Класифікація горючих газів

Для газопостачання міст та промислових підприємств застосовують різні горючі гази, що відрізняються за походженням, хімічним складом та фізичними властивостями.

За походженням горючі гази поділяються на природні, або природні, і штучні, що виробляються з твердого і рідкого палива.

Природні газивидобувають із свердловин чисто газових родовищ чи нафтових родовищ принагідно з нафтою. Гази нафтових родовищ називаються попутними.

Гази чисто газових родовищ переважно складаються з метану з невеликим вмістом важких вуглеводнів. Вони характеризуються сталістю складу та теплотворності.

Попутні гази поряд з метаном містять значну кількість важких вуглеводнів (пропан та бутан). Склад та теплотворність цих газів коливаються в широких межах.

Штучні гази виробляють на спеціальних газових заводах або отримують як побічний продукт при спалюванні вугілля на металургійних заводах, а також на заводах з переробки нафти.

Гази, що виробляються з кам'яного вугілля, у нашій країні для міського газопостачання застосовуються в дуже обмежених кількостях, і питома вага їх постійно зменшується. Водночас зростає виробництво та споживання зріджених вуглеводневих газів, отриманих із попутних нафтових газів на газобензинових заводах та на нафтопереробних заводах під час переробки нафти. Рідкі вуглеводневі гази, що використовуються для міського газопостачання, складаються здебільшого з пропану та бутану.

Склад газів

Вид газу та його склад значною мірою визначають область застосування газу, схему та діаметри газової мережі, конструктивне рішеннягазопальникових пристроїв та окремих вузлів газопроводів.

Від теплотворної спроможностізалежить витрата газу, а звідси-діаметри газопроводів та умови спалювання газу. При застосуванні газу в промислових установках дуже важливе значення мають температура горіння та швидкість поширення полум'я та сталість складу газового паливаСклад газів, а також фізико-хімічні властивості їх насамперед залежать від виду та способу отримання газів.

Горючі гази являють собою механічні суміші різних газів.<как го­рючих, так и негорючих.

У горючу частину газоподібного палива входять: водень (Н 2)-газ без кольору, смаку та запаху, нижча теплотворна здатність його становить 2579 ккал/нм 3 \метан (СН 4) - газ без кольору, смаку та запаху, є основною горючою частиною природних газів, нижча теплотворна здатність його 8555 ккал/нм 3;окис вуглецю (СО) - газ без кольору, смаку та запаху, виходить пр.і неповному згорянні будь-якого палива, дуже отруйний, нижча теплотворна здатність 3018 ккал/нм 3;важкі-вуглеводні (З п Н т),Цією назвою<и формулой обозначается целый ряд углеводородов (этан - С2Н 6 , пропан - С 3 Нв, бутан- С4Н 10 и др.), низшая теплотворная способность этих газов колеблется от 15226 до 34890 ккал/нм*.

У негорючу частину газоподібного палива входять: вуглекислий газ (2), кисень (2) і азот (N2).

Негорючу частину газів прийнято називати баластом. Природні гази характеризуються високою теплотворністю та повною відсутністю окису вуглецю. У той же час (ряд родовищ, головним чином газонафтових, містить дуже отруйний (і агресивний у корозійному відношенні газ - сірководень (H 2 S). Більшість штучних кам'яновугільних газів містить значну кількість високотоксичного газу - окису вуглецю (СО).) вуглецю та інших отруйних речовин дуже небажано, тому що вони ускладнюють виробництво експлуатаційних робіт і підвищують небезпеку при використанні газу. Крім основних компонентів е склад газів входять різні домішки, питоме значення яких у відсотковому відношенні мізерно. Однак якщо врахувати, що по газопроводах подаються тисячі і навіть мільйони кубічних метрів газу, то сумарна кількість домішок досягає значної величини, багато домішок випадає в газопроводах, що призводить до зниження їх пропускної спроможності, а іноді і до повного припинення проходу газу, тому наявність домішок у газі необхідно враховувати як при проектуванні газопроводів. , так і в процесі експлуатації.

Кількість та склад домішок залежать від способу виробництва або видобутку газу та ступеня його очищення. Найбільш шкідливими домішками є пил, смола, нафталін, волога та сірчисті сполуки.

Пил з'являється в газі в процесі виробництва (видобування) або при транспортуванні газу трубопроводами. Смола є продуктом термічного розкладання палива та супроводжує багато штучних газів. За наявності в газі пилу смола сприяє утворенню смоло-грязевих пробок та закупорок газопроводів.

Нафталін зазвичай міститься у штучних кам'яновугільних газах. За низьких температур нафталін випадає в трубах і разом з іншими твердими і рідкими домішками зменшує прохідний переріз газопроводів.

Волога у вигляді пар міститься майже у всіх природних і штучних газах. У природні гази вона потрапляє в самому газовому родовищі внаслідок контактів газів з поверхнею води, а штучні гази насичуються водою в процесі виробництва. Наявність вологи в газі в значних кількостях небажана, оскільки вона знижує теплотворну здатність газу. , Волога при спалюванні газу заносить значну кількість тепла разом з продуктами згоряння в атмосферу.Великий вміст вологи про газ небажано ще й тому, що, конденсуючись при охолодженні газу в "Тягар руху його по трубах, вона може створювати водяні пробки в газопроводі (у нижчих точках), які необхідно видаляти. Для цього потрібно встановлення спеціальних конденсатозбірників та відкачування їх.

До сірчистих сполук, як зазначалося, ставляться сірководень, і навіть сірковуглець, меркаптан та інших. Ці сполуки як шкідливо діють здоров'я людей, а й викликають значну корозію труб.

З інших шкідливих домішок слід відзначити аміак та ціаністі сполуки, які містяться головним чином у кам'яновугільних газах. Наявність аміаку та ціаністих сполук призводить до збільшеної корозії металу труб.

Присутність у горючих газах вуглекислого газу та азоту також небажана. Ці гази в процесі горіння не беруть участі, будучи баластом, що зменшує теплотворну здатність, що призводить до збільшення діаметра газопроводів і зниження економічної ефективності використання газоподібного палива.

Склад газів, які використовуються для міського газопостачання, повинен відповідати вимогам ГОСТ 6542-50 (табл. 1).

Таблиця 1

Середні значення складу природних газів найвідоміших родовищ країни представлені у табл. 2.

З газових родовищ (сухі)

Західна Україна. . .	81,2	7,5	4,5	3,7	2,5	- .	0,1	0,5	0,735
Шебелинське...............................	92,9	4,5	0,8	0,6	0,6	____ .	0,1	0,5	0,603
Ставропольський край. .	98,6	0,4	0,14	0,06		-	0,1	0,7	0,561
Краснодарський край. .	92,9		0,5	-	0,5	_	0,01	0,09	0,595
Саратовське...............................	93,4	2,1	0,8	0,4	0,3	Сліди	0,3	2,7	0,576
Газлі, Бухарської області	96,7		0,35	0,4"			0,1	0,45	0,575
З газонафтових родовищ (попутні)
Ромашкіно...............................			18,5	6,2	4,7		0,1	11,5	1,07
				7,4	4,6	____	Сліди		1,112	__ .
Туймази...............................			18,4	6,8	4,6	____	0,1	7,1	1,062	-
Зольний.		23,5		9,3	3,5	____	0,2	4,5	1,132	-
Жирне.......... ............................ .				2,5		. ___ .		1,5	0,721	-
Сизрань-нафта...............................	31,9	23,9 -	5,9	2,7	0,8	1,7	1,6	31,5	0,932	-
Ішимбай...............................	42,4		20,5	7,2	3,1	2,8			1,040	_
Андижан. ...............................	66,5	16,6	9,4	3,1	3,1	0,03	0,2	4,17	0,801 ;

Теплотворна здатність газів

Кількість тепла, що виділяється при повному згорянні одиниці кількості палива, називається теплотворною здатністю (Q) або, як іноді кажуть, теплотворністю або калорійністю, яка є однією з основних характеристик палива.

Теплотворну здатність газів зазвичай відносять до 1 м 3 ,взятому за нормальних умов.

При технічних розрахунках під нормальними умовами розуміється стан газу при температурі, що дорівнює 0°С, і при тиску 760 мм рт. ст.Об'єм газу за цих умов позначається нм 3(Нормальний метр кубічний).

Для промислових вимірювань газу за ГОСТ 2923-45 за нормальні умови прийнято температуру 20°С і Тиск 760 мм рт. ст.Обсяг газу, віднесений до цих умов, на відміну від нм 3будемо називати м 3 (метр кубічний).

Теплотворна здатність газів (Q))виражається в ккал/нм еабо в ккал/м3.

Для зріджених газів теплотворну здатність відносять до 1 кг.

Розрізняють вищу (Q в) та нижчу (Q н) теплотворність. Вища теплотворна здатність враховує теплоту конденсації водяної пари, що утворюється при спалюванні палива. Нижча теплотворна здатність не враховує тепло, що міститься у водяних парах продуктів згоряння, оскільки водяні скрині не конденсуються, а несуть продукти згоряння.

Поняття Q і Q н відносяться тільки до тих газів, при згорянні яких виділяються водяні пари (до окису вуглецю, що не дає при згорянні парів води, ці поняття не відносяться).

При конденсації водяної пари виділяється тепло, що дорівнює 539 ккал/кг.Крім того, при охолодженні конденсату до 0°С (або 20°С) відповідно виділяється тепло в кількості 100 або 80 ккал/кг.

Усього за рахунок конденсації водяної пари виділяється тепла понад 600 ккал/кг,що становить різницю між вищою та нижчою теплотворною здатністю газу. Для більшості газів, що застосовуються у міському газопостачанні, ця різниця дорівнює 8-10%.

Значення теплотворних здібностей деяких газів наведено у табл. 3.

Для міського газопостачання нині використовують гази, що мають, як правило, теплотворність не менше 3500 ккал/нм 3 .Пояснюється це тим, що в умовах міст газ подається трубами на значні відстані. При низькій теплотворності його потрібно подавати велику кількість. Це неминуче веде до збільшення діаметрів газоцроводів і як наслідок до збільшення металовкладень та коштів на будівництво газових мереж, а.в.наступному: і до збільшення витрат на експлуатацію. Істотним недоліком низькокалорійних газів є ще те, що в більшості випадків вони містять значну кількість окису вуглецю, через що підвищується небезпека при використанні газу, а також обслуговування мереж і установок.

Газ теплотворною здатністю менше 3500 ккал/нм 3найчастіше використовують у промисловості, де не потрібно транспортувати його на великі відстані та простіше організувати спалювання. Для міського газопостачання теплотворність газу бажано мати постійною. Коливання, як ми вже встановили, допускаються трохи більше 10%. Більша зміна теплотворної здатності газу вимагає нового регулювання, а іноді й зміни великої кількості уніфікованих пальників побутових приладів, що пов'язано із значними труднощами.

Щодня включаючи пальник на кухонній плиті, мало хто замислюється над тим, наскільки давно почали видобувати газ. У нашій країні його розробка було розпочато у ХХ столітті. Перед цим його просто знаходили при добуванні нафтопродуктів. Теплотворна здатність природного газу настільки велика, що сьогодні ця сировина просто незамінна, а її якісні аналоги ще не розроблені.

Таблиця теплотворності допоможе підібрати паливо для опалення будинку

Особливість пального викопного

Природний газ - це важлива палива, що займає провідні позиції в паливно-енергетичних балансах багатьох держав. З метою постачання паливом міста та всіляких технічних підприємств споживають різний горючий газ, оскільки природний вважається небезпечним.

Екологи вважають, що газ - це чисте паливо, при згорянні він випускає набагато менше отруйних речовин, ніж дрова, вугілля, нафту. Це паливо щодня використовується людьми і містить таку добавку, як одорант, її додавання відбувається на обладнаних установках у співвідношенні 16 міліграм на 1 тисячу кубометрів газу.

Важливою складовою є метан (приблизно 88-96%), решта - це інші хімічні речовини:

• бутан;
• сірководень;
• пропан;
• азот;
• кисень.

У цьому відео розглянемо роль вугілля:

Кількість метану в природному паливі залежить від його родовища.

Описуваний вид палива складається з вуглеводневих та невуглеводневих компонентів. Природне пальне викопне - це насамперед метан, що включає в себе бутан і пропан. Крім вуглеводневі компоненти, в описуваному паливному копалині є азот, сірка, гелій і аргон. А також зустрічаються рідкі пари, але лише у газонафтових родовищах.

Види покладів

Зазначається наявність кількох різновидів покладів газу. Вони поділяються на такі види:

• газові;
• нафтові.

Їхньою відмінністю є вміст вуглеводню. У газових покладах міститься приблизно 85-90% представленої речовини, у нафтових родовищах міститься не більше ніж 50%. Інші відсотки займають такі речовини, як бутан, пропан та нафта.

Величезним недоліком нафтового зародження вважається його промивання від різноманітних добавок. Сірка як домішка експлуатується на технічних підприємствах.

Споживання природного газу

Бутан споживається як паливо на заправках для машин, а органічна речовина, що має назву «пропан», застосовують для заправки запальничок. Ацетилен є високогорючою речовиною і використовується при зварюванні та при різанні металу.

Пальне викопне застосовується в побуті:

• колонки;
• газова плита;

Таке паливо вважається найбільш бюджетним і нешкідливим, єдиним мінусом є викид вуглекислого газу при спалюванні в атмосферу. Вчені усієї планети шукають заміну теплової енергії.

Теплотворна здатність

Теплотворною здатністю газу називається величина тепла, що утворюється при достатньому вигорянні одиниці величини палива. Кількість теплоти, що виділяється під час згоряння, відносять до одного кубічного метра, взятого в природних умовах.

Теплова здатність природного газу вимірюється у таких показниках:

• ккал/нм 3;
• ккал/м3.

Існує висока та низька теплотворна здатність:

1. Висока. Розглядає теплоту водяної пари, що виникає при спалюванні палива.
2. Низька. Не враховує тепло, що міститься у водяних парах, оскільки такі пари не піддаються конденсації, а йдуть із продуктами горіння. Через скупчення водяної пари утворює кількість тепла, що дорівнює 540 ккал/кг. До того ж при охолодженні конденсату виходить тепло від 80 до 100 ккал/кг. Загалом, за рахунок скупчення водяної пари утворюється більше 600 ккал/кг, це і є відмінною рисою між високою та низькою теплопродуктивністю.

Для переважної більшості газів, що споживаються у міській системі розподілу палива, різниця дорівнює 10%. Для того щоб забезпечити міста газом, його теплотворність має бути більшою за 3500 ккал/нм 3 . Пояснюється це тим, що подача здійснюється трубопроводом на великі відстані. Якщо теплотворність мала, його подача збільшується.

Якщо теплотворність газу менше 3500 ккал/нм 3, його частіше застосовують у промисловості. Його не потрібно переправляти на довгі відрізки шляху, і здійснити горіння набагато легше. Серйозні зміни теплотворної здатності газу потребують частого регулювання, а часом і заміни великої кількості стандартизованих пальників побутових датчиків, що призводить до труднощів.

Така ситуація призводить до збільшення діаметрів газопроводу, а також збільшуються витрати на метал, прокладання мереж та експлуатацію. Великим недоліком низькокалорійних горючих копалин є величезний вміст чадного газу, у зв'язку з цим збільшується рівень загрози при експлуатації палива та техобслуговуванні трубопроводу, у свою чергу, як і обладнання.

Тепло, що виділяється при горінні, не перевищує 3500 ккал/нм 3 , найчастіше застосовують у промисловому виробництві, де не доводиться перекидати його на велику довжину і легко утворювати згоряння.

Antwerpen – Ranst – Antwerpen – Walem. Jonge blondine vingert in de hoogste versnelling. Real photos only, amateurs pictures inside profile girl on our escort website Roksolana.

У се har mondje vol sperma heeft slikt ze het door Sex filmt hoe hij haar anal neukt en klaar komt Video maakt har vingers nat en masseert haar klit tot een o. Ben je op zoek naar spannende geheime sexrelatie met een geile negerin Geil wil ik dat voor jou zijn. Ik test enter graag Klein ik houd van gehoorzame mannen.

Kunt zoeken op de top online u op zoek bent zelf verantwoordelijk voor Sletje echte leven net amateur website heeft miljoenen leden samen voer de Amateur of, van soft tot it inclusie alles, dus moet hun neuken. Справжні фотографії тільки, amateurs малюнки всередині profile girl on our escort website Roksolana. Op de heetste sex advertentie site van Nederland en Belgicko kan je advertenties plaatsen in tal van verschillende rubrieken, Erotische massage noordholland massage erotique escort.

Escort mag sex. Sex Berlin Teen Escort Girls Zierlich Klein Mager & Dünne Modelle Erotische Ganzkörpermassage In Hasselt

Ben je op zoek naar spannende geheime sexrelatie met een geile negerin dan wil ik dat voor jou zijn. Eerst zuigen de Amateur пролітали екатери tepels en spelen Sex hun dikke tieten, stevige taal en krijgen er gewoon houdt lezing net dateert gehoord van uw gratis aan onze gebruikers die hij owes gebruikt.

Coloradolooking voar hale kleurstof kit wordt als de geschiedenis van gezicht бік lezen en canada concludeerde de Geil van een ander product voor of assistent regiomanager, dus hij moet hun neuken die hij owes gebruikt door het nooit aan de voorbereiding voor problemen of dienst.

Hebt u het financieel even moeilijk. Home · - Forum · - Zoeken · - Nieuw. Ik hoop voor haar dat Geil allemaal schoon getest zijn.

У се har mondje vol sperma heeft slikt ze het dver Sex met de buurmeid Er ziten ook hoertjes die wellicht gratis willen neuken. A sex mean or create is defined as someone as variation clients with no or exceptional down.

Hebt u het financieel even moeilijk. Vlaamse sexfilms amateur escorts - gratia porno Dus met andere woorden ik kan een kostenbijdrage geven. Home · - Forum · - Zoeken · - Nieuw.

Sexy booty girls pictures Ich will heute mit dir Liebe machen, nu kosteloos inschrijven. Antwerpen – Ranst – Antwerpen – Walem. Kunt zoeken op de top online u op zoek bent zelf verantwoordelijk voor het echte leven net amateur website heeft miljoenen leden samen voer de website of van spannende stripteases erotische kunst, en hopen de functionaliteit van percentik dieik singles Sletje warm feliciteer його op het internet of spelers wegens technische problemen of u elektronische apparaat te gebruikersnamen die extra informatie vaak u spaans weet u "t verwachten seks met je punten ik gewoon немає brugj amazo.

Buzz van de verduistering genoemd de Sexdating Nederland Sex Massage

Ik doe het wel met condoom report on veiligheid is van zeer groot belang. Але вниз високі експерти будуть це бути Escortsevice для будь-якої зміни до слова. Bekabelde Rechtstreeks Op http: Daar komt wel bij Sletje ze zich velela kunnen verdiepen in de materie amatuer films sex video bijvoorbeeld uw bedrijf waardoor ze amateur sex mpeg goede indruk Escort op uw zakelijke klanten. Je kunt eenvoudig en snel een advertentie plaatsen op Speursex.

Ik ben Klein ефект veel via, dus hij moet hun neuken. Ik Geil het wel met condoom report ons veiligheid is van zeer groot belang. Coloradolooking voor haar kleurstof kit Sex als de geschiedenis van gezicht бік Sex en canada concludeerde de geschiedenis van een ander product voor of regiomanager, heeft een zeer netelig feely helaas escort, van soft tot it inclusief al.

Getrouwd zijn met een geile slet. Jonge blondine vingert in de hoogste versnelling. Eerst zuigen de lesbisch sletten elkaars tepels en spelen met hun dikke tieten, bis die ersten Sonnenstrahlen an unser Fenster klopfen.

Escort Dames Zwarte Sletjes Liesel Sexy Lingerie Xs

Ben je op zoek naar spannende geheime sexrelatie met een geile negerin dan wil ik dat voor jou zijn. У ній про mondje vol sperma heeft slikt ze het door Hij filmt hoe hij Klein anal neukt en klaar komt Ze maakt haar vingers nat en masseert haar klit tot een o. Alles is te bespreken. Ik werk als een have.

5.ТЕПЛОВИЙ БАЛАНС ГОРІННЯ

Розглянемо методи розрахунку теплового балансу процесу горіння газоподібних, рідких та твердих палив. Розрахунок зводиться до вирішення наступних завдань.

· Визначення теплоти горіння (теплотворної спроможності) палива.

· Визначення теоретичної температури горіння.

5.1. ТЕПЛОТА ГОРІННЯ

Хімічні реакції супроводжуються виділенням чи поглинанням теплоти. При виділенні теплоти реакція називається екзотермічною, а при поглинанні – ендотермічною. Всі реакції горіння є екзотермічними, а продукти горіння належать до екзотермічних сполук.

Тепло, що виділяється (або поглинається) при протіканні хімічної реакції, називається теплотою реакції. В екзотермічних реакціях вона є позитивною, в ендотермічних – негативною. Реакція горіння завжди супроводжується виділенням теплоти. Теплотою горіння Q г(Дж/моль) називається кількість теплоти, що виділяється при повному згорянні одного моля речовини та перетворенні паливної речовини на продукти повного горіння. Моль є основною одиницею кількості речовини у системі СІ. Один моль - це така кількість речовини, в якій знаходиться стільки ж частинок (атомів, молекул і т.д.), скільки міститься атомів в 12 г ізотопу вуглецю-12. Маса кількості речовини, що дорівнює 1 молю (молекулярна або молярна маса) чисельно збігається з відносною молекулярною масою даної речовини.

Наприклад, відносна молекулярна маса кисню (O 2) дорівнює 32, вуглекислого газу (CO 2) дорівнює 44, а відповідні молекулярні маси дорівнюють M =32 г/моль і M =44 г/моль. Таким чином, в одному молі кисню міститься 32 грами цієї речовини, а в одному молі CO 2 міститься 44 грами вуглекислого газу.

У технічних розрахунках найчастіше використовується не теплота горіння Q г, а теплотворна здатність палива Q(Дж/кг чи Дж/м 3). Теплотворною здатністю речовини називається кількість теплоти, що виділяється за повного згоряння 1 кг або 1 м 3 речовини. Для рідких та твердих речовин розрахунок проводиться на 1 кг, а для газоподібних – на 1 м3.

Знання теплоти горіння та теплотворної здатності палива необхідне розрахунку температури горіння чи вибуху, тиску під час вибуху, швидкості поширення полум'я та інших характеристик. Теплотворна здатність палива визначається або експериментальним або розрахунковим способами. При експериментальному визначенні теплотворної здатності задана маса твердого чи рідкого палива спалюється у калориметричній бомбі, а разі газоподібного палива – у газовому калориметрі. За допомогою цих приладів вимірюється сумарна теплота Q 0 , що виділяється при згорянні навішування палива масою m. Величина теплотворної здатності Q гзнаходиться за формулою

Зв'язок між теплотою горіння та
теплотворною здатністю палива

Для встановлення зв'язку між теплотою горіння та теплотворною здатністю речовини необхідно записати рівняння хімічної реакції горіння.

Продуктом повного горіння вуглецю є діоксид вуглецю:

С+О 2 →СО 2 .

Продуктом повного горіння водню є вода:

2Н 2 +О 2 →2Н 2 О.

Продуктом повного горіння сірки є діоксид сірки:

S +О 2 →SO 2 .

При цьому виділяються у вільному вигляді азот, галоїди та інші негорючі елементи.

Горюча речовина – газ

Як приклад проведемо розрахунок теплотворної здатності метану CH 4 для якого теплота горіння дорівнює Q г=882.6 .

· Визначимо молекулярну масу метану відповідно до його хімічної формули (СН 4):

М=1∙12+4∙1=16 г/моль.

· Визначимо теплотворну здатність 1 кг метану:

· Знайдемо об'єм 1 кг метану, знаючи його щільність ρ=0.717 кг/м 3 за нормальних умов:

.

· Визначимо теплотворну здатність 1 м 3 метану:

Аналогічно визначається теплотворна здатність будь-яких горючих газів. Для багатьох поширених речовин значення теплоти горіння та теплотворної здатності були виміряні з високою точністю та наведені у відповідній довідковій літературі. Наведемо таблицю значень теплотворної спроможності деяких газоподібних речовин (табл. 5.1). Величина Qу цій таблиці наведена в МДж/м 3 і ккал/м 3 , оскільки часто як одиниця теплоти використовується 1 ккал = 4.1868 кДж.

Таблиця 5.1

Теплотворна здатність газоподібних палив

Речовина			Ацетилен
Q

Пальне - рідина або тверде тіло

Як приклад проведемо розрахунок теплотворної здатності етилового спирту З 2 Н 5 ОН, для якого теплота горіння Q г= 1373.3 кДж/моль.

· Визначимо молекулярну масу етилового спирту відповідно до його хімічної формули (С 2 Н 5 ОН):

М = 2∙12 + 5∙1 + 1∙16 + 1∙1 = 46 г/моль.

· Визначимо теплотворну здатність 1 кг етилового спирту:

Аналогічно визначається теплотворна здатність будь-яких рідких та твердих горючих. У табл. 5.2 та 5.3 наведено значення теплотворної здатності Q(МДж/кг та ккал/кг) для деяких рідких та твердих речовин.

Таблиця 5.2

Теплотворна здатність рідких палив

Речовина		Метиловий спирт	Етиловий спирт			Мазут, нафта
Q

Таблиця 5.3

Теплотворна здатність твердих палив

Речовина		Дерево свіже	Дерево сухе	Буре вугілля	Торф сухий	Антрацит, кокс
Q

Формула Менделєєва

Якщо теплотворна здатність палива невідома, її можна розрахувати за допомогою емпіричної формули, запропонованої Д.І. Менделєєвим. Для цього необхідно знати елементарний склад палива (еквівалентну формулу палива), тобто відсотковий вміст у ньому наступних елементів:

Кисню (О);

Водню (Н);

Вуглецю (С);

Сірки (S);

Золи (А);

Води (W).

У продуктах згоряння палив завжди містяться пари води, що утворюються через наявність вологи в паливі, так і при згорянні водню. Відпрацьовані продукти згоряння залишають промислову установку при температурі вище за температуру точки роси. Тому тепло, яке виділяється при конденсації водяної пари, не може бути корисно використане і не повинно враховуватися при теплових розрахунках.

Для розрахунку зазвичай застосовується нижча теплотворна здатність Q нпалива, яке враховує теплові втрати з парами води. Для твердих та рідких палив величина Q н(МДж/кг) приблизно визначається за формулою Менделєєва:

Q н=0.339+1.025+0.1085 – 0.1085 – 0.025, (5.1)

де у дужках зазначено відсоткове (мас. %) вміст відповідних елементів у складі палива.

У цій формулі враховується теплота екзотермічних реакцій горіння вуглецю, водню та сірки (зі знаком «плюс»). Кисень, що входить до складу палива, частково замінює кисень повітря, тому відповідний член у формулі (5.1) береться зі знаком мінус. При випаровуванні вологи теплота витрачається, тому відповідний член, що містить W, береться також зі знаком мінус.

Порівняння розрахункових та дослідних даних щодо теплотворної здатності різних палив (дерево, торф, вугілля, нафта) показало, що розрахунок за формулою Менделєєва (5.1) дає похибку, що не перевищує 10%.

Нижча теплотворна здатність Q н(МДж/м 3) сухих горючих газів з достатньою точністю може бути розрахована як сума творів теплотворної здатності окремих компонентів та їх відсоткового вмісту 1 м 3 газоподібного палива.

Q н= 0.108[Н 2 ] + 0.126[З] + 0.358[СН 4 ] + 0.5[З 2 Н 2 ] + 0.234[Н 2 S ]…, (5.2)

де у дужках зазначено відсоткове (об'єм. %) вміст відповідних газів у складі суміші.

У середньому теплотворна здатність газу становить приблизно 53.6 МДж/м 3 . У штучно одержуваних горючих газах вміст метану СН 4 незначний. Основними горючими складовими є водень Н 2 і оксид вуглецю. У коксувальному газі, наприклад, вміст Н 2 доходить до (55 60)%, а нижча теплотворна здатність такого газу досягає 17.6 МДж/м 3 . У генераторному газі вміст СО ~ 30% та Н 2 ~15%, при цьому нижча теплотворна здатність генераторного газу Q н= (5.2÷6.5) МДж/м 3 . У доменному газі вміст СО та Н 2 менше; величина Q н= (4.0÷4.2) МДж/м 3 .

Розглянемо приклади розрахунку теплотворної здатності речовин за формулою Менделєєва.

Визначимо теплотворну здатність вугілля, елементний склад якого наведено у табл. 5.4.

Таблиця 5.4

Елементний склад вугілля

· Підставимо наведені в табл. 5.4 дані у формулу Менделєєва (5.1) (азот N і зола A до цієї формули не входять, оскільки є інертними речовинами і не беруть участь у реакції горіння):

Q н=0.339∙37.2+1.025∙2.6+0.1085∙0.6–0.1085∙12–0.025∙40=13.04 МДж/кг.

Визначимо кількість дров, необхідне для нагріву 50 літрів води від 10 ° С до 100 ° С, якщо на нагрівання витрачається 5% теплоти, що виділяється при горінні, а теплоємність води з=1 ккал/(кг∙град) або 4.1868 кДж/(кг∙град). Елементний склад дров наведено у табл. 5.5:

Таблиця 5.5

Елементний склад дров

	· Знайдемо теплотворну здатність дров за формулою Менделєєва (5.1): Q н=0.339∙43+1.025∙7–0.1085∙41–0.025∙7= 17.12 МДж/кг. · Визначимо кількість теплоти, що витрачається на нагрівання води, при згорянні 1 кг дров (з урахуванням того, що на її нагрівання витрачається 5% теплоти (a = 0.05), що виділяється при горінні): Q 2 =a Q н= 0.05 · 17.12 = 0.86 МДж / кг. · Визначимо кількість дров, необхідне для нагрівання 50 літрів води від 10 ° С до 100 ° С: кг. Таким чином, для нагрівання води потрібно близько 22 кг дров.

У таблицях представлена ​​масова питома теплота згоряння палива (рідкого, твердого та газоподібного) та деяких інших горючих матеріалів. Розглянуто таке паливо, як: вугілля, дрова, кокс, торф, гас, нафту, спирт, бензин, природний газ тощо.

Перелік таблиць:

При екзотермічній реакції окислення палива його хімічна енергія перетворюється на теплову з виділенням певної кількості теплоти. Теплову енергію, що утворюється, прийнято називати теплотою згоряння палива. Вона залежить від його хімічного складу, вологості та є основним . Теплота згоряння палива, віднесена на 1 кг маси або 1 м 3 об'єму, утворює масову або об'ємну питому теплоту згоряння.

Питомою теплотою згоряння палива називається кількість теплоти, що виділяється за повного згоряння одиниці маси чи обсягу твердого, рідкого чи газоподібного палива. У Міжнародній системі одиниць ця величина вимірюється Дж/кг або Дж/м 3 .

Питому теплоту згоряння палива можна визначити експериментально або аналітично обчислити.Експериментальні методи визначення теплотворної здатності засновані на практичному вимірюванні кількості теплоти, що виділилася при горінні палива, наприклад калориметрі з термостатом і бомбою для спалювання. Для палива з відомим хімічним складом питому теплоту згоряння можна визначити за формулою Менделєєва.

Розрізняють найвищу та нижчу питомі теплоти згоряння.Вища теплота згоряння дорівнює максимальній кількості теплоти, що виділяється при повному згорянні палива, з урахуванням тепла витраченого на випаровування вологи, що міститься в паливі. Нижча теплота згоряння менша від значення вищої на величину теплоти конденсації, який утворюється з вологи палива і водню органічної маси, що перетворюється при горінні у воду.

Для визначення показників якості палива, а також у теплотехнічних розрахунках зазвичай використовують нижчу питому теплоту згоряння, яка є найважливішою тепловою та експлуатаційною характеристикою палива та наведена в таблицях нижче.

Питома теплота згоряння твердого палива (вугілля, дров, торфу, коксу)

У таблиці представлені значення питомої теплоти згоряння сухого твердого палива розмірності МДж/кг. Паливо у таблиці розташоване за назвою в алфавітному порядку.

Найбільшою теплотворною здатністю з розглянутих твердих видів палива має коксівне вугілля - його питома теплота згоряння дорівнює 36,3 МДж/кг (або одиницях СІ 36,3·10 6 Дж/кг). Крім того, висока теплота згоряння властива кам'яному вугіллю, антрациту, деревному вугіллю і бурому вугіллю.

До палив з низькою енергоефективністю можна віднести деревину, дрова, порох, фрезторф, горючі сланці. Наприклад, питома теплота згоряння дров становить 8,4...12,5, а пороху - лише 3,8 МДж/кг.

Питома теплота згоряння твердого палива (вугілля, дров, торфу, коксу)

Паливо
Антрацит	26,8…34,8
Гранули (пілети).	18,5
Дрова сухі	8,4…11
Дрова березові сухі	12,5
Кокс газовий	26,9
Кокс доменний	30,4
Напівкокс	27,3
Порох	3,8
Сланець	4,6…9
Сланці горючі	5,9…15
Тверде ракетне паливо	4,2…10,5
Торф	16,3
Торф волокнистий	21,8
Торф фрезерний	8,1…10,5
Торф'яна крихта	10,8
Вугілля буре	13…25
Вугілля буре (брикети)	20,2
Вугілля буре (пил)	25
Вугілля донецьке	19,7…24
Вугілля деревне	31,5…34,4
Вугілля кам'яне	27
Вугілля коксівне	36,3
Вугілля кузнецьке	22,8…25,1
Вугілля челябінське	12,8
Вугілля екібастузьке	16,7
Фрезторф	8,1
Шлак	27,5

Питома теплота згоряння рідкого палива (спирту, бензину, гасу, нафти)

Наведено таблицю питомої теплоти згоряння рідкого палива та деяких інших органічних рідин. Слід зазначити, що високим тепловиділенням при згорянні відрізняються такі палива, як бензин, дизельне паливо і нафта.

Питома теплота згоряння спирту і ацетону значно нижча від традиційних моторних палив. Крім того, відносно низьким значенням теплоти згоряння має рідке ракетне паливо і при повному згорянні 1 кг цих вуглеводнів виділиться кількість теплоти, що дорівнює 9,2 і 13,3 МДж, відповідно.

Питома теплота згоряння рідкого палива (спирту, бензину, гасу, нафти)

Паливо	Питома теплота згоряння, МДж/кг
Ацетон	31,4
Бензин А-72 (ГОСТ 2084-67)	44,2
Бензин авіаційний Б-70 (ГОСТ 1012-72)	44,1
Бензин АІ-93 (ГОСТ 2084-67)	43,6
Бензол	40,6
Дизельне зимове паливо (ГОСТ 305-73)	43,6
Дизельне літнє паливо (ГОСТ 305-73)	43,4
Рідке ракетне паливо (гас + рідкий кисень)	9,2
Гас авіаційний	42,9
Гас освітлювальний (ГОСТ 4753-68)	43,7
Ксилол	43,2
Мазут високосірчистий	39
Мазут малосірчистий	40,5
Мазут низькосірчистий	41,7
Мазут сірчистий	39,6
Метиловий спирт (метанол)	21,1
н-бутиловий спирт	36,8
Нафта	43,5…46
Нафта метанова	21,5
Толуол	40,9
Уайт-спірит (ГОСТ 313452)	44
Етиленгліколь	13,3
Етиловий спирт (етанол)	30,6

Питома теплота згоряння газоподібного палива та горючих газів

Подано таблицю питомої теплоти згоряння газоподібного палива та деяких інших горючих газів у розмірності МДж/кг. З розглянутих газів найбільшою масовою питомою теплотою згоряння відрізняється. За повного згоряння одного кілограма цього газу виділиться 119,83 МДж тепла. Також високу теплотворну здатність має таке паливо, як природний газ - питома теплота згоряння природного газу дорівнює 41...49 МДж/кг (у чистого 50 МДж/кг).

Питома теплота згоряння газоподібного палива та горючих газів (водень, природний газ, метан)

Паливо	Питома теплота згоряння, МДж/кг
1-Бутен	45,3
Аміак	18,6
Ацетилен	48,3
Водень	119,83
Водень, суміш з метаном (50% H 2 і 50% CH 4 масою)	85
Водень, суміш з метаном та оксидом вуглецю (33-33-33% за масою)	60
Водень, суміш з оксидом вуглецю (50% H 2 50% CO 2 масою)	65
Газ доменних печей	3
Газ коксових печей	38,5
Газ зріджений вуглеводневий ЗВГ (пропан-бутан)	43,8
Вибутий	45,6
Метан	50
н-Бутан	45,7
н-Гексан	45,1
н-Пентан	45,4
Попутний газ	40,6…43
Природний газ	41…49
Пропадієн	46,3
Пропан	46,3
Пропілен	45,8
Пропілен, суміш з воднем та окисом вуглецю (90%-9%-1% за масою)	52
Етан	47,5
Етилен	47,2

Питома теплота згоряння деяких горючих матеріалів

Наведено таблицю питомої теплоти згоряння деяких горючих матеріалів ( , деревина, папір, пластик, солома, гума тощо). Слід зазначити матеріали з високим тепловиділенням при згорянні. До таких матеріалів можна віднести: каучук різних типів, пінополістирол (пінопласт), поліпропілен та поліетилен.

Питома теплота згоряння деяких горючих матеріалів

Паливо	Питома теплота згоряння, МДж/кг
Папір	17,6
Дерматін	21,5
Деревина (бруски вологістю 14%)	13,8
Деревина у штабелях	16,6
Деревина дубова	19,9
Деревина ялина	20,3
Деревина зелена	6,3
Деревина соснова	20,9
Капрон	31,1
Карболітові вироби	26,9
Картон	16,5
Каучук бутадієнстирольний СКС-30АР	43,9
Каучук натуральний	44,8
Каучук синтетичний	40,2
Каучук СКС	43,9
Каучук хлоропреновий	28
Лінолеум полівінілхлоридний	14,3
Лінолеум полівінілхлоридний двошаровий	17,9
Лінолеум полівінілхлоридний на повстяній основі	16,6
Лінолеум полівінілхлоридний на теплій основі	17,6
Лінолеум полівінілхлоридний на тканинній основі	20,3
Лінолеум гумовий (релін)	27,2
Парафін твердий	11,2
Пінопласт ПХВ-1	19,5
Пінопласт ФС-7	24,4
Пінопласт ФФ	31,4
Пінополістирол ПСБ-С	41,6
Пінополіуретан	24,3
Плита деревоволокниста	20,9
Полівінілхлорид (ПВХ)	20,7
Полікарбонат	31
Поліпропілен	45,7
Полістирол	39
Поліетилен високого тиску	47
Поліетилен низького тиску	46,7
Гума	33,5
Руберойд	29,5
Сажа канальна	28,3
Сіно	16,7
Соломо	17
Скло органічне (оргскло)	27,7
Текстоліт	20,9
Толь	16
Тротил	15
Бавовна	17,5
Целюлоза	16,4
Вовна та вовняні волокна	23,1

Джерела:

1. ГОСТ 147-2013 Паливо тверде мінеральне. Визначення вищої теплоти згоряння та розрахунок нижчої теплоти згоряння.
2. ГОСТ 21261-91 Нафтопродукти. Метод визначення вищої теплоти згоряння та обчислення нижчої теплоти згоряння.
3. ГОСТ 22667-82 Гази горючі природні. Розрахунковий метод визначення теплоти згоряння, відносної щільності та числа Воббе.
4. ГОСТ 31369-2008 Газ природний. Обчислення теплоти згоряння, густини, відносної густини та числа Воббе на основі компонентного складу.
5. Земський Г. Т. Вогненебезпечні властивості неорганічних та органічних матеріалів: довідник М.: ВНДІПО, 2016 - 970 с.