Теплотехнічні характеристики газоподібних палив

Паливо	Густина палива кг/м3	МДж/м3
Стиснений природний газ	0,71	35,5
Водень	0,09	10,8
Доменний газ	1,19	4,5
Коксовий газ	0,42	7,2

Розрахунок кількості теплоти, що потрапляє в навколишнє природне середовище з відхідними газами промислових джерел викидів

Кількість теплоти, що потрапляє в навколишнє середовище з відхідним газом промислових джерел викидів, розраховується за формулою

(5)

де – кількість теплоти, що потрапляє в навколишнє з відхідним газом, кДж/год.;

– годинна об’ємна витрата відхідного газу при умовах його випуску, м³/год.;

– густина відхідного газу при умовах його випуску, кг/м³;

– середня питома теплоємність відхідного газу при сталому тиску і температурі , кДж/(кг^.К);

– середня питома теплоємність зовнішнього повітря при сталому тиску і температурі , кДж/(кг^.К);

при від мінус 20,0 до 0,1 °С  = 1,009 кДж/(кг^.К),

при від 0 до 50 °С = 1,005 кДж/(кг^.К),

– температура відхідного газу, °С;

– температура зовнішнього повітря, °С.

Густина відхідного газу при умовах його випуску розраховується за формулою

(6)

де – густина відхідного газу при нормальних умовах (0 °C і 101,3 кПа), кг/м³.

Розрахунок кількості теплоти, що потрапляє в водні об’єкти із стічними водами, та температури води в них

Для розрахунку кількості теплоти, яка потрапила у водний об’єкт за конкретних умов, необхідно знати об’єм стічних вод, теплоємність води та температуру води у водному об’єкті і стічних вод:

(7)

де – кількість теплоти, яка потрапила у водний об’єкт, кДж;

– об’єм стічних вод, м³;

– питома теплоємність води, = 4187 кДж/(м^3.°С);

– температура стічних вод, °С;

– температура води у водному об’єкті, °С.

Для визначення температури у водному об’єкті за умови потрапляння стічних вод необхідно записати рівняння теплового балансу

(8)

де – температура води у водному об’єкті після змішування із стічними водами, °С;

– сумарний об’єм стічних вод та води у водному об’єкті, м³;

(9)

– об’єм води у водному об’єкті, м³;

– коефіцієнт змішення.

Рівняння (8) не враховує втрати теплоти через остигання, випаровування та змінення об’єму води у водному об’єкті. Такі припущення цілком прийнятні і використаються в оцінках якості води.

Коефіцієнт змішення – частина об’єму води у водному об’єкті яка змішується із стічними водами.

За рівнянням (8) можна визначити температура води у водному об’єкті після змішування із стічними водами

(10)

де – кратність розбавлення стічних вод.

Приклад 1

Розрахуємо кількість теплоти, що вивільняється при згоранні 8 млн. т кам’яного вугілля, та визначимо енергетичну цінність вугілля за умовним паливом. Вміст золи складає 15 %, вологи – 15 %. Нижча теплота згорання на горючу масу палива складає 29,8 МДж/кг.

Метою розрахунку є оцінка масштабу теплового забруднення навколишнього середовища.

За формулою (3) розрахуємо :

МДж/кг.

За формулою (1) розрахуємо кількість теплоти, що вивільнилася при згоранні кам’яного вугілля масою  кг:

МДж.

Для визначення енергетичної цінності кам’яного вугілля використаємо поняття умовного палива, тобто з’ясуємо кількість умовного палива, яка еквівалентна 8 млн. т кам’яного вугілля. Для цього використаємо формулу перерахунку маси кам’яного вугілля у масу умовного палива

млн. т у.п., (11)

де – нижча теплота згорання умовного палива, МДж/кг.