Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
kl_tepl_1 ch.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
1.96 Mб
Скачать

1.2 Теплота сгорания топлива.

Основным энергетическим показателем топлива является теплота сгорания. Теплотой сгорания называется тепловой эффект реакции полного сгорания единицы топлива (кг, м3, кмоль) до СО2, Н2О, SО2 и соответствующих продуктов полного окисления других элементов, если они входили в состав данного вещества.

Т.к. в составе процесса горения обычно лежит химическая реакция взаимодействия двух веществ – топлива и окислителя, то химическая реакция между топливом (Т) и окислителем (О), протекающая с образованием продуктов сгорания М и N, может быть описана стехиометрическим уравнением следующего вида

а Т + в О тМ + пN + Q, (1.3)

где а, в, т и п - число молекул участвующих в элементарном акте реакции.

За системную единицу количества тепла в системе Си принимают джоуль (Дж). Джоуль – универсальная единица измерения работы, энергии и количества теплоты.

Кратные единицы количества теплоты: килоджоуль (кДж), мегаджоуль (мДж) и т.д.

Джоуль определяется как работа, проводимая силой в 1 Ньютон (1н) при перемещении точки приложения этой силы на 1 м вдоль ее направления (1 Дж = 1 н.м).

В качестве единицы теплоты в науке и технике ранее имела широкое распространение внесистемная единица калория (кал) и кратные единицы: килокалория (ккал), мегакалория (мкал) и т.д. Соответственно: 1 кал = 4,187 Дж

1 ккал = 4187 Дж = 4,187 кДж

1 мкал = 4,187 .106 Дж = 4,187 мДж

Горение элементов топлива может быть полным и неполным. При полном сгорании образуются конечные продукты – углекислый газ (СО2) и водяной пар (Н2О) а так же выделяется максимум тепла. При неполном сгорании в конечных продуктах находятся кроме СО2 и Н2О еще и СО, Н2, СН4 и т.п.

Количество тепла, которое выделяется при полном сгорании единицей топлива (1кг или 1м3), называется теплотой сго-рания. В зависимости от агрегатного состояния водяных паров различают высшую и низшую теплоту сгорания.

Высшей теплотой сгорания называется количество тепла, которое выделяется при сжигании единицы топлива до продуктов полного сгорания (СО2, Н2О, SО2) при условии, что вся образовавшаяся влага находится в жидком состоянии при температуре ОоС. В высшей теплоте сгорания учитывается скрытая теплота парообразования (2258,4 кДж кг) и теплота охлаждения воды от 100 оС до О оС (418,68 кДж кг). На практике водяные пары конденсируются за пределами камеры сгорания. поэтому понятие высшей теплоты сгорания имеет лишь теоретическое значение, Для приближения к практике введено понятие низшей теплоты сгорания .

Низшей теплотой сгорания называется количество тепла, которое выделяется при сжигании единицы топлива до продуктов полного сгорания (СО2, Н2О, SО2 и др.) при условии, что вся образовавшаяся влага находится в парообразном состоянии при температуре 20 оС. Т.к. в топливе различается 4-е массы (рабочая, сухая, горючая и органическая), то и теплоты сгорания определяются относительно этих масс и записываются следующим образом: . На практике чаще всего используют .

Рассмотрим на какую величину различаются . В величину , кроме химической теплоты, входит еще теплота конденсации 2258,4 кДж/кг и теплота охлаждения сконденсированной воды от 100оС до О оС ( 418,7 кДж). Таким образом, в этом случае в систему возвращаются теплоты (2258,4 + 418,7 = 2677,1 кДж/кг).

При конденсации водяных паров нет, а есть только их охлаждение от 100 оС до 20 оС [1.2,0087(100-10)] = 160,7 кДж/кг.

Поэтому разница между этими теплотами составляет (2677,1 – 160,7 = 2156,4 кДж/кг). Тогда разница между теплотами сгорания можно записать в следующем виде

= 2516,4 , кДж/кг (1.4)

где Wр и Нр – содержание влаги и водорода в рабочем топливе в

долях единицы.

Если Wр и Нр выражается в %, то формула будет иметь вид

= 25,164 , кДж/кг (1.5)

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]