Bir taşıma bandının yanma ısısı. Grafit ve plastik. Net kalorifik değer. Temel kavramlar ve tanımlar

Polimerlerin çok çeşitli malzemeler olduğunu anlıyorum. 18 kJ/kg, yani kiloJ/kg boyutu kafamı karıştırdı ("Maddelerin ve malzemelerin yangın ve patlama tehlikesi ve bunları söndürme araçları" El Kitabı basım 2'den alınmıştır, A.Ya. Korolchenko ve D.A. Korolchenko tarafından düzenlenmiştir, bölüm I) , s. 306, üstten ikinci, inanmıyorsan gönderebilirim). Aslında bu yüzden kızdım.

Bütün bu yaygara, yakıtla dolu deponun kapılarında büyük bir “D” harfinin bulunmasından kaynaklanıyor. İç denetim bunu görünce kıkırdamaya ve kanatlarını çırpmaya başladı (tamamen haklı). Yanıldım - işte kategorileri sayabilen bir adam. Şef: "Say." TAMAM. Geldim, onları denedim, malzemelerin çeşitliliğini çözdüm, tavana baktım ve orada depolanan yakıt miktarı belirtildi (bazen şanslısınız), matematiği yaptım. Onu ona verdiler - o (anladığım kadarıyla eski bir RTN müfettişi) şöyle dedi: Depolanan malzemelerin miktarını nasıl doğrulayabilirsiniz? Ona şöyle dedim: "Dünyanın ne farkı var? Oda küçük - AUPT'ye hala gerek yok. Patlayıcı hiçbir şey yok ve "B"ye göre en havalı olanı kabul ediliyor. Yangın bariyerlerinin hepsi yerinde ve hatta tatmin edici SP, hatta SNiP. Ve en önemlisi, bugün dolu, yarın boş bir depo sarf malzemesi." Peki, başını salladı ve ardından şöyle dedi: "Kg cinsinden depolamaya ilişkin kesin verileri nereden buluyorsunuz?" Fikrimi değiştirmeye karar verdim. Bir yangın müfettişi... Heh. Depo müdüründen sertifika alıyorum: ahşap - 80 kg, kauçuk - 140 kg, keçe 60 kg, karton 310 kg vb. artı baskı. Bunu ona getiriyorum: işte onay, çürütmeye çalış - yönetici ne sakladığını daha iyi biliyor. O: "Ah! Bu başka bir konu - bu bir belge." Deliyim! Sonra kartuşları hatırladım. Ve Cuma günü bu lanet hesaplamayı teslim etmesi ve kapıdaki mektubu değiştirmesi gerekiyor. Bir haftadır kağıtları bozuyoruz ve aynı zamanda aynı organizasyonda çalıştığımızı da unutmayın. Yani, doğrudan sorumluluklarımdan dikkatim dağılıyor, bazı saçmalıklar yapıyoruz, para alıyoruz vb. kapıdaki bir harf uğruna. Kısacası her şey çok verimli bir şekilde düzenlenmiştir.

Ama bu lirik bir ara sözdü. Amacım denetçiyi memnun etmektir (tamamen dolandırıcılık). Kimse B1 kategorisinden şüphe duymuyor ancak hesaplamada fişekleri de görmek istiyor. İkimiz de onların neyden yapıldığını bilmiyoruz. Doğrulanmamış her yanma ısısı değerinde kedi gibi homurdanıyor. Snaala, demiryolu VNTP'sini sertifika olarak kabul etmek bile istemedi - sanki bu bizim için geçerli değilmiş gibi. En azından genel olarak evrenin yasalarına ve özel olarak da fiziğe evrensel olarak boyun eğme konusundaki argümanların bir etkisi oldu. Bu nedenle referans literatürde veya ND'de yer alan materyalleri seçiyorum. Üreticiler tonerin grafit içerdiğini iddia ediyor (en azından bir tanesi ama onlarla konuştuğumda bu bir şakaydı). Bunu Korolchenko'da buldum ama çarpık yazılmıştı. Teşekkür ederim, tasarımcıların forumunda bana ölçüleri söylediler. Bununla sakinleştim. Şimdi plastik üzerinde çalışıyorum. Kartuş gövdesi PVC gibi görünüyor, ancak aynı Korolchenko için tüm PVC beyaz tozdur. Hiç kartuşa benzemiyor. PVC üzerindeki çeşitli etkilerin sonucu olan vinil plastiği buldum. YAŞASIN!!! Ama 18 KILOJ/kg var, yani hiçbir kapıya sığmıyor. Eğer orada insani terimlerle yazılmış olsaydı - MJ, o zaman dün sakinleşirdim.

Yakıt nedir?

Bu, ısı salınımıyla ilişkili kimyasal dönüşümler yapabilen bir bileşen veya madde karışımıdır. Farklı yakıt türleri, termal enerjiyi serbest bırakmak için kullanılan oksitleyicinin kantitatif içeriği açısından farklılık gösterir.

Geniş anlamda yakıt bir enerji taşıyıcısıdır, yani potansiyel bir potansiyel enerji türüdür.

sınıflandırma

Şu anda yakıt türleri toplanma durumlarına göre sıvı, katı ve gaz halinde ayrılmaktadır.

Doğal sert malzemeler arasında taş, yakacak odun ve antrasit bulunur. Briket, kok, termoantrasit yapay katı yakıt türleridir.

Sıvılar, organik kökenli maddeler içeren maddeleri içerir. Ana bileşenleri şunlardır: oksijen, karbon, nitrojen, hidrojen, kükürt. Yapay sıvı yakıt çeşitli reçineler ve akaryakıt olacaktır.

Gaz halindeki yakıt çeşitli gazların bir karışımıdır: etilen, metan, propan, bütan. Bunlara ek olarak bileşimde karbondioksit ve karbon monoksit, hidrojen sülfür, nitrojen, su buharı ve oksijen bulunur.

Yakıt göstergeleri

Yanmanın ana göstergesi. Isıl değeri belirleme formülü termokimyada dikkate alınır. 1 kilogram antrasitin kalorifik değerini ifade eden “standart yakıt” yayarlar.

Evsel ısıtma yağı, konut binalarında bulunan düşük güçlü ısıtma cihazlarında, tarımda yem kurutma, konserve için kullanılan ısı jeneratörlerinde yanmaya yöneliktir.

Bir yakıtın özgül yanma ısısı, hacmi 1 m3 veya kütlesi bir kilogram olan yakıtın tamamen yanması sırasında ortaya çıkan ısı miktarını gösteren bir değerdir.

Bu değeri ölçmek için J/kg, J/m3, kalori/m3 kullanılır. Yanma ısısını belirlemek için kalorimetri yöntemi kullanılır.

Yakıtın özgül yanma ısısındaki artışla, özgül yakıt tüketimi azalır ve verimlilik değişmeden kalır.

Maddelerin yanma ısısı, katı, sıvı veya gaz halindeki bir maddenin oksidasyonu sırasında açığa çıkan enerji miktarıdır.

Kimyasal bileşimin yanı sıra yanıcı maddenin toplanma durumu ile belirlenir.

Yanma ürünlerinin özellikleri

Daha yüksek ve daha düşük kalorifik değerler, yakıtın yanmasından sonra elde edilen maddelerde suyun birikme durumuyla ilgilidir.

Daha yüksek kalorifik değer, bir maddenin tamamen yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarıdır. Bu değer aynı zamanda su buharının yoğunlaşma ısısını da içerir.

En düşük yanma çalışma ısısı, su buharının yoğunlaşma ısısını hesaba katmadan yanma sırasında ısı salınımına karşılık gelen değerdir.

Gizli yoğunlaşma ısısı, su buharının yoğunlaşma enerjisi miktarıdır.

Matematiksel ilişki

Daha yüksek ve daha düşük kalorifik değerler aşağıdaki ilişkiyle ilişkilidir:

QB = QH + k(W + 9H)

W, yanıcı bir maddedeki suyun ağırlıkça (% olarak) miktarıdır;

H, yanıcı maddedeki hidrojen miktarıdır (% kütlece);

k - 6 kcal/kg'a eşit katsayı

Hesaplamaları gerçekleştirme yöntemleri

Daha yüksek ve daha düşük kalorifik değerler iki ana yöntemle belirlenir: hesaplama ve deneysel.

Kalorimetreler deneysel hesaplamalar yapmak için kullanılır. İlk olarak, içinde bir yakıt örneği yakılır. Açığa çıkan ısının tamamı su tarafından emilir. Suyun kütlesi hakkında fikir sahibi olarak, sıcaklığındaki değişime göre yanma ısısının değerini belirleyebilirsiniz.

Bu tekniğin basit ve etkili olduğu düşünülmektedir; yalnızca teknik analiz verilerinin bilinmesini gerektirir.

Hesaplama yönteminde daha yüksek ve daha düşük kalorifik değerler Mendeleev formülü kullanılarak hesaplanır.

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

Çalışma bileşimindeki karbon, oksijen, hidrojen, su buharı, kükürt içeriğini (yüzde olarak) dikkate alır. Yanma sırasındaki ısı miktarı eşdeğer yakıt dikkate alınarak belirlenir.

Gazın yanma ısısı, ön hesaplamaların yapılmasına ve belirli bir yakıt türünün kullanımının etkinliğinin belirlenmesine olanak sağlar.

Menşe özellikleri

Belirli bir yakıt yandığında ne kadar ısı açığa çıktığını anlamak için onun kökeni hakkında fikir sahibi olmak gerekir.

Doğada, katı yakıtların bileşimleri ve özellikleri bakımından farklılık gösteren farklı versiyonları vardır.

Oluşumu birkaç aşamadan geçer. Önce turba oluşur, sonra kahverengi ve taş kömürü oluşur, ardından antrasit oluşur. Katı yakıt oluşumunun ana kaynakları yapraklar, odun ve çam iğneleridir. Bitkilerin bazı kısımları ölüp havaya maruz kaldığında mantarlar tarafından yok edilir ve turba oluşur. Birikimi kahverengi bir kütleye dönüşür, ardından kahverengi gaz elde edilir.

Yüksek basınç ve sıcaklıkta kahverengi gaz kömüre dönüşür, ardından yakıt antrasit şeklinde birikir.

Yakıtta organik maddenin yanı sıra ilave balast da bulunur. Organik, organik maddelerden oluşan kısım olarak kabul edilir: hidrojen, karbon, nitrojen, oksijen. Bu kimyasal elementlere ek olarak balast içerir: nem, kül.

Yanma teknolojisi, yanmış yakıtın çalışan, kuru ve yanıcı kütlesinin ayrılmasını içerir. Çalışma kütlesi, tüketiciye sağlanan orijinal haliyle yakıttır. Kuru kütle, içinde su bulunmayan bir bileşimdir.

Birleştirmek

En değerli bileşenler karbon ve hidrojendir.

Bu elementler her türlü yakıtta bulunur. Turba ve odunda karbon yüzdesi yüzde 58'e, taş ve kahverengi kömürde yüzde 80'e, antrasitte ise ağırlıkça yüzde 95'e ulaşıyor. Bu göstergeye bağlı olarak yakıtın yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarı değişir. Hidrojen herhangi bir yakıtın ikinci en önemli unsurudur. Oksijenle bağlandığında nem oluşturur ve bu da herhangi bir yakıtın termal değerini önemli ölçüde azaltır.

Yüzdesi bitümlü şistte 3,8 ile akaryakıtta 11 arasında değişmektedir. Yakıtın içerdiği oksijen balast görevi görür.

Isı üreten bir kimyasal element değildir, bu nedenle yanma ısısının değerini olumsuz etkiler. Yanma ürünlerinde serbest veya bağlı formda bulunan nitrojenin yanması, zararlı yabancı maddeler olarak kabul edilir, bu nedenle miktarı kesinlikle sınırlıdır.

Kükürt, yakıtta sülfatlar, sülfitler ve ayrıca kükürt dioksit gazları halinde bulunur. Sülfür oksitler hidratlandığında, kazan ekipmanını tahrip eden ve bitki örtüsünü ve canlı organizmaları olumsuz yönde etkileyen sülfürik asit oluşturur.

Bu nedenle kükürt, doğal yakıtta bulunması son derece istenmeyen bir kimyasal elementtir. Kükürt bileşikleri çalışma alanına girerse, işletme personelinin ciddi şekilde zehirlenmesine neden olurlar.

Kökenine bağlı olarak üç tür kül vardır:

öncelik;
ikincil;
üçüncül

Birincil türler bitkilerde bulunan minerallerden oluşur. Oluşum sırasında bitki artıklarının kum ve toprağa karışması sonucu ikincil kül oluşur.

Üçüncül kül, ekstraksiyon, depolama ve taşıma sırasında yakıtın bileşiminde ortaya çıkar. Önemli kül birikmesiyle, kazan ünitesinin ısıtma yüzeyindeki ısı transferinde bir azalma meydana gelir ve bu da gazlardan suya ısı transfer miktarını azaltır. Çok miktarda kül, kazanın çalışmasını olumsuz yönde etkiler.

Nihayet

Uçucu maddeler her türlü yakıtın yanma süreci üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Çıkışları ne kadar büyük olursa, alev cephesinin hacmi de o kadar büyük olacaktır. Örneğin kömür ve turba kolayca tutuşur, sürece küçük ısı kayıpları eşlik eder. Uçucu yabancı maddelerin uzaklaştırılmasından sonra kalan kok yalnızca mineral ve karbon bileşiklerini içerir. Yakıtın özelliklerine bağlı olarak ısı miktarı önemli ölçüde değişir.

Kimyasal bileşime bağlı olarak katı yakıt oluşumunun üç aşaması vardır: turba, linyit ve kömür.

Küçük kazan tesisatlarında doğal ahşap kullanılmaktadır. Çoğunlukla talaş, talaş, levha, ağaç kabuğu kullanıyorlar ve yakacak odunun kendisi de küçük miktarlarda kullanılıyor. Ahşabın türüne bağlı olarak üretilen ısı miktarı önemli ölçüde değişir.

Yanma ısısı azaldıkça yakacak odun belirli avantajlar elde eder: hızlı yanıcılık, minimum kül içeriği ve kükürt izlerinin olmaması.

Doğal veya sentetik yakıtın bileşimi ve kalorifik değeri hakkında güvenilir bilgi, termokimyasal hesaplamalar yapmanın mükemmel bir yoludur.

Şu anda, belirli bir durumda kullanımı en etkili ve ucuz olacak katı, gazlı, sıvı yakıtlar için ana seçenekleri belirlemek için gerçek bir fırsat var.

Kalorifik değer, bir maddenin birim kütlesinin tamamen yanma ısısı olarak anlaşılmaktadır. Yanma ürünlerinin ayrışması ve kimyasal yanma reaksiyonlarının eksikliği ile ilişkili ısı kayıplarını dikkate alır. Kalorifik değer, bir maddenin birim kütlesi başına mümkün olan maksimum yanma ısısıdır.

Elementlerin, bileşiklerinin ve yakıt karışımlarının kalorifik değerini belirleyin. Elementler için sayısal olarak yanma ürününün oluşma ısısına eşittir. Karışımların kalorifik değeri ilave bir miktardır ve karışımın bileşenlerinin kalorifik değeri biliniyorsa bulunabilir.

Yanma sadece oksit oluşumu nedeniyle meydana gelmez, bu nedenle geniş anlamda elementlerin ve bunların bileşiklerinin kalorifik değerinden sadece oksijende değil, aynı zamanda flor, klor, nitrojen, bor, karbon ile etkileşime girdiğinde de bahsedebiliriz. silikon, kükürt ve fosfor.

Kalorifik değer önemli bir özelliktir. Belirli bir redoks reaksiyonunun mümkün olan maksimum ısı salınımını değerlendirmenize ve başkalarıyla karşılaştırmanıza ve buna bağlı olarak gerçek yanma işlemlerinin eksiksizliğini belirlemenize olanak tanır. Çeşitli amaçlar için yakıt bileşenlerini ve karışımlarını seçerken ve yanmanın tamlığını değerlendirirken kalorifik değer bilgisi gereklidir.

Daha yüksekleri var H içeri ve aşağı H n kalorifik değer. Daha düşük kalorifik değerin aksine daha yüksek kalorifik değer, oda sıcaklığına soğutulduğunda yanma ürünlerinin faz dönüşümlerinin (yoğuşma, katılaşma) ısısını içerir. Dolayısıyla yanma ürünlerinin fiziksel durumu oda sıcaklığında dikkate alındığında en yüksek kalorifik değer bir maddenin tam yanma ısısı, en düşük kalorifik değer ise yanma sıcaklığındadır. Daha yüksek kalorifik değer, maddenin kalorimetrik bombada yakılmasıyla veya hesaplamayla belirlenir. Bu, özellikle su buharının yoğunlaşması sırasında açığa çıkan ve 298 K'de 44 kJ/mol'e eşit olan ısıyı içerir. Düşük kalorifik değer, örneğin aşağıdaki formül kullanılarak su buharının yoğunlaşma ısısı dikkate alınmadan hesaplanır.

Nerede % H, yakıttaki hidrojenin yüzdesidir.

Kalorifik değer değerleri yanma ürünlerinin (katı, sıvı veya gaz) fiziksel durumunu gösteriyorsa, o zaman “en yüksek” ve “en düşük” alt simgeler genellikle atlanır.

Orijinal yakıtın birim kütlesi başına oksijendeki hidrokarbonların ve elementlerin kalorifik değerini ele alalım. Düşük kalorifik değer, parafinler için en yüksek değerden ortalama 3220-3350 kJ/kg, olefinler ve naftenler için - 3140-3220 kJ/kg, benzen için - 1590 kJ/kg kadar farklılık gösterir. Kalorifik değeri deneysel olarak belirlerken, kalorimetrik bir bombada maddenin sabit bir hacimde ve gerçek koşullarda genellikle sabit bir basınçta yandığı akılda tutulmalıdır. Yanma koşullarındaki farkın düzeltilmesi katı yakıt için 2,1 ile 12,6 arasında değişirken, yakıt için yaklaşık 33,5, benzin için 46,1 kJ/kg'dır ve gaz için 210 kJ/m3'e ulaşır. Uygulamada bu düzeltme yalnızca gazın kalorifik değeri belirlenirken uygulanır.

Parafinlerde kaynama noktasının artması ve C/H oranının artmasıyla kalorifik değeri azalır. Monosiklik alisiklik hidrokarbonlar için bu değişiklik çok daha azdır. Benzen serisinde yan zincirden dolayı daha yüksek homologlara doğru gidildikçe kalorifik değer artar. İki çekirdekli aromatik hidrokarbonlar, benzen serisine göre daha düşük kalorifik değere sahiptir.

Sadece birkaç element ve bunların bileşikleri, hidrokarbon yakıtların kalorifik değerini aşan bir kalorifik değere sahiptir. Bu elementler arasında hidrojen, bor, berilyum, lityum, bunların bileşikleri ve bor ve berilyumun çeşitli organoelement bileşikleri bulunur. Kükürt, sodyum, niyobyum, zirkonyum, kalsiyum, vanadyum, titanyum, fosfor, magnezyum, silikon ve alüminyum gibi elementlerin kalorifik değeri 9210-32.240 kJ/kg aralığındadır. Periyodik sistemin geri kalan elemanları için kalorifik değer 8374 kJ/kg'ı geçmez. Çeşitli yakıt sınıflarının brüt kalorifik değerlerine ilişkin veriler tabloda verilmiştir. 1.18.

Tablo 1.18

Oksijendeki çeşitli yanıcı maddelerin brüt kalorifik değeri (birim yakıt kütlesi başına)

Madde
Madde

Karbonmonoksit





izo-bütan





n-Dodekan
n-Heksadekan

Asetilen
Siklopentan
sikloheksan


Etilbenzen


Berilyum


Alüminyum





Zirkonyum
Berilyum hidrit

Psntaboran
Metadiboran
Etildiboran

Sıvı hidrokarbonlar, metanol ve etanol için ısıtma değerleri sıvı başlangıç durumuna dayanmaktadır.

Bazı yakıtların kalorifik değeri bilgisayarda hesaplandı. Magnezyum için 24,75 kJ/kg ve alüminyum için 31,08 kJ/kg'dır (oksitlerin durumu katıdır) ve pratik olarak Tablodaki verilerle örtüşmektedir. 1.18. Parafin C26H54, naftalin C10H8, antrasen C14H10 ve metenamin C6H12N4'ün en yüksek kalorifik değeri sırasıyla 47,00, 40,20, 39,80 ve 29,80 olup en düşük kalorifik değeri ise 43,70, 39,00, 38,40 ve 28,00 kJ/kg'dır.

Örnek olarak, roket yakıtlarıyla ilgili olarak, yanma ürünlerinin birim kütlesi başına, oksijen ve flordaki çeşitli elementlerin yanma ısılarını sunuyoruz. Yanma ısıları, yanma ürünlerinin durumu için 2700 K sıcaklıkta hesaplanır ve Şekil 2'de gösterilmektedir. 1.25 ve tabloda. 1.19.

Puc. 1.25. Oksijendeki elementlerin yanma ısısı (1) ve flor(2), yanma ürünlerinin kilogramı başına hesaplanır

Sunulan verilerden de anlaşılacağı üzere maksimum yanma ısısı elde etmek için en çok tercih edilen maddeler hidrojen, lityum ve berilyum içerenler, ikinci sırada ise bor, magnezyum, alüminyum ve silikondur. Yanma ürünlerinin düşük moleküler ağırlığından dolayı hidrojenin avantajı açıktır. Berilyumun yüksek yanma ısısından dolayı avantajlı olduğu unutulmamalıdır.

Karışık yanma ürünlerinin, özellikle elementlerin gaz halindeki oksiflorürlerinin oluşma olasılığı vardır. Üç değerlikli elementlerin oksiflorürleri genellikle stabil olduğundan, çoğu oksiflorür, yüksek molekül ağırlıklarından dolayı roket yakıtlarının yanma ürünleri olarak etkili değildir. COF2 (g) oluşumu ile yanma ısısı, CO2 (g) ve CF4 (g) yanma ısıları arasında bir ara değere sahiptir. SO2F2 (g) oluşumundaki yanma ısısı, SO2 (g) veya SF6 oluşumundakinden daha yüksektir; (G.). Ancak çoğu roket yakıtı, bu tür maddelerin oluşumunu engelleyen yüksek oranda indirgeyici elementler içerir.

Alüminyum oksiflorür AlOF (g) oluşumu, oksit veya florür oluşumundan daha az ısı açığa çıkarır, dolayısıyla ilgi çekici değildir. Bor oksiflorür BOF (g) ve trimeri (BOF)3 (g), roket yakıtlarının yanma ürünlerinin oldukça önemli bileşenleridir. BOF (g) oluşturmak için yanma ısısı, oksit ve florür oluşturmak için yanma ısıları arasında orta düzeydedir, ancak oksiflorür termal olarak bu bileşiklerin herhangi birinden daha kararlıdır.

Tablo 1.19

Yanma ürünlerinin birim kütlesi başına elementlerin yanma ısısı (MJ/kg cinsinden) ( T = 2700K)


			oksiflorür


Berilyum



Oksijen



Alüminyum




Zirkonyum

Berilyum ve bor nitrürler oluştuğunda oldukça büyük miktarda ısı açığa çıkar ve bu da onların roket yakıtı yanma ürünlerinin önemli bileşenleri olarak sınıflandırılmalarına olanak tanır.

Masada Tablo 1.20, yanma ürünlerinin birim kütlesi olarak adlandırılan, çeşitli reaktiflerle etkileşime girdiklerinde elementlerin en yüksek kalorifik değerini göstermektedir. Klor, nitrojen (Be3N2 ve BN oluşumu hariç), bor, karbon, silikon, kükürt ve fosfor ile etkileşime girdiğinde elementlerin kalorifik değeri, oksijen ve flor ile etkileşime girdiğinde elementlerin kalorifik değerinden önemli ölçüde daha azdır. Yanma süreçleri ve reaktiflere ilişkin gereksinimlerin çok çeşitli olması (sıcaklık, bileşim, yanma ürünlerinin durumu vb. açısından), Tablodaki verilerin kullanılması tavsiye edilir. 1.20 Yakıt karışımlarının bir amaç için pratik olarak geliştirilmesi.

Tablo 1.20

Yanma ürünlerinin birim kütlesi başına oksijen, flor, klor, nitrojen ile etkileşime girdiğinde elementlerin daha yüksek kalorifik değeri (MJ/kg cinsinden)

Ayrıca bakınız: Joulin S., Clavin R. Op. alıntı.

Kalorifik değer türleri

Yanma ısısı, yanıcı maddenin çalışma kütlesiyle, yani yanıcı maddenin tüketiciye ulaştığı formla ilgili olabilir; maddenin kuru kütlesine; yanıcı bir madde kütlesine, yani nem ve kül içermeyen yanıcı bir maddeye.

Daha yüksek () ve daha düşük () kalorifik değerler vardır.

Altında daha yüksek kalorifik değer Yanma ürünlerini soğuturken su buharının yoğunlaşma ısısı da dahil olmak üzere, bir maddenin tamamen yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarını anlayın.

Net kalorifik değer su buharının yoğunlaşma ısısını hesaba katmadan, tam yanma sırasında açığa çıkan ısı miktarına karşılık gelir. Su buharının yoğunlaşma ısısına da denir. gizli yanma ısısı.

Daha düşük ve daha yüksek kalorifik değerler şu ilişkiyle ilişkilidir: ,

burada k, 25 kJ/kg'a (6 kcal/kg) eşit bir katsayıdır; W, yanıcı maddedeki su miktarıdır, % (kütlece); H, yanıcı bir maddedeki hidrojen miktarıdır, % (kütlece).

Kalorifik değerin hesaplanması

Bu nedenle, daha yüksek kalorifik değer, yanıcı bir maddenin birim kütlesinin veya hacminin (gaz için) tamamen yanması ve yanma ürünlerinin çiğlenme noktası sıcaklığına kadar soğutulması sırasında açığa çıkan ısı miktarıdır. Isı mühendisliği hesaplamalarında yüksek olan ısıl değer %100 olarak alınır. Bir gazın gizli yanma ısısı, yanma ürünlerinde bulunan su buharının yoğunlaşması sırasında açığa çıkan ısıdır. Teorik olarak %11’e ulaşabilir.

Uygulamada, yanma ürünlerini tamamen yoğunlaşana kadar soğutmak mümkün değildir ve bu nedenle, her ikisinde de bulunan su buharının buharlaşma ısısının daha yüksek kalorifik değerden çıkarılmasıyla elde edilen daha düşük kalorifik değer (QHp) kavramı ortaya atılmıştır. maddede ve yanması sırasında oluşanlar. 1 kg su buharının buharlaşması için 2514 kJ/kg (600 kcal/kg) enerji gerekir. Düşük kalorifik değer aşağıdaki formüllerle belirlenir (kJ/kg veya kcal/kg):

(katı madde için)

(sıvı bir madde için), burada:

2514 - 0 °C sıcaklıkta ve atmosferik basınçta buharlaşma ısısı, kJ/kg;

I, çalışma yakıtındaki hidrojen ve su buharı içeriğidir, %;

9, 1 kg hidrojenin oksijenle birlikte yanması sonucu 9 kg su oluştuğunu gösteren katsayıdır.

Yanma ısısı, 1 kg katı veya sıvı yakıtın veya 1 m³ gaz yakıtın yakılmasıyla elde edilen ısı miktarını kJ/kg (kcal/kg) cinsinden belirlediği için bir yakıtın en önemli özelliğidir. 1 kcal = 4,1868 veya 4,19 kJ.

Alt kalorifik değer her madde için deneysel olarak belirlenir ve referans değerdir. Ayrıca, bilinen bir element bileşimine sahip katı ve sıvı malzemeler için, D. I. Mendeleev'in formülüne göre hesaplanarak, kJ/kg veya kcal/kg belirlenebilir:

Yakıtın çalışma kütlesindeki karbon, hidrojen, oksijen, uçucu kükürt ve nem içeriği% (ağırlıkça) olarak.

Karşılaştırmalı hesaplamalar için, özgül yanma ısısı 29308 kJ/kg'a (7000 kcal/kg) eşit olan geleneksel yakıt adı verilen yakıt kullanılır.

Rusya'da termal hesaplamalar (örneğin, bir odanın patlama ve yangın tehlikesi açısından kategorisini belirlemek için ısı yükünün hesaplanması) genellikle en düşük kalorifik değer kullanılarak yapılır; ABD, İngiltere ve Fransa'da - göre en yükseğe. Birleşik Krallık ve ABD'de, metrik sistemin tanıtılmasından önce, spesifik ısıtma değeri, pound (lb) başına İngiliz termal birimi (BTU) cinsinden ölçülüyordu (1Btu/lb = 2,326 kJ/kg).

Çeşitli kaynaklardan gelen doğal gazların ısıl değerlerinin en yüksek değerleri

Bu veriler Uluslararası Enerji Ajansı'ndan alınmıştır.

Cezayir: 42.000 kJ/m³
Bangladeş: 36.000 kJ/m³
Kanada: 38.200 kJ/m³
Endonezya: 40.600 kJ/m³
Hollanda: 33.320 kJ/m³
Norveç: 39.877 kJ/m³
Rusya: 38.231 kJ/m³
Suudi Arabistan: 38.000 kJ/m³
Birleşik Krallık: 39.710 kJ/m³
Amerika Birleşik Devletleri: 38.416 kJ/m³
Özbekistan: 37.889 kJ/m³
Beyaz Rusya: 33.000 kJ/m³

100 W’lık bir ampulün bir yıl boyunca çalışması için gerekli olan yakıt miktarı (876 kWh)

(Aşağıda gösterilen yakıt miktarları %100 termal-elektrik verimliliğine dayanmaktadır. Çoğu güç üretim tesisi ve dağıtım sistemi yaklaşık %30 - %35 verimlilik elde ettiğinden, 100 W'lık bir ampulü çalıştırmak için kullanılan gerçek yakıt miktarı belirtilen miktarın yaklaşık üç katı olacaktır).

260 kg ahşap (%20 nemde)
120 kg kömür (düşük küllü antrasit)
73,34 kg gazyağı
78,8 m³ doğal gaz (ortalama 40.000 kJ/m³ değeri kullanılarak)
17,5 µg antimadde