Égéshő

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2016. augusztus 6-án áttekintett verziótól ; az ellenőrzéshez 21 szerkesztés szükséges .

Az égéshő egy tömeg (szilárd és folyékony anyagok esetén) vagy térfogati (gáznemű) egységnyi anyag teljes elégése során felszabaduló hőmennyiség . Joule -ban vagy kalóriában mérik . A tüzelőanyag egységnyi tömegére vagy térfogatára jutó égéshőt fajlagos égéshőnek nevezzük . SI rendszerben: J / kg. Gyakran használják a nem rendszerszintű mértékegységeket is: kJ / kg, MJ / kg és kcal / kg .

Méréséhez kalorimetriás módszereket alkalmaznak . Az égéshőt az éghető anyag kémiai összetétele határozza meg . Az éghető anyagban lévő kémiai elemeket az elfogadott C , H , O , N , S szimbólumokkal , a hamut és vizet pedig A és W szimbólumokkal jelöljük .

A fűtőérték típusai

Az égéshő összefüggésbe hozható az éghető anyag munkatömegével , azaz az éghető anyaggal abban a formában, ahogyan az a fogyasztóhoz kerül; az anyag száraz tömegére ; egy anyag éghető tömegére , azaz olyan éghető anyagra, amely nem tartalmaz nedvességet és hamut. $Q^{P}$ $Q^{C}$ $Q^{\Gamma }$

Vannak magasabb ( ) és alacsonyabb ( ) fűtőértékek. $Q_{B}$ $Q_{H}$

Magasabb fűtőérték alatt azt a hőmennyiséget értjük, amely egy anyag teljes égése során felszabadul, beleértve a vízgőz kondenzációs hőjét az égéstermékek hűtése során.

Az alsó fűtőérték a teljes égés során felszabaduló hőmennyiségnek felel meg, a vízgőz kondenzációs hőjének figyelembevétele nélkül. A vízgőz kondenzációs hőjét látens párolgási (kondenzációs) hőnek is nevezik .

Az alacsonyabb és magasabb fűtőérték a következő arányban függ össze: , $Q_{B}=Q_{H}+k(W+9H)$

ahol k 25 kJ/kg (6 kcal/kg) együttható; W a víz mennyisége az éghető anyagban, tömegszázalékban; H a hidrogén mennyisége az éghető anyagban, tömegszázalékban.

Égéshő számítása

Így a magasabb fűtőérték az éghető anyag egységnyi tömegének vagy térfogatának (gáz esetén) teljes elégetése és az égéstermékek harmatponti hőmérsékletre történő lehűtése során felszabaduló hőmennyiség. A hőtechnikai számításoknál a bruttó fűtőértéket 100%-nak veszik. A gáz látens égéshője az a hő, amely az égéstermékekben lévő vízgőz kondenzációja során szabadul fel. Elméletileg elérheti a 11%-ot.

A gyakorlatban nem lehetséges az égéstermékeket a teljes kondenzációig lehűteni, ezért bevezetik a nettó fűtőérték (QHp) fogalmát, amelyet úgy kapunk, hogy a magasabb fűtőértékből levonjuk a vízgőz párolgási hőjét, amelyet mindkét fűtőanyag tartalmaz. az anyag és égése során keletkezik. 2514 kJ/kg (600 kcal/kg) költenek 1 kg vízgőz elpárologtatására. A folyékony és szilárd anyagok nettó fűtőértékét a következő képletek határozzák meg (kJ / kg vagy kcal / kg):

$Q_{H}^{P}=Q_{B}^{P}-2514\cdot ((9H^{P}+W^{P})/100)$

vagy

$Q_{H}^{P}=Q_{B}^{P}-600\cdot ((9H^{P}+W^{P})/100)$ , ahol:
2514 a párolgási hő 0 °C-on és légköri nyomáson, kJ/kg; és - az üzemi tüzelőanyag hidrogén- és vízgőztartalma, %; A 9 egy olyan együttható, amely azt mutatja, hogy ha 1 kg hidrogént elégetünk oxigénnel, 9 kg víz keletkezik.
$H^{P}$ $W^{P}$

A fűtőérték a tüzelőanyag legfontosabb jellemzője, mivel ez határozza meg 1 kg szilárd vagy folyékony tüzelőanyag vagy 1 m³ gáznemű tüzelőanyag elégetésével nyert hőmennyiséget kJ/kg-ban (kcal/kg). 1 kcal = 4,1868 vagy 4,19 kJ.

A nettó fűtőértéket minden egyes anyag esetében kísérletileg határozzák meg, és ez referenciaérték. Meghatározható ismert elemi összetételű szilárd és folyékony anyagokra is D. I. Mengyelejev képlete szerinti számítással , kJ / kg vagy kcal / kg:

$Q_{H}^{P}=339\cdot C^{P}+1256\cdot H^{P}-109\cdot (O^{P}-S_{L}^{P})-25,14\cdot (9\cdot H^{P}+W^{P})$

vagy

$Q_{H}^{P}=81\cdot C^{P}+246\cdot H^{P}-26\cdot (O^{P}+S_{L}^{P})-6\cdot W^{P}$ , ahol:

$C_P$ , , , , a szén-, hidrogén-, oxigén-, illékony kén- és nedvességtartalom az üzemanyag üzemi tömegében tömegszázalékban. $H_{P}$ $O_{P}$ $S_{L}^{P}$ $W_{P}$

Az összehasonlító számításokhoz az úgynevezett referencia-üzemanyagot használják , amelynek fajlagos égéshője 29308 kJ/kg (7000 kcal/kg).

Oroszországban a termikus számításokat (például a hőterhelés számítását a helyiségek robbanás- és tűzveszélyes kategóriájának meghatározásához [1] ) általában az alacsonyabb fűtőérték szerint végzik; az USA-ban, Nagy-Britanniában, Franciaországban - a legmagasabb. Az Egyesült Királyságban és az Egyesült Államokban a metrikus rendszer bevezetése előtt a fajlagos fűtési értékeket brit hőegységben (BTU) mérték fontonként (1 Btu/lb = 2,326 kJ/kg).

Anyagok és anyagok	Nettó fűtőérték állandó nyomáson , MJ/kg $Q_{H}^{P}$
Benzin	41,87 [2]
Kerozin	42,9–43,12 [3]
Papír (könyvek, folyóiratok)	13,4 [4]
Fa (rúd W = 14%)	13,8 [4]
Természetes gumi	44,73–44,8 [4]
Polivinil-klorid linóleum	14.31 [4]
Radír	33.52
Vágott szál	13.8
polietilén	47,14 [4]
Polisztirol	39 [4]
Pamut meglazult	15,7 [4]

A különböző forrásokból származó földgázok legmagasabb fűtőértékei

A Nemzetközi Energia Ügynökség által beszerzett adatok [5] .

Algéria : 42 000 kJ/m³
Banglades : 36 000 kJ/m³
Fehéroroszország : 33 000 kJ/m³
Egyesült Királyság : 39 710 kJ/m³
Vietnam : 45 520 kJ/m³
Kanada : 38 200 kJ/m³
Indonézia : 40 600 kJ/m³
Hollandia : 33 320 kJ/m³
Norvégia : 39 877 kJ/m³
Oroszország : 38 231 kJ/m³
Szaúd-Arábia : 38 000 kJ/m³
USA : 38 416 kJ/m³
Üzbegisztán : 37 889 kJ/m³

Egy 100 W-os izzó 1 éves működtetéséhez szükséges villamos energia mennyisége

Az alábbiakban feltüntetett villamos energia előállításához szükséges tüzelőanyag-mennyiséget a hőenergia elektromos energiává alakításának 100%-os hatékonysága mellett számítják ki. Mivel a legtöbb villamosenergia-termelő erőmű és elosztórendszer 30-35%-os hatásfokot ( COP ) ér el, a 100 W-os izzó energiaellátásához ténylegesen felhasznált tüzelőanyag-mennyiség körülbelül háromszorosa lesz a feltüntetett mennyiségnek.

228,5 kg fa (20%-os páratartalom mellett)
88,5 kg szén (alacsony hamutartalmú antracit)
72,1 kg kerozin
79,2 m³ földgáz (40 000 kJ/m³ átlagértékkel)
63 kg metán
26 kg hidrogén
0,04 g urán (itt a nukleáris láncreakció során felszabaduló energiára vonatkozik )
1,75 * 10 -5 g antianyag (itt a megsemmisülés során felszabaduló energiát értjük ).

Jegyzetek

↑ NPB 105-03
↑ Fűtőérték Automatikus tűzoltó rendszerek, tűzoltó berendezések, riasztó tervezés, riasztó karbantartás, sprinklerek: sprinklerek és öntők, tűzjelző szerelés, tűzvizsgálat, tűzgátló festék, bevonatok és kompozíciók, tűzgátló kezelés, szerkezetek, fémszerkezetek tűzvédelme , tűzvédelmi rendszerek, tűzkategóriák , evakuálási terv, biztonsági tűzjelző, tűzvédelmi kapuk, fém ajtók, tűzjelző rendszerek, automatikus tűzoltás, tűzvédelem, riasztórendszerek szerelése . stopfire.ru. Letöltve: 2017. október 19. Az eredetiből archiválva : 2017. október 20. (Orosz)
↑ GOST 10227-86. Üzemanyag sugárhajtóművekhez. Üzemanyag sugárhajtóművekhez. . www.nge.ru Letöltve: 2017. október 19. Az eredetiből archiválva : 2017. október 20. (határozatlan)
↑ 1 2 3 4 5 6 7 Fire Safety Audit LLC (hozzáférhetetlen link) . pozharaudit.ru. Letöltve: 2017. október 19. Az eredetiből archiválva : 2017. október 31.. (határozatlan)
↑ Key World Energy Statistics (2005), 59. oldal (hivatkozás nem érhető el) . Letöltve: 2010. november 14. Az eredetiből archiválva : 2010. december 5.. (határozatlan)

Irodalom

Fizikai enciklopédikus szótár
Nagy szovjet enciklopédia
Kézikönyv az NPB 105-95 "A helyiségek és épületek kategóriáinak meghatározása robbanás- és tűzveszélyesség szempontjából" alkalmazásához