Теплота сгорания горючих газов
Это количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании 1м3 газа, взятого при нормальных условиях (Р=760 мм рт. ст., t = 0 oC), Q [кДж/м3]; [ккал/м3].
Различают теплоту сгорания по бомбе, высшую и низшую. Теплота сгорания по бомбе Qб определяется опытным путём. Высшая теплота сгорания Qв учитывает теплоту конденсации водяных паров, содержащихся в дымовых газах, которые образуются при сгорании топлива.
Низшая теплота сгорания Qн не учитывает теплоту конденсации водяных паров. В России все расчёты ведутся по низшей теплоте сгорания топлива, т.к. в реальных условиях при эксплуатации котельных установок нельзя допускать конденсацию водяных паров в дымовых газах.
Теплота сгорания и плотность некоторых горючих и балластных газов
Наименование газа |
Химическая формула |
Теплота сгорания Ккал/м3 / КДж/м3 |
Плотность кг/м3 |
Метан |
СН4 |
8558 / 35880 |
0,72 |
Этан |
С2Н6 |
15230 / 64360 |
1,36 |
Пропан |
С3Н8 |
21800 / 93180 |
2,02 |
Бутан |
С4Н10 |
28345 / 123570 |
2,7 |
Пентан |
С5Н12 |
34900 / 156630 |
3,22 |
Этилен |
С2Н4 |
14320 / 59500 |
1,26 |
Пропилен |
С3Н6 |
21070 / 87720 |
1,88 |
Бутилен |
С4Н8 |
27120 / 115600 |
2,6 |
Сероводород |
H2S |
5650 / 23370 |
1,54 |
Водород |
H2 |
2580 / 10790 |
0,09 |
Окись углерода |
CO |
3016 / 12640 |
1,25 |
Углекислый газ |
CO2 |
|
1,98 |
Азот |
N2 |
|
1,25 |
Кислород |
O2 |
|
1,44 |
Воздух |
Смесь О2 и N2 |
|
1,293 |
Теплота сгорания смеси горючих газов определяется по формуле QСМ=Q1*r1+Q2*r2+...+Qn*rn,
где Q1,Q2,Qn – теплота сгорания горючих компонентов составляющих газовую смесь; r1, r2, rn – объёмные доли компонентов газовой смеси. Σr=1
Как видно из формулы, с увеличением количества в смеси тяжёлых углеводородов, теплота сгорания смеси будет возрастать, это подтверждается опытными данными.
Теплота сгорания:
Газов
газовых месторождений Q
=7500–8500
ккал/м3
Попутных газов Q =10000–15000 ккал/м3
Сжиженных
газов Q
25000
ккал/м3
Плотность горючих газов
Различают абсолютную и относительную плотность газа.
Абсолютной
плотностью
называется масса 1м3
газа, взятого при нормальных условиях
ρ=
кг/м3,
где m
– масса в кг, V
– объем в м3
Плотности простых газов приведены в таблице. Плотность смеси газов определяется по формуле: ρСМ = ρ1*r1+ ρ2*r2+…+ρn*rn кг/м3,
где ρ1, ρ2, ρn – плотности газов, входящих в состав смеси; r1, r2, rn – объемные доли компонентов газовой смеси.
Относительной плотностью называется отношение абсолютной плотности газа к плотности воздуха, взятых при нормальных условиях.
ρ ОТН = ρг /ρв = ρг /1,293
Знание относительной плотности газа имеет большое практическое значение.Если ρОТН <1, то газ легче воздуха и при его утечках из газопроводов и оборудования газ устремляется вверх, заполняя верхние точки агрегатов и помещений. Если ρОТН>1, то газ тяжелее воздуха и его утечки устремляются вниз, стелются по полу, заполняют подвалы зданий, колодцы.
Зная относительную плотность газа, можно предусмотреть отвод утечек газа из мест вероятного их скопления и организовать вентиляцию этих мест.