2 Способ определения теплоты сгорания (по Менделееву).

Любое горючее вещество вступает в реакцию горения. При определенной температуре (температуре вспышки).

(*)

(**)

С, Н, О, S, W – процентное содержание элементов в исходном топливе.

Формулы (*), (**) – эмпирические формулы, т.е. ими редко пользуются.

Температурная зависимость энтальпии реакции.

(1)

Проинтегрируем выражение (1), получаем:

если , то

Формула Менделеева срабатывает для большинства веществ, т.к. поправки оказываются не существенными и не превышают эмпирической ошибки формулы Менделеева.

Второй закон термодинамики. Энтропия.

В термодинамике доказывается, что если процесс происходит достаточно медленно, то его можно повернуть вспять, не вызывая при этом никаких изменений в окружающей среде. Это обратимый процесс.

р

1 2

V

- обратимый процесс.

p

2

обр.

необр.

1

V

Если (изолированная система), то

- другое определение энтропии, где

W – вероятность.

Если W=1, то S=0.

Если W<1, то S>0.

Понятие условного топлива.

Для сравнения энергетической ценности данного топлива с другими вилами введено понятие условного топлива. Условному топливу предписывается теплота сгорания Q_усл:

Q_усл = 7000 ккал/кг = 29,3 МДж/кг.

Расход условного топлива определяется из равенства:

B_усл· Q_усл = B·Q^р. [B]=кг/ч.

Лекция 6 (раздел 3) характеристики и состав энергоносителей. И влияние на процесс горения.

Торф По степени содержания углерода в углях первым идет торф

С современных представлений физико-химической механики природных дисперсных систем торф представляет сложную многокомпонентную, многофазную, полидисперсную полуколлоидно-высокомолекулярную систему с признаками полиэлектролитов и микромозаичной гетерогенности. Сапропель - органо-минеральный озерный донный ил или вязкие илистые отложения, образующиеся на дне водоемов из отмерших растений и животных организмов, минеральных веществ биохимического и геохимического происхождения, приносного терригенного материала, имеющие зольность не более 85%. Образование сапропеля началось в раннем голоцене после того, как территорию покинули покровные ледники (8-10 тысяч лет тому назад). В итоге длительных и сложных физико-химических и биологических процессов сапропель обогащен, помимо собственного органического вещества, азотом, фосфором, кремнием, кальцием, железом, широкой гаммой микроэлементов и физиологически активными веществами.

Уголь

А. Угли:

1. бурый;

2. каменный;

3. сланцы.

и последними антрациты.

А.1. Бурые угли.

Свойства спекаемости – это уплотнение пор, при нагревании вследствие процесса плавления смолы.

А_р – балласт топлива.

Балласт топлива (минеральная часть) при горении переходит в золу.

При пересчете на горючую смесь надо домножить на коэффициент . Этот коэффициент показывает какого содержание горючей смеси. При нагревании из нее испаряются летучие компоненты:

- вода (в виде пара);

- легкие (С_nH_m);

- углекислый газ (СО₂);

- СО.

Таким образом остается кокс и минеральная часть.

Этот остаток является либо спекающимся, либо не спекающимся.

Бурые угли – это неспекающийся кокс, который состоит из связанных химических элементов углерода, водорода, серы, частично минерального остатка и смолы в различных количествах.

Выход летучих для бурых углей равен 40%, балласт топлива А_р=15 – 20%, влаги W_p=20 – 30%. Высшая и низшая теплоты сгорания:

МДж/кг (5700 ккал/кг),

где - высшая теплота беззольного угля.

Q_н=10 – 15 МДж/кг (2500-3800 ккал/кг).

По содержанию влаги бурые угли делятся на три группы:

Б1: W>30%

Б2: W=30-40%

Б3: W<20%

Эти угли на воздухе легко теряют влагу, теряя при этом механическую прочность. В результате они превращаются в мелочь и склонны к самовозгоранию.

А.2. Каменные угли.

Высшая теплота беззольной массы МДж/кг, и при сгорании большая часть спекается. Если выход летучих меньше 17% или больше 42%, то не спекается (рис. 1).

тощие спекается длиннопламенные

выход

17% 42% летучих

У каменных углей А_р=5 – 15%, W_р=5 – 10%, Q_н=23 – 28 МДж/кг.