,8…25,1 |
| Cărbune din Chelyabinsk | 12,8 |
| cărbune Ekibastuz | 16,7 |
| freztorf | 8,1 |
| Zgură | 27,5 |
Căldura specifică de ardere a combustibilului lichid (alcool, benzină, kerosen, ulei)
Este dat tabelul căldurii specifice de ardere a combustibilului lichid și a altor lichide organice. Trebuie remarcat faptul că carburanții precum benzina, motorina și uleiul se caracterizează prin degajare mare de căldură în timpul arderii.
Căldura specifică de ardere a alcoolului și acetonei este semnificativ mai mică decât combustibilii tradiționali. În plus, combustibilul lichid pentru rachete are o putere calorică relativ scăzută și, odată cu arderea completă a 1 kg din aceste hidrocarburi, se va degaja o cantitate de căldură egală cu 9,2, respectiv 13,3 MJ.
| Combustibil | Căldura specifică de ardere, MJ/kg |
|---|---|
| Acetonă | 31,4 |
| Benzină A-72 (GOST 2084-67) | 44,2 |
| Benzină de aviație B-70 (GOST 1012-72) | 44,1 |
| Benzină AI-93 (GOST 2084-67) | 43,6 |
| Benzen | 40,6 |
| Combustibil diesel de iarnă (GOST 305-73) | 43,6 |
| Combustibil diesel de vară (GOST 305-73) | 43,4 |
| Propulsor lichid (kerosen + oxigen lichid) | 9,2 |
| Kerosenul de aviație | 42,9 |
| Kerosen de iluminat (GOST 4753-68) | 43,7 |
| xilen | 43,2 |
| Păcură cu conținut ridicat de sulf | 39 |
| Păcură cu conținut scăzut de sulf | 40,5 |
| Păcură cu conținut scăzut de sulf | 41,7 |
| Păcură sulfuroasă | 39,6 |
| Alcool metilic (metanol) | 21,1 |
| Alcool n-butilic | 36,8 |
| Ulei | 43,5…46 |
| Ulei metan | 21,5 |
| Toluen | 40,9 |
| Spirit alb (GOST 313452) | 44 |
| etilen glicol | 13,3 |
| Alcool etilic (etanol) | 30,6 |
Căldura specifică de ardere a combustibilului gazos și a gazelor combustibile
Este prezentat un tabel cu căldura specifică de ardere a combustibilului gazos și a altor gaze combustibile în dimensiunea MJ/kg. Dintre gazele considerate, cea mai mare masă specifică de căldură de ardere diferă. Odată cu arderea completă a unui kilogram din acest gaz, vor fi eliberate 119,83 MJ de căldură. De asemenea, un combustibil precum gazul natural are o putere calorică mare - căldura specifică de ardere a gazelor naturale este de 41 ... 49 MJ/kg (pentru 50 MJ/kg pur).
| Combustibil | Căldura specifică de ardere, MJ/kg |
|---|---|
| 1-Butene | 45,3 |
| Amoniac | 18,6 |
| Acetilenă | 48,3 |
| Hidrogen | 119,83 |
| Hidrogen, amestec cu metan (50% H2 și 50% CH4 în masă) | 85 |
| Hidrogen, amestec cu metan și monoxid de carbon (33-33-33% în greutate) | 60 |
| Hidrogen, amestec cu monoxid de carbon (50% H 2 50% CO 2 în masă) | 65 |
| Gaz de furnal | 3 |
| gaz de cuptor de cocs | 38,5 |
| Gaz de hidrocarburi lichefiate GPL (propan-butan) | 43,8 |
| izobutan | 45,6 |
| Metan | 50 |
| n-butan | 45,7 |
| n-hexan | 45,1 |
| n-Pentan | 45,4 |
| Gaz asociat | 40,6…43 |
| Gaz natural | 41…49 |
| Propadien | 46,3 |
| propan | 46,3 |
| propilenă | 45,8 |
| Propilenă, amestec cu hidrogen și monoxid de carbon (90%-9%-1% în greutate) | 52 |
| etan | 47,5 |
| Etilenă | 47,2 |
Căldura specifică de ardere a unor materiale combustibile
Este dat un tabel al căldurii specifice de ardere a unor materiale combustibile (, lemn, hârtie, plastic, paie, cauciuc etc.). Trebuie remarcate materialele cu degajare mare de căldură în timpul arderii. Astfel de materiale includ: cauciuc de diferite tipuri, polistiren expandat (polistiren), polipropilenă și polietilenă.
| Combustibil | Căldura specifică de ardere, MJ/kg |
|---|---|
| Hârtie | 17,6 |
| Imitaţie de piele | 21,5 |
| Lemn (bare cu un conținut de umiditate de 14%) | 13,8 |
| Lemn în stive | 16,6 |
| lemn de stejar | 19,9 |
| Lemn de molid | 20,3 |
| lemn verde | 6,3 |
| Lemn de pin | 20,9 |
| Kapron | 31,1 |
| Produse carbolite | 26,9 |
| Carton | 16,5 |
| Cauciuc stiren-butadien SKS-30AR | 43,9 |
| Cauciuc natural | 44,8 |
| Cauciuc sintetic | 40,2 |
| SCS cauciuc | 43,9 |
| Cauciuc cloropren | 28 |
| Linoleum cu clorură de polivinil | 14,3 |
| Linoleum cu două straturi de clorură de polivinil | 17,9 |
| Policlorura de linoleum pe bază de pâslă | 16,6 |
| Linoleum polivinil clorură pe bază caldă | 17,6 |
| Policlorura de linoleum pe bază de țesătură | 20,3 |
| cauciuc linoleum (relin) | 27,2 |
| Parafină solidă | 11,2 |
| Polyfoam PVC-1 | 19,5 |
| Polyfoam FS-7 | 24,4 |
| Polyfoam FF | 31,4 |
| Polistiren expandat PSB-S | 41,6 |
| spuma poliuretanica | 24,3 |
| placă de fibre | 20,9 |
| Clorura de polivinil (PVC) | 20,7 |
| Policarbonat | 31 |
| Polipropilenă | 45,7 |
| Polistiren | 39 |
| Polietilenă de înaltă densitate | 47 |
| Polietilenă de joasă presiune | 46,7 |
| Cauciuc | 33,5 |
| Ruberoid | 29,5 |
| Canalul de funingine | 28,3 |
| Fân | 16,7 |
| Paie | 17 |
| sticla organica (plexiglas) | 27,7 |
| Textolit | 20,9 |
| Tol | 16 |
| TNT | 15 |
| Bumbac | 17,5 |
| Celuloză | 16,4 |
| Lână și fibre de lână | 23,1 |
Surse:
- GOST 147-2013 Combustibil mineral solid. Determinarea puterii calorice superioare și calculul puterii calorifice inferioare.
- GOST 21261-91 Produse petroliere. Metodă de determinare a puterii calorifice brute și de calcul a puterii calorifice nete.
- GOST 22667-82 Gaze naturale combustibile. Metoda de calcul pentru determinarea puterii calorice, a densității relative și a numărului Wobbe.
- GOST 31369-2008 Gaze naturale. Calculul puterii calorice, densității, densității relative și numărului Wobbe pe baza compoziției componentelor.
- Zemsky G. T. Proprietăți inflamabile ale materialelor anorganice și organice: carte de referință M.: VNIIPO, 2016 - 970 p.
În această lecție, vom învăța cum să calculăm cantitatea de căldură pe care o eliberează combustibilul în timpul arderii. În plus, luați în considerare caracteristicile combustibilului - căldura specifică de ardere.
Deoarece întreaga noastră viață se bazează pe mișcare, iar mișcarea se bazează în mare parte pe arderea combustibilului, studiul acestui subiect este foarte important pentru înțelegerea subiectului „Fenomene termice”.
După ce am studiat problemele legate de cantitatea de căldură și capacitatea de căldură specifică, trecem la considerare cantitatea de căldură degajată în timpul arderii combustibilului.
Definiție
Combustibil- o substanta care in unele procese (combustie, reactii nucleare) degaja caldura. Este o sursă de energie.
Combustibilul se întâmplă solide, lichide și gazoase(Fig. 1).
Orez. 1. Tipuri de combustibil
- Combustibilii solizi sunt cărbune și turbă.
- Combustibilii lichizi sunt petrol, benzină și alte produse petroliere.
- Combustibilii gazoși includ gaz natural.
- Separat, se poate distinge un foarte comun în În ultima vreme combustibil nuclear.
Arderea combustibilului este un proces chimic oxidativ. În timpul arderii, atomii de carbon se combină cu atomii de oxigen pentru a forma molecule. Ca urmare, este eliberată energie, pe care o persoană o folosește în propriile scopuri (Fig. 2).
Orez. 2. Educație dioxid de carbon
Pentru a caracteriza combustibilul, se folosește o astfel de caracteristică ca valoare calorica. Puterea calorică arată câtă căldură este eliberată în timpul arderii combustibilului (Fig. 3). În fizica calorică, conceptul corespunde căldura specifică de ardere a unei substanţe.
Orez. 3. Căldura specifică de ardere
Definiție
Căldura specifică de ardere - cantitate fizica, care caracterizează combustibilul, este numeric egală cu cantitatea de căldură care este eliberată în timpul arderii complete a combustibilului.
Căldura specifică de ardere este de obicei indicată cu litera . Unități:
În unitățile de măsură, nu există, deoarece arderea combustibilului are loc la o temperatură aproape constantă.
Căldura specifică de ardere este determinată empiric folosind instrumente sofisticate. Cu toate acestea, există tabele speciale pentru rezolvarea problemelor. Mai jos oferim valorile căldurii specifice de ardere pentru unele tipuri de combustibil.
|
Substanţă |
|
Tabelul 4. Căldura specifică de ardere a unor substanţe
Din valorile date se poate observa că în timpul arderii se eliberează o cantitate uriașă de căldură, deci se folosesc unitățile de măsură (megajouli) și (gigajulii).
Pentru a calcula cantitatea de căldură care este eliberată în timpul arderii combustibilului, se utilizează următoarea formulă:
Aici: - masa combustibilului (kg), - căldura specifică de ardere a combustibilului ().
În concluzie, observăm că cea mai mare parte a combustibilului care este folosit de omenire este stocată cu ajutorul energiei solare. Cărbune, petrol, gaz - toate acestea s-au format pe Pământ datorită influenței Soarelui (Fig. 4).
Orez. 4. Formarea combustibilului
În lecția următoare, vom vorbi despre legea conservării și transformării energiei în procese mecanice și termice.
Listăliteratură
- Gendenstein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / Ed. Orlova V.A., Roizena I.I. Fizica 8. - M.: Mnemosyne.
- Peryshkin A.V. Fizica 8. - M.: Butard, 2010.
- Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizica 8. - M.: Iluminismul.
- Portalul de internet „festival.1september.ru” ()
- Portalul de internet „school.xvatit.com” ()
- Portalul de internet „stringer46.narod.ru” ()
Teme pentru acasă
(Fig. 14.1 - Puterea calorică
capacitatea de combustibil)
Acordați atenție puterii calorice (căldura specifică de ardere) a diferitelor tipuri de combustibil, comparați indicatorii. Puterea calorică a unui combustibil caracterizează cantitatea de căldură degajată în timpul arderii complete a unui combustibil care cântărește 1 kg sau un volum de 1 m³ (1 l). Cea mai comună putere calorică este măsurată în J/kg (J/m³; J/l). Cu cât căldura specifică de ardere a combustibilului este mai mare, cu atât consumul acestuia este mai mic. Prin urmare, puterea calorică este una dintre cele mai semnificative caracteristici ale combustibilului.
Căldura specifică de ardere a fiecărui tip de combustibil depinde de:
- Din componentele sale combustibile (carbon, hidrogen, sulf combustibil volatil etc.).
- Din conținutul său de umiditate și cenușă.
| Tabelul 4 - Căldura specifică de ardere a diferiților purtători de energie, analiza comparativa cheltuieli. | |||||||||
| Tip de purtător de energie | Valoare calorica | Volumetric densitatea materiei (ρ=m/V) | Preț unitar combustibil de referință | Coeff. acțiune utilă sisteme (eficiență). Incalzi, % | Pret per 1 kWh | Sisteme implementate | |||
| MJ | kWh | ||||||||
| (1MJ=0,278kWh) | |||||||||
| Electricitate | - | 1,0 kWh | - | 3,70 rub. pe kWh | 98% | 3,78 ruble | Încălzire, alimentare cu apă caldă (ACM), aer condiționat, gătit | ||
| Metan (CH4, temperatura punct de fierbere: -161,6 °C) | 39,8 MJ/m³ | 11,1 kWh/m³ | 0,72 kg/m³ | 5,20 frecare. pe m³ | 94% | 0,50 frecții. | |||
| propan (C3H8, temperatură punct de fierbere: -42,1 °C) | 46,34 MJ/kg | 23,63 MJ/l | 12,88 kWh/kg | 6,57 kWh/l | 0,51 kg/l | 18.00 rub. Sala | 94% | 2,91 frecții. | Încălzire, alimentare cu apă caldă (ACM), gătit, alimentare de rezervă și permanentă, fosă septică autonomă (canal), încălzitoare de exterior cu infraroșu, grătare în aer liber, șeminee, saune, iluminat de designer |
| Butan C4H10, temperatura punct de fierbere: -0,5 °C) | 47,20 MJ/kg | 27,38 MJ/l | 13,12 kWh/kg | 7,61 kWh/l | 0,58 kg/l | 14.00 rub. Sala | 94% | 1,96 frecții. | Încălzire, alimentare cu apă caldă (ACM), gătit, alimentare de rezervă și permanentă, fosă septică autonomă (canal), încălzitoare de exterior cu infraroșu, grătare în aer liber, șeminee, saune, iluminat de designer |
| propan butan (GPL - lichefiat hidrocarburi gazoase) | 46,8 MJ/kg | 25,3 MJ/l | 13,0 kWh/kg | 7,0 kWh/l | 0,54 kg/l | 16.00 rub. Sala | 94% | 2,42 ruble | Încălzire, alimentare cu apă caldă (ACM), gătit, alimentare de rezervă și permanentă, fosă septică autonomă (canal), încălzitoare de exterior cu infraroșu, grătare în aer liber, șeminee, saune, iluminat de designer |
| Combustibil diesel | 42,7 MJ/kg | 11,9 kWh/kg | 0,85 kg/l | 30.00 rub. pe kg | 92% | 2,75 frecții. | Încălzire (încălzirea apei și generarea de energie electrică sunt foarte costisitoare) | ||
| Lemn de foc (mesteacăn, umiditate - 12%) | 15,0 MJ/kg | 4,2 kWh/kg | 0,47-0,72 kg/dm³ | 3.00 rub. pe kg | 90% | 0,80 frecții. | Încălzire (incomod pentru a găti alimente, aproape imposibil să obțineți apă fierbinte) | ||
| Cărbune | 22,0 MJ/kg | 6,1 kWh/kg | 1200-1500 kg/m³ | 7,70 rub. pe kg | 90% | 1,40 frecții. | Incalzi | ||
| Gaz MAPP (amestec de gaz petrolier lichefiat - 56% cu metil acetilenă-propadienă - 44%) | 89,6 MJ/kg | 24,9 kWh/m³ | 0,1137 kg/dm³ | -R. pe m³ | 0% | Încălzire, alimentare cu apă caldă (ACM), gătit, alimentare de rezervă și permanentă, fosă septică autonomă (canal), încălzitoare de exterior cu infraroșu, grătare în aer liber, șeminee, saune, iluminat de designer | |||
(Fig. 14.2 - Căldura specifică de ardere)
Conform tabelului „Puterea calorică specifică a diferiților purtători de energie, analiza comparativă a costurilor”, propan-butanul (gaz de hidrocarburi lichefiate) este inferior ca beneficii economice și perspective de utilizare numai a gazului natural (metan). Cu toate acestea, trebuie acordată atenție tendinței de creștere inevitabilă a costului gazului principal, care astăzi este semnificativ subestimată. Analiştii prevăd o reorganizare inevitabilă a industriei, care va duce la o creştere semnificativă a preţului gazelor naturale, poate chiar depăşi costul motorinei.
Astfel, gazul de hidrocarburi lichefiate, al cărui cost va rămâne practic neschimbat, rămâne extrem de promițător - soluția optimă pentru sistemele de gazeificare autonome.
căldură specifică de ardere- capacitate termică specifică - Subiecte industria petrolului și gazelor Sinonime capacitate termică specifică EN căldură specifică ...
Cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii complete a combustibilului cu o greutate de 1 kg. Căldura specifică de ardere a combustibilului este determinată empiric și este cea mai importantă caracteristică a combustibilului. Vezi și: Dicționar financiar de combustibil Finam... Vocabular financiar
căldura specifică de ardere a turbei prin bombă- Puterea calorică mai mare a turbei, ținând cont de căldura de formare și dizolvare a acizilor sulfuric și azotic în apă. [GOST 21123 85] Inadmisibil, puterea calorică nerecomandată a turbei conform bombei Subiecte turbă Termeni generali proprietățile turbei RO ... ... Manualul Traducătorului Tehnic
căldură specifică de ardere (combustibil)- 3.1.19 putere calorică specifică (combustibil): cantitatea totală de energie eliberată în condiții reglementate de ardere a combustibilului. O sursă …
Căldura specifică de ardere a turbei conform bombei- 122. Puterea calorică specifică a turbei prin bombă Puterea calorică mai mare a turbei ținând cont de căldura de formare și dizolvare a acizilor sulfuric și azotic în apă Sursa: GOST 21123 85: Turbă. Termeni și definiții document original... Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice
căldura specifică de ardere a combustibilului- 35 puterea calorică a unui combustibil: cantitatea totală de energie eliberată în condiții specificate de ardere a combustibilului. Sursa: GOST R 53905 2010: Economie de energie. Termeni și definiții document original... Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice
Aceasta este cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii complete a unei unități de masă (pentru substanțe solide și lichide) sau volumetrice (pentru gazoase). Se măsoară în jouli sau calorii. Căldura de ardere, referită la o unitate de masă sau volum de combustibil, ... ... Wikipedia
Enciclopedia modernă
Căldura de ardere- (caldura de ardere, putere calorica), cantitatea de caldura degajata in timpul arderii complete a combustibilului. Există căldură specifică de ardere, volumetrică etc. De exemplu, căldura specifică de ardere a cărbunelui este de 28-34 MJ/kg, benzina este de aproximativ 44 MJ/kg; voluminos...... Dicţionar Enciclopedic Ilustrat
Căldura specifică de ardere a combustibilului- Puterea calorică specifică a combustibilului: cantitatea totală de energie eliberată în condiții specificate de ardere a combustibilului...
