Примерные (ориентировочные) значения низшей теплоты сгорания горючих твердых материалов, брикетов и твердых топлив. Низшая теплота сгорания хлеба

ВНТП 05-97 => 5. категории зданий по взрывопожарной и пожарной опасности . Исходные данные для расчета удельной временной пожарной...

5. Категории зданий по взрывопожарной и пожарной опасности

5.1. Здание относится к категории А, если в нем суммарная площадь помещений категории А превышает 5% площади всех помещений или 200 м2.

Допускается не относить здание к категории А, если суммарная площадь помещений категории А в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м2), и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.

5.2. Здание относится к категории Б, если одновременно выполнены два условия:

а) здание не относится к категории А;

б) суммарная площадь помещений категорий А и Б превышает 5% суммарной площади всех помещений или 200 м2.

Допускается не относить здание к категории Б, если суммарная площадь помещений категорий А и Б в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м2), и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.

5.3. Здание относится к категориям В1-В3, если одновременно выполнены два условия:

а) здание не относится к категориям А или Б;

б) суммарная площадь помещений категорий А, Б и В1-В3 превышает 5% (10%, если в здании отсутствуют помещения категорий А и Б) суммарной площади всех помещений.

Допускается не относить здание к категориям В1-В3, если суммарная площадь помещений категории А, Б и В1-В3 в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 3500 м2), и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.

5.4. Здание относится к категории Г, если одновременно выполнены два условия:

а) здание не относится к категориям А, Б или В1-В3;

б) суммарная площадь помещений категории А, Б, В1-В3 и Г превышает 5% суммарной площади всех помещений.

Допускается не относить здание к категории Г, если суммарная площадь помещений категорий А, Б, В1-В3 и Г в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 5000 м2), и помещения категорий А, Б и В1-В3 оборудуются установками автоматического пожаротушения.

5.5. Здание относится к категории В4, если оно не относится к категориям А, Б, В1-В3 или Г.

5.6. Здание относится к категории Д, если оно не относится к категориям А, Б, В1-В4, Г.

Приложение 1

Исходные данные для расчета удельной временной пожарной нагрузки в помещениях

Таблица 1

Низшая теплота сгорания и плотность ТГМ, ЛВЖ и ГЖ,

обращающихся в помещениях объектов железнодорожного транспорта

Наименование веществ и материалов	Низшая теплота сгорания, МДж·кг-1	Плотность, кг·м-3
Жидкие горючие вещества и материалы
1. Ацетон	29	790,5
2. Бензин	41,9	722...751
3. Бензол	40,9	879
4. Бутиловый спирт	41,9	809,9
5. Дизельное топливо	43	831...921
6. Керосин	43,54	810...840
7. Ксилол	40,8	880,2
8. Лак изоляционный пропиточный (БТ-99, ФЛ-98) (содержание летучих - 48%)	42	953
9. Мазут	39,8	925
10. Масло индустриальное	42	903...917
11. Масло трансформаторное	42	878
12. Масло турбинное	41,87	900
13. Метиловый спирт	22,7	791,5
14. Нефть	41,9	840...916
15. Соляровое масло	42	900
16. Толуол	41	867
17. Уайт-спирит	43,62	776
18. Эмаль ПФ-115 (содержание летучих - 34%)	42	960
19. Этиловый спирт	27,2	780,9
20. Клей (резиновый)	42	850
Твердые горючие вещества и материалы
21. Бумага разрыхленная	13,4	300
22. Бумага (книги, журналы)	13,4	450
23. Винилискожа	20,934	0,9/м2
24. Волокно штапельное	13,8	1300
25. Войлок строительный	18,9	240
26. Древесина сосновая (Wp = 20%)	13,8	500
27. Древесно-волокнистная плита (ДВП)	20,9	212
28. Древесно-стружечная плита (ДСП)	18,23	-
29. Декоративный бумажно-слоистый пластик (ДБСП "Манминит")	18,673	-
30. Карболитовые изделия	26,0	-
31. Каучук натуральный	42,3	910
32. Каучук синтетический	40,2	940
33. Кабель (силовой, освещения, управления, автоматики)	37,51	3,6 кг/п.м.
34. Картон серый	15,43	0,67 кг/м2
35. Кинопленка триацетатная	18,8	-
36. Линолеум ПХВ	18...27	32 кг/м2
37. Лен разрыхленный	15,7	-
38. Мипора (резина пористая)	17,43	15
39. Органическое стекло	25,1	4,69 кг/м2
40. Обтирочный материал	15,7	80
41. Плита столярная	20,0	500
42. Пенополиуретан	24,3	36
43. Плиты пенополистирольные	41,24	35
44. Резина	33,52	1000...1250
45. Стеклопластик	10,803	1700
46. Ткань хлопчатобумажная (в навал)	16,75	190
47. Ткань шерстяная (в навал)	22,58	-
48. Фанера	22,12	-
49. Резиновая и полихлорвиниловая изоляция проводов	37,51	-

firenotes.ru

Удельная теплота сгорания топлива и горючих материалов

В таблицах представлена массовая удельная теплота сгорания топлива (жидкого, твердого и газообразного) и некоторых других горючих материалов. Рассмотрено такое топливо, как: уголь, дрова, кокс, торф, керосин, нефть, спирт, бензин, природный газ и т. д.

При экзотермической реакции окисления топлива его химическая энергия переходит в тепловую с выделением определенного количества теплоты. Образующуюся тепловую энергию принято называть теплотой сгорания топлива. Она зависит от его химического состава, влажности и является основным показателем топлива. Теплота сгорания топлива, отнесенная на 1 кг массы или 1 м3 объема образует массовую или объемную удельную теплоты сгорания.

Удельной теплотой сгорания топлива называется количество теплоты, выделяемое при полном сгорании единицы массы или объема твердого, жидкого или газообразного топлива. В Международной системе единиц эта величина измеряется в Дж/кг или Дж/м3.

Удельную теплоту сгорания топлива можно определить экспериментально или вычислить аналитически. Экспериментальные методы определения теплотворной способности основаны на практическом измерении количества теплоты, выделившейся при горении топлива, например в калориметре с термостатом и бомбой для сжигания. Для топлива с известным химическим составом удельную теплоту сгорания можно определить по формуле Менделеева.

Различают высшую и низшую удельные теплоты сгорания. Высшая теплота сгорания равна максимальному количеству теплоты, выделяемому при полном сгорании топлива, с учетом тепла затраченного на испарение влаги, содержащейся в топливе. Низшая теплота сгорания меньше значения высшей на величину теплоты конденсации водяного пара, который образуется из влаги топлива и водорода органической массы, превращающегося при горении в воду.

Для определения показателей качества топлива, а также в теплотехнических расчетах обычно используют низшую удельную теплоту сгорания, которая является важнейшей тепловой и эксплуатационной характеристикой топлива и приведена в таблицах ниже.

Удельная теплота сгорания твердого топлива (угля, дров, торфа, кокса)

В таблице представлены значения удельной теплоты сгорания сухого твердого топлива в размерности МДж/кг. Топливо в таблице расположено по названию в алфавитном порядке.

Наибольшей теплотворной способностью из рассмотренных твердых видов топлива обладает коксующийся уголь — его удельная теплота сгорания равна 36,3 МДж/кг (или в единицах СИ 36,3·106 Дж/кг). Кроме того высокая теплота сгорания свойственна каменному углю, антрациту, древесному углю и углю бурому.

К топливам с низкой энергоэффективностью можно отнести древесину, дрова, порох, фрезторф, горючие сланцы. Например, удельная теплота сгорания дров составляет 8,4…12,5, а пороха — всего 3,8 МДж/кг.

Удельная теплота сгорания твердого топлива (угля, дров, торфа, кокса) Топливо Удельная теплота сгорания, МДж/кг

Антрацит	26,8…34,8
Древесные гранулы (пиллеты)	18,5
Дрова сухие	8,4…11
Дрова березовые сухие	12,5
Кокс газовый	26,9
Кокс доменный	30,4
Полукокс	27,3
Порох	3,8
Сланец	4,6…9
Сланцы горючие	5,9…15
Твердое ракетное топливо	4,2…10,5
Торф	16,3
Торф волокнистый	21,8
Торф фрезерный	8,1…10,5
Торфяная крошка	10,8
Уголь бурый	13…25
Уголь бурый (брикеты)	20,2
Уголь бурый (пыль)	25
Уголь донецкий	19,7…24
Уголь древесный	31,5…34,4
Уголь каменный	27
Уголь коксующийся	36,3
Уголь кузнецкий	22,8…25,1
Уголь челябинский	12,8
Уголь экибастузский	16,7
Фрезторф	8,1
Шлак	27,5

Удельная теплота сгорания жидкого топлива (спирта, бензина, керосина, нефти)

Приведена таблица удельной теплоты сгорания жидкого топлива и некоторых других органических жидкостей. Следует отметить, что высоким тепловыделением при сгорании отличаются такие топлива, как: бензин, авиационный керосин, дизельное топливо и нефть.

Удельная теплота сгорания спирта и ацетона существенно ниже традиционных моторных топлив. Кроме того, относительно низким значением теплоты сгорания обладает жидкое ракетное топливо и этиленгликоль — при полном сгорании 1 кг этих углеводородов выделится количество теплоты, равное 9,2 и 13,3 МДж, соответственно.

Удельная теплота сгорания жидкого топлива (спирта, бензина, керосина, нефти) Топливо Удельная теплота сгорания, МДж/кг

Ацетон	31,4
Бензин А-72 (ГОСТ 2084-67)	44,2
Бензин авиационный Б-70 (ГОСТ 1012-72)	44,1
Бензин АИ-93 (ГОСТ 2084-67)	43,6
Бензол	40,6
Дизельное топливо зимнее (ГОСТ 305-73)	43,6
Дизельное топливо летнее (ГОСТ 305-73)	43,4
Жидкое ракетное топливо (керосин + жидкий кислород)	9,2
Керосин авиационный	42,9
Керосин осветительный (ГОСТ 4753-68)	43,7
Ксилол	43,2
Мазут высокосернистый	39
Мазут малосернистый	40,5
Мазут низкосернистый	41,7
Мазут сернистый	39,6
Метиловый спирт (метанол)	21,1
н-Бутиловый спирт	36,8
Нефть	43,5…46
Нефть метановая	21,5
Толуол	40,9
Уайт-спирит (ГОСТ 313452)	44
Этиленгликоль	13,3
Этиловый спирт (этанол)	30,6

Удельная теплота сгорания газообразного топлива и горючих газов

Представлена таблица удельной теплоты сгорания газообразного топлива и некоторых других горючих газов в размерности МДж/кг. Из рассмотренных газов наибольшей массовой удельной теплотой сгорания отличается водород. При полном сгорании одного килограмма этого газа выделится 119,83 МДж тепла. Также высокой теплотворной способностью обладает такое топливо, как природный газ — удельная теплота сгорания природного газа равна 41…49 МДж/кг (у чистого метана 50 МДж/кг).

Удельная теплота сгорания газообразного топлива и горючих газов (водород, природный газ, метан) Топливо Удельная теплота сгорания, МДж/кг

1-Бутен	45,3
Аммиак	18,6
Ацетилен	48,3
Водород	119,83
Водород, смесь с метаном (50% h3 и 50% Ch5 по массе)	85
Водород, смесь с метаном и оксидом углерода (33-33-33% по массе)	60
Водород, смесь с оксидом углерода (50% h3 50% CO2 по массе)	65
Газ доменных печей	3
Газ коксовых печей	38,5
Газ сжиженный углеводородный СУГ (пропан-бутан)	43,8
Изобутан	45,6
Метан	50
н-Бутан	45,7
н-Гексан	45,1
н-Пентан	45,4
Попутный газ	40,6…43
Природный газ	41…49
Пропадиен	46,3
Пропан	46,3
Пропилен	45,8
Пропилен, смесь с водородом и окисью углерода (90%-9%-1% по массе)	52
Этан	47,5
Этилен	47,2

Удельная теплота сгорания некоторых горючих материалов

Приведена таблица удельной теплоты сгорания некоторых горючих материалов (стройматериалы, древесина, бумага, пластик, солома, резина и т. д.). Следует отметить материалы с высоким тепловыделением при сгорании. К таким материалам можно отнести: каучук различных типов, пенополистирол (пенопласт), полипропилен и полиэтилен.

Удельная теплота сгорания некоторых горючих материалов Топливо Удельная теплота сгорания, МДж/кг

Бумага	17,6
Дерматин	21,5
Древесина (бруски влажностью 14 %)	13,8
Древесина в штабелях	16,6
Древесина дубовая	19,9
Древесина еловая	20,3
Древесина зеленая	6,3
Древесина сосновая	20,9
Капрон	31,1
Карболитовые изделия	26,9
Картон	16,5
Каучук бутадиенстирольный СКС-30АР	43,9
Каучук натуральный	44,8
Каучук синтетический	40,2
Каучук СКС	43,9
Каучук хлоропреновый	28
Линолеум поливинилхлоридный	14,3
Линолеум поливинилхлоридный двухслойный	17,9
Линолеум поливинилхлоридный на войлочной основе	16,6
Линолеум поливинилхлоридный на теплой основе	17,6
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой основе	20,3
Линолеум резиновый (релин)	27,2
Парафин твердый	11,2
Пенопласт ПХВ-1	19,5
Пенопласт ФС-7	24,4
Пенопласт ФФ	31,4
Пенополистирол ПСБ-С	41,6
Пенополиуретан	24,3
Плита древесноволокнистая	20,9
Поливинилхлорид (ПВХ)	20,7
Поликарбонат	31
Полипропилен	45,7
Полистирол	39
Полиэтилен высокого давления	47
Полиэтилен низкого давления	46,7
Резина	33,5
Рубероид	29,5
Сажа канальная	28,3
Сено	16,7
Солома	17
Стекло органическое (оргстекло)	27,7
Текстолит	20,9
Толь	16
Тротил	15
Хлопок	17,5
Целлюлоза	16,4
Шерсть и шерстяные волокна	23,1

Источники:

Абрютин А. А. и др. Тепловой расчет котлов. Нормативный метод.
ГОСТ 147-2013 Топливо твердое минеральное. Определение высшей теплоты сгорания и расчет низшей теплоты сгорания.
ГОСТ 21261-91 Нефтепродукты. Метод определения высшей теплоты сгорания и вычисление низшей теплоты сгорания.
ГОСТ 22667-82 Газы горючие природные. Расчетный метод определения теплоты сгорания, относительной плотности и числа Воббе.
ГОСТ 31369-2008 Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе на основе компонентного состава.
Земский Г. Т. Огнеопасные свойства неорганических и органических материалов: справочник М.: ВНИИПО, 2016 — 970 с.

thermalinfo.ru

Низшие теплоты сгорания для многих твердых веществ, жидкостей (в т.ч. топлив) и газов (в т.ч. горючих) МДж/кг

tehtab.ru

ТВЁРДЫЕ ВЕЩЕСТВА
Вещество	Низшая теплота сгорания, МДж/кг
Алюминиевый порошок	31.10
Антрацит	34.80
Белок растительный	23.45
Брикеты бурого угля	20.20
Брикеты яичного порошка	18.80
Бумага	17.60
Бумага разрыхленная	13.40
Бумага фотографическая	13.27
Буроугольная пыль	25.00
Бурый уголь молодой	8.4
Бурый уголь старый	18.60
Войлок строительный	18.88
Волокно ацетатное	18.77
То же, вискозное	15.60
То же, капрон	30.72
То же, лавсан	22.58
То же, нитрон	30.75
Волокно энант	32.10
Дерматин	21.54
Древесина в изделиях	13.80
Древесина в штабелях	16.60
Древесина дубовая	19.90
Древесина еловая	20.32
Древесина зеленая	6.3
Древесина сосновая	15.32-20.85
Древесина как условное топливо	16.45
Жиры животные	40.00
Зерно	16.80
Кальций	15.50
Каменный уголь	31.25
Картон	16.50
Каучук синтетический	40.20
Каучук натуральный	44.80
Книги на стеллажах	13.40
Клепка буковая для паркета	17.40
Кожаные обрезки	19.90
Кокс газовый	26.90
Кокс доменный	30.35
Крахмал	16.80
Линкруст хлорвиниловый	17.10
Линолеум	21.00
Линолуем резиновый (релин)	27.21
Магний	25.20
Материал (текстиль)	18.84
Мука	16.80
Натрий	10.88
Оргстекло	25.10
Парафин твердый	11.20
Пенополистирол ПСБ-С	41.63
Пенополиуретан	24.30
Пенопласт ПХВ-1	19.51
Пенопласт ФС-7	24.43
Пенопласт ФФ	31.40
Плита древесноволокнистая	20.90
Плитка полистирольная	41.87
Полиэтилен	46.62
Резина	14.10
Резинотехнические изделия	33.50
Рубероид	29.50
Сахар	16.80
Сено	14.70-16.70
Сера	9.21
Смола искусственная	16.80
Солома	14.70-17.00
Стекло органическое	27.72
Твердое животное масло	38.20
Толь	15.95
Торф воздушно-сухой	16.33
Торф волокнистый сухой	21.80
Торф фрезерный	10.45
Торф-кокс	29.40
Триацетат	19.10
Углерод	33.30
Уголь бурый	12.50-25.00
Уголь древесный	30.2-33.90
Уголь коксующийся	36.30
Фосфор	25.20
Хлопок	17.50
Хлопок разрыхленный	15.70
Целлофан	17.37
Целлюлоза	16.40
Целлулоид	16.30-20.50
Шевелин	17.61
Шерсть	20.50-23.10
Шерстяные волокна	23.14
Шелк	21.00
Ячмень	17.37
ЖИДКИЕ ВЕЩЕСТВА
Вещество	Низшая теплота сгорания, МДж/кг
Асфальт	39.90
Бензин	43.70
Бензин легкий	44.50
Бензин средний	43.10
Бензол	40.30
Бензол моторный из дегтя каменноугольного	40.45
Деготь	38.00
Деготь каменноугольный	39.70
Керосин	43.10
Ксилол	41.12
Мазут	42.84
Масло газовое	42.90
Масло льняное	39.52
Масло из дегтя	40.74
Масло креозоловое	37.80
Масло рапсовое	39.90
Масло солярное	42.00
Нафталин	38.90
Нефть	43.05
Нефть метановая	21.48
Сероуглерод	13.80
Смола буроугольная	38.94
Спирт	24.74
Спирт 90%-й	22.70
Спирт амиловый	34.82
Спирт метиловый	19.95
Спирт пропиловый	30.65
Спирт этиловый	26.80
Толуол	40.66
Топливо дизельное жидкое	41.90
Топливо жидкое	41.53
Фенол	32.24
ГАЗООБРАЗНЫЕ ВЕЩЕСТВА
Вещество	Низшая теплота сгорания, МДж/м3
Ацетилен	56.19
Ацетон	74.10
Бензол	140.13
Бутан	120.83
Водород	11.14
Газ воздушный	4.77
Газ из сточных вод	20.93
Газ каменноугольный	23.03
Газ коксовый	20.43
Газ природный	36.63
Газ городской светильный	18.84
Гексан	171.00
Гептан	183.00
Диэтиловый эфир	112.00
Изобутан	124.00
Изобутилен	113.50
Коксовый водяной газ	11.30
Крекинг-газ	73.27
Н.пентан	146.33
Н.бутан	118.65
Метан	35.80
Пропан	98.68
Пропилен	86.63
Толуол	166.63
Этан	64.31
Этилен	59.41

Примерные (ориентировочные) значения низшей теплоты сгорания горючих твердых материалов, брикетов и твердых топлив.

tehtab.ru

ПОЛЕЗНЫЕ ССЫЛКИ:

БОНУСЫ ИНЖЕНЕРАМ!:

МЫ В СОЦ.СЕТЯХ:

Навигация по справочнику TehTab.ru: главная страница / / Техническая информация / / Физический справочник / / Тепловые величины, включая температуры кипения, плавления, пламени и т.д ...... / / Удельная теплота сгорания (теплотворная способность). Высшая и низшая теплота сгорания. Потребность в кислороде. / / Примерные (ориентировочные) значения низшей теплоты сгорания горючих твердых материалов, брикетов и твердых топлив.

Примерные (ориентировочные) значения низшей теплоты сгорания горючих твердых материалов, брикетов и твердых топлив. В РФ на практике под удельной теплотой сгорания понимают именно низшую теплоту сгорания.

Примерные (ориентировочные) значения низшей теплоты сгорания горючих твердых материалов, брикетов и твердых топлив.

Наименование	Низшая теплота сгорания, МДж/кг (ккал/кг)
Бумага	16,62 (3970)
Брикеты: из угля	< 29,30 (7000)
Брикеты: из торфа	< 17,58 (4200)
Древесина (Wp-влажность равновесная < 10 %) - очень сухое	< 25,12 (6000)
Древесный уголь	27,25 (6510)
Камыш (Wp-влажность равновесная прим.10 %) - очень сухой	1,46 (350)
Кожа	45,22 (10800)
Кокс нефтяной	30,18 (7210)
Коробочки хлопчатника (чингалак)	14,29 (3415)
Костра льняная	15,93 (3805)
Кочан кукурузы сухой (Wp-влажность равновесная < 10 %) - очень сухой	14,65 (3500)
Крошка торфяная (Wp-влажность равновесная < 65 %) нормальная, не мокрая	10,84 (2590)
Лузго подсолнуха	15,43 (3685)
Лузга рисовая	13,31 (3180)
Отдубина	5,96 (1425)
Отсев твердых городских отходов	8,04 (1920)
Пищевые отходы	5,98 (1430)
Пластмасса	41,87 (прим.10000)
Полукокс	27,26 (6510)
Резина	45,01 (10750)
Солома	15,70 (3750)
Стебли хлопчатника (гузопая)	14,53 (3470)
Текстиль	27,47 (6560)
Шлак, зола каменного угля при сжигании в бытовых печах	15,07 (3600)

↓Поиск на сайте TehTab.ru - Введите свой запрос в форму

Нашли ошибку? Есть дополнения? Напишите нам об этом, указав ссылку на страницу.

TehTab.ru

Реклама, сотрудничество: [email protected]

Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Все риски за использование информаци с сайта посетители берут на себя. Проект TehTab.ru является некоммерческим, не поддерживается никакими политическими партиями и иностранными организациями.

Высшая и низшая теплота сгорания

Т.Б.Степанова

Методические указания для проведения расчётных работ

по дисциплине «Общая энергетика»

для студентов специальности 140211 – «Электроснабжение »

всех видов обучения

Ангарск

СОДЕРЖАНИЕ

Раздел 1. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ

ЗАДАЧ

1. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОПЛИВА И МЕТОДЫ ИХ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ............. ……………………………………………………. 4

2. ТЕПЛОТА СГОРАНИЯ ТОПЛИВА

2.1. Высшая и низшая теплота сгорания ……………………………………… 5

2.2. Определение теплоты сгорания …………………………………………... 6

3. РАСЧЕТЫ ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА ……………………………………………. 9

3.1. Определение расхода воздуха ……………………………………………. 10

3.2. Определение состава и количества продуктов сгорания ……………….. 11

3.3. Определение теплоемкости продуктов сгорания ………………………. 12

3.4. Определение жаропроизводительности топлива ………………………. 13

4. ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ ………………………………… 13

ЛИТЕРАТУРА ……………………………………………………………………. 15

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Таблица П 1.1. Множители для пересчета состава топлив из одного

состояния в другое ………………………………………………………… 16

Таблица П 1.2. Термодинамические свойства компонентов топлива и

продуктов его сгорания …. ...…………………………………………...... 17

Таблица П 1.3. Средняя удельная теплоемкость газов от 0 ° до t °C,

ккал/нм3·град по Юсти …………...………………………………………. 19

Приложение 2. Исходная информация для проведения расчетов

Таблица П 2.1. Физико-химическая характеристика углей ……………... 21

Таблица П 2.2. Компонентный состав природных и искусственных

газов ………………………………………………………………………… 26

Методические указания состоят из краткого изложения теоретических положений, необходимых для более ясного представления о тех задачах, которые ставятся перед студентами при выполнении практических работ по дисциплине «Общая энергетика», методик и алгоритмов расчета показателей, сведений о нормативно-справочных материалах, необходимых для выполнения заданий (Приложение 1) и вариантов исходных данных для расчетов (Приложение 2).

Исходные данные для выполнения работы №1 приведены в табл. П.1.2 (номер варианта выбирается по порядковому номеру студента в списке группы).

Исходные данные для выполнения работ №2 и №3 приведены в табл. П.2.1 и П.2.2 (Варианты выбираются по двум последним цифрам номера зачетной книжки студента).

Раздел 1. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДЛЯ РЕШЕНИЯ

ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ

1. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОПЛИВА И МЕТОДЫ ИХ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Народнохозяйственную ценность топлива определяют следующие основные его характеристики:

1. Теплота сгорания, или теплотворная способность, т.е. количество тепла, выделяющегося при полном сгорании 1 кг твердого и жидкого топлива или

1 м3 газообразного.

2. Жаропроизводительность ( ) – максимальная температура горения, развиваемая при полном сгорании топлива в условиях, когда выделяемое топливо полностью расходуется на нагрев образующихся продуктов сгорания.

3. Содержание балласта, т.е. минеральной массы и влаги, в твердом и жидком топливе, азота и двуокиси углерода – в газообразном. Наличие балласта в топливе понижает его теплоту сгорания. При большом содержании балласта заметно снижается также жаропроизводительность топлива.

4. Содержание вредных примесей, снижающее ценность топлива, в особенности технологического и бытового.

5. Выход летучих веществ и обуглероженного остатка (кокса) при нагревании твердого топлива, определяющий легкость его зажигания, а также целесообразность использования в технологических процессах.

Применяемые в народном хозяйстве многочисленные твердые, жидкие и газообразные виды топлива можно, в свою очередь, разделить на естественные и искусственные (табл. 1.1). Последние представляют собой, как правило, продукты переработки естественных видов топлива.

Состав твердого и жидкого топлива выражают в процентах по массе, а газообразного – в процентах по объему. В твердом топливе различают органическую, горючую, сухую, рабочую и аналитическую массы.

Органическая масса состоит из углерода, водорода, кислорода и серы, входящей в состав органических соединений, и азота:

. (1.1)

Горючая масса, близкая по составу к органической массе, отличается от последней наличием колчеданной, или пиритной, серы, входящей в состав сернистого колчедана (FeS2) и других сернистых соединений, окисляемых кислородом в процессе горения топлива:

. (1.2)

Сухая масса состоит из горючих компонентов и минеральных веществ, образующих при сгорании топлива золу (A):

. (1.3)

Таблица 1.1

Классификация видов топлива, применяемых в народном хозяйстве

Твердое	Жидкое	Газообразное	Твердое	Жидкое	Газообразное
Естественные виды топлива	Искусственные виды топлива
Дрова	Нефть	Природный газ	Древесный уголь	Бензин	Сжиженный нефтезавод-ской газ
Торф		Нефтепромысло- вый (попутный) газ	Торфяной полукокс	Керосин	Коксовый газ
Бурый уголь		Шахтный газ	Буроугольный полукокс	Дизельное топливо	Полукоксовый газ
Каменный уголь			Каменноугольный полукокс	Мазут	Водяной газ
Полуантра-цит			Каменноугольный кокс	Смола	Генераторный газ
Антрацит			Термоантра-цит		Доменный газ
Сланцы			Брикеты		Ваграночный газ

Рабочая масса состоит из сухой массы и влаги (W):

; (1.4)

(1.5)

Аналитическая масса состоит из сухой массы и влаги, соответствующей подсушенному топливу, анализируемому в лаборатории:

. (1.6)

2. ТЕПЛОТА СГОРАНИЯ ТОПЛИВА

Высшая и низшая теплота сгорания

Теплота сгорания, или теплотворная способность (теплотворность), топлива Q – это количество тепла, выделяющееся при полном сгорании 1 моля (кДж/моль), 1 кг (кДж/кг) или 1 м3 топлива (кДж/м3).

Значения объемной теплоты сгорания применяют обычно при расчетах, связанных с использованием газообразного топлива. При этом различают теплоту сгорания 1 м3 газа при нормальных условиях (кДж/м3), т.е. при температуре газа 0 ºС и давлении 1 ата, и при стандартных условиях – при температуре 20 ºС и давлении 760 мм рт.ст.

При анализе топлива и в теплотехнических расчетах приходится иметь дело с высшей и низшей теплотой сгорания. Высшая теплота сгорания топлива представляет собой количество тепла, выделяющееся при полном сгорании единицы топлива с образованием CO2, h3O в жидком состоянии и SO2 . К высшей теплоте сгорания близка теплота сгорания, определяемая путем сжигания топлива в калориметрической бомбе в атмосфере кислорода . Незначительное отличие теплоты сгорания в бомбе от высшей теплоты сгорания обусловлено тем, что при сжигании в атмосфере кислорода происходит более глубокое окисление топлива, чем при его сгорании на воздухе. Так, например, сера топлива сгорает в калориметрической бомбе не до SO2 , а до SO3, и при сжигании топлива в бомбе происходит образование серной и азотной кислот.

Низшая теплота сгорания топлива представляет собой количество тепла, выделяющееся при полном сгорании единицы топлива с образованием CO2, h3O в парообразном состоянии и SO2. Кроме того, при подсчете низшей теплоты сгорания учитывается расход тепла на испарение влаги топлива. Следовательно, низшая теплота сгорания отличается от высшей расходом тепла на испарение влаги, содержащейся в топливе и образующейся при сгорании топлива ( ).

При подсчете разницы между высшей и низшей теплотой сгорания учитывается расход тепла на конденсацию пара и на охлаждение образующегося конденсата до 0 ºС. Эта разница составляет около 2,51 МДж на 1 кг влаги, т.е. 25 кДж на каждый процент влаги, содержащейся в топливе или образующийся при сгорании водорода, входящего в состав горючего.

При оценке эффективности использования указанных видов топлива существенное значение имеет вопрос о том, какая теплота сгорания принята в расчет- высшая или низшая. Поэтому при сопоставлении данных испытаний котлов и печей, выполненных на основе низшей и высшей теплоты сгорания, необходимо производить соответствующий пересчет и по формуле

кДж/кг.

stydopedia.ru

63. Низшая и высшая теплота сгорания топлива

Важная теплотехническая характеристика топлива – его удельная теплота сгорания.

Удельной теплотой сгорания топлива называется количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании единицы количества вещества топлива.

Различают удельную высшую и низшую теплоту сгорания. Удельная теплота сгорания рабочего топлива с учетом дополнительной теплоты, которая выделяется при конденсации водяных паров, находящихся а продуктах сгорания, называется высшей удельной теплотой сгорания рабочего топлива . Это дополнительное количество теплоты можно определить путем умножения массы водяных паров, образующихся от испарения влаги топлива /100 и от горения водорода9/100, на скрытую теплоту конденсации водяного пара, равную примерно 2500 кДж/кг.

Удельная низшая теплота сгорания топлива – то количество теплоты, которая выделяется в обычных практических условиях, т.е. когда водяные пары не конденсируются, а выбрасываются в атмосферу.

Таким образом связь между высшей и низшей удельной теплотой сгорания может быть выражена уравнением -= =25(9).

64. Условное топливо.

Топливом называется любое вещество, которое при сгорании (окислении) выделяется значительное количество теплоты на единицу массы или объёма и доступно для массового использования.

В качестве топлива применяют природные и производные органические соединения в твердом, жидком и газообразном состояниях.

Любое органическое топливо состоит из углерода, водорода, кислорода, азота, летучей серы, а твердые и жидкие топлива — из золы (минеральные остатки) и влаги.

Важная теплотехническая характеристика топлива – его удельная теплота сгорания.

Чем меньше удельная теплота сгорания топлива, тем больше его расходуется в котельном агрегате. Для сравнения различных видов топлива по их тепловому эффекту введено понятие об условном топливе, удельная теплота сгорания которого принята =29,3 МДж/кг.

Отношение QНР данного топлива к Qуд условного топлива называется эквивалентом Э. Тогда пересчет расхода натурального топлива ВН в условное топливо ВУТ осуществляется по формуле :

Условное топливо — принятая при расчетах единица учёта органического топлива, то есть нефти и ее производных, природного и специально получаемого при перегонке сланцев и каменного угля, газа, торфа – которая используется для счисления полезного действия различных видов топлива в их суммарном учёте.

В СССР и России за единицу условного топлива (у.т.) принималась теплотворная способность 1 кг каменного угля = 29,3 МДж или 7000 ккал.Международное энергетическое агентство (IEA) приняло за единицу нефтяной эквивалент , обычно обозначаемый аббревиатурой TOE (англ. Tonne of oil equivalent). Одна тонна нефтяного эквивалента равняется 41,868 ГДж или 11,63 МВт·ч. Применяется также единица — баррель нефтяного эквивалента (BOE).

65. Коэффициент избытка воздуха.

Число, показывающее, во сколько раз действительный расход воздуха больше теоретически необходимого количества воздуха, называется коэффициентом избытка воздуха, т. е. действительный расход воздуха L (в кг/кг) или V (м3/м3) равен теоретически необходимому его количеству Lo или Vo> умноженному на коэффициент избытка воздуха а

L = aL0;

V=aV0.

studfiles.net

Высшая и низшая теплота сгорания, виды топлива

Что такое теплота сгорания топлива? Как рассчитать эту величину, где ее можно использовать? Вместе будем искать ответы на эти важные и актуальные для человечества вопросы.

Что такое топливо?

Это один компонент либо смесь веществ, которые способны к химическим превращениям, связанным с выделением тепла. Разные виды топлива отличаются количественным содержанием в них окислителя, который применяется для выделения тепловой энергии.

В широком смысле топливо является энергоносителем, то есть, потенциальным видов потенциальной энергии.

Классификация

В настоящее время виды топлива подразделяют по агрегатному состоянию на жидкое, твердое, газообразное.

К твердому природному виду причисляют каменный и бурый уголь, дрова, антрацит. Брикеты, кокс, древесный уголь, термоантрацит это разновидности искусственного твердого топлива.

К жидкостям причисляются вещества, имеющие в составе вещества органического происхождения. Основными их компонентами являются: кислород, углерод, азот, водород, сера. Искусственным жидким топливом будут разнообразные смолы, мазут.

Газообразное топливо является смесью разнообразных газов: этилена, метана, пропана, бутана. Помимо них в составе газообразного топлива есть углекислый и угарный газы, сероводород, азот, водяной пар, кислород.

Показатели топлива

Основной показатель это теплота сгорания. Формула для определения теплотворной способности рассматривается в термохимии. выделяют «условного топлива», которое подразумевает теплоту сгорания 1 килограмма антрацита.

Бытовое печное топливо предназначается для сжигания в отопительных устройствах незначительной мощности, которые находятся в жилых помещениях, теплогенераторах, применяемых в сельском хозяйстве для сушки кормов, консервирования.

Удельная теплота сгорания топлива - это такая величина, что демонстрирует количество теплоты, которое образуется при полном сгорании топлива объемом 1 м3 либо массой один килограмм.

Для измерения этой величины используют Дж/кг, Дж/м3, калория/м3. Чтобы определить теплоту сгорания, используют метода калориметрии.

При увеличении удельной теплоты сгорания топлива, снижается удельный расход топлива, а коэффициент полезного действия остается неизменной величиной.

Теплота сгорания веществ является количеством энергии, выделяющейся при окислении твердого, жидкого, газообразного вещества.

Она определяется химическим составом, а также агрегатным состоянием сгораемого вещества.

Особенности продуктов сгорания

Высшая и низшая теплота сгорания связана с агрегатным состоянием воды в получаемых после сгорания топлива веществах.

Высшая теплота сгорания это количество теплоты, выделяемое при полном сгорании вещества. В эту величину включают и теплоту конденсации водяного пара.

Низшая рабочая теплота сгорания является той величиной, что соответствует выделению тепла при сгорании без учета теплоты конденсации водяных паров.

Скрытой теплотой конденсации считают величину энергии конденсации водяного пара.

Математическая взаимосвязь

Высшая и низшая теплота сгорания связаны следующим соотношением:

QB = QH + k(W + 9H)

где W – количество по массе (в %) воды в горючем веществе;

H-количество водорода (% по массе) в горючем веществе;

k – коэффициент, составляющий величину 6 ккал/кг

Способы проведения вычислений

Высшая и низшая теплота сгорания определяется двумя основными методами: расчетным и экспериментальным.

Для проведения экспериментальных вычислений применяют калориметры. Сначала сжигают в нем навеску топлива. Теплота, которая будет при этом выделяться, полностью поглощается водой. Имея представление о массе воды, можно определить по изменению ее температуры, величину ее теплоты сгорания.

Данная методика считается простой и эффективной, она предполагает только владение информацией о данных технического анализа.

В расчетной методике высшая и низшая теплота сгорания вычисляется по формуле Менделеева.

QpH= 339Cp +1030Hp-109(Op-Sp) – 25 Wp (кДж/ кг)

Оно учитывает содержание углерода, кислорода, водорода, водяного пара, серы в рабочем составе (в процентах). Количество теплоты при сгорании определяется с учетом условного топлива.

Теплота сгорания газа позволяет проводить предварительные расчеты, выявлять эффективность применения определенного вида топлива.

Особенности происхождения

Для того чтобы понять, сколько теплоты выделяется при сгорании определенного топлива, необходимо иметь представление об его происхождении.

В природе есть разные варианты твердого топлива, которые отличаются между собой составом и свойствами.

Его образование осуществляется через несколько стадий. Сначала образуется торф, затем получается бурый и каменный уголь, потом формируется антрацит. В качестве основных источников образования твердого топлива выступают листья, древесина, хвоя. Отмирая, части растений при воздействии воздуха, разрушаются грибками, образуют торф. Его скопление превращается в бурую массу, потом получается бурый газ.

При высоком давлении и температуре, бурый газ переходит в каменный уголь, потом топливо накапливается в виде антрацита.

Помимо органической массы, в топливе есть дополнительный балласт. Органической считают ту часть, что образовалась из органических веществ: водорода, углерода, азота, кислорода. Помимо этих химических элементов, в его составе есть балласта: влага, зола.

Топочная техника предполагает выделение рабочей, сухой, а также горючей массы сжигаемого топлива. Рабочей массой называют топливо в исходном виде, поступающем к потребителю. Сухая масса - это состав, в котором отсутствует вода.

Состав

Самыми ценными компонентами считаются углерод и водород.

Эти элементы содержатся в любом виде топлива. В торфе и древесине процентное содержание углерода достигает 58 процентов, в каменном и буром угле – 80%, а в антраците оно достигает 95 процентов по массе. В зависимости от этого показателя меняется количество теплоты, выделяемой при сгорании топлива. Водород это второй по важности элемент любого топлива. Связываясь с кислородом, он образует влагу, которая существенно снижает тепловую ценность любого топлива.

Его процентное содержание колеблется от 3,8 в горючих сланцах до 11 в мазуте. В качестве балласта выступает кислород, входящий в состав топлива.

Он не является теплообразующим химическим элементом, поэтому негативно отражается на величине теплоты его сгорания. Сгорание азота, содержащегося в свободном либо связанном виде в продуктах сгорания, считается вредными примесями, поэтому его количество четко лимитируется.

Сера входит в состав топлива в виде сульфатов, сульфидов, а также в качестве сернистых газов. При гидратации оксиды серы образуют серную кислоту, которая разрушает котельное оборудование, негативно воздействует на растительность и живые организмы.

Именно поэтому сера является тем химическим элементом, присутствие которого в природном топливе является крайне нежелательным. При попадании внутрь рабочего помещения, сернистые соединения вызывают существенные отравления обслуживающего персонала.

Выделяют три вида золы в зависимости от ее происхождения:

первичную;
вторичную;
третичную.

Первичный вид формируется из минеральных веществ, которые содержатся в растениях. Вторичная зола образуется как результат попадания во время пластообразования растительных остатков песком и землей.

Третичная зола оказывается в составе топлива в процессе добычи, хранения, а также его транспортировки. При существенном отложении золы происходит уменьшение теплопередачи на поверхности нагрева котельного агрегата, снижает величину теплопередачи к воде от газов. Огромное количество золы негативно отражается на процессе эксплуатации котла.

В заключение

Существенное влияние на процесс горения любого вида топлива оказывают летучие вещества. Чем больше их выход, тем объемнее будет объем фронта пламени. Например, каменный уголь, торф, легко загораются, процесс сопровождается незначительными потерями тепла. Кокс, который остается после удаления летучих примесей, в своем составе имеет только минеральные и углеродные соединения. В зависимости от особенностей топлива, величина количества теплоты существенно изменяется.

В зависимости от химического состава выделяют три стадии формирования твердого топлива: торфяную, буроугольную, каменноугольную.

Натуральную древесину применяют в небольших котельных установках. В основном используют щепу, опилки, горбыли, кору, сами дрова применяют в незначительных количествах. В зависимости от породы древесины величина выделяемой теплоты существенно изменяется.

По мере снижения теплоты сгорания, дрова приобретают определенные преимущества: быструю воспламеняемость, минимальную зольность, отсутствие следов серы.

Достоверная информация о составе природного либо синтетического топлива, его теплотворной способности, является отличным способом проведения термохимических вычислений.

В настоящее время появляется реальная возможность выявления тех основных вариантов твердого, газообразного, жидкого топлива, которые станут самыми эффективными и недорогими в использовании в определенной ситуации.

fb.ru