Najniža ogrjevna vrijednost dizelskog goriva je mj kg. Značajke kalorične vrijednosti raznih vrsta goriva

5. TOPLINSKA BILANCA IZGARANJA

Razmotrimo metode za izračunavanje toplinske bilance procesa izgaranja plinovitih, tekućih i krutih goriva. Proračun se svodi na rješavanje sljedećih problema.

· Određivanje topline izgaranja (kalorične vrijednosti) goriva.

· Određivanje teorijske temperature izgaranja.

5.1. TOPLINA IZGARANJA

Kemijske reakcije popraćene su oslobađanjem ili apsorpcijom topline. Kada se toplina oslobađa, reakcija se naziva egzotermna, a kada se toplina apsorbira, endotermna. Sve reakcije izgaranja su egzotermne, a produkti izgaranja su egzotermni spojevi.

Toplina koja se oslobađa (ili apsorbira) tijekom kemijske reakcije naziva se toplina reakcije. U egzotermnim reakcijama je pozitivan, u endotermnim je negativan. Reakcija izgaranja uvijek je popraćena oslobađanjem topline. Toplina izgaranja Q g(J/mol) je količina topline koja se oslobađa pri potpunom izgaranju jednog mola tvari i pretvaranju zapaljive tvari u produkte potpunog izgaranja. Mol je osnovna SI jedinica količine tvari. Jedan mol je količina tvari koja sadrži isti broj čestica (atoma, molekula itd.) koliko ima atoma u 12 g izotopa ugljika-12. Masa količine tvari jednaka 1 molu (molekularna ili molekulska masa) numerički se podudara s relativnom molekulskom masom dane tvari.

Na primjer, relativna molekularna težina kisika (O 2) je 32, ugljični dioksid(CO 2 ) je 44, a odgovarajuće molekulske težine bit će M = 32 g/mol i M = 44 g/mol. Tako jedan mol kisika sadrži 32 grama ove tvari, a jedan mol CO 2 sadrži 44 grama ugljičnog dioksida.

U tehničkim proračunima najčešće se ne koristi toplina izgaranja. Q g, i kalorična vrijednost goriva Q(J/kg ili J/m3). Kalorijska vrijednost tvari je količina topline koja se oslobodi pri potpunom izgaranju 1 kg ili 1 m 3 tvari. Za tekuće i čvrste tvari obračun se provodi po 1 kg, a za plinovite tvari - po 1 m 3.

Poznavanje topline izgaranja i kalorične vrijednosti goriva potrebno je za izračunavanje temperature izgaranja ili eksplozije, tlaka eksplozije, brzine širenja plamena i drugih karakteristika. Kalorična vrijednost goriva određuje se eksperimentalno ili računski. Pri eksperimentalnom određivanju kalorične vrijednosti zadana masa krutog ili tekućeg goriva spaljuje se u kalorimetrijskoj bombi, a kod plinovitog goriva u plinskom kalorimetru. Ovi instrumenti mjere ukupnu toplinu Q 0 koji se oslobađa tijekom izgaranja uzorka goriva vaganja m. Kalorijska vrijednost Q g nalazi se formulom

Odnos između topline izgaranja i
kalorična vrijednost goriva

Za uspostavljanje veze između topline izgaranja i kalorične vrijednosti tvari potrebno je napisati jednadžbu kemijske reakcije izgaranja.

Produkt potpunog izgaranja ugljika je ugljični dioksid:

C+O2 → CO2.

Produkt potpunog izgaranja vodika je voda:

2H 2 +O 2 → 2H 2 O.

Produkt potpunog izgaranja sumpora je sumporni dioksid:

S +O 2 → SO 2.

U ovom slučaju, dušik, halogeni i drugi nezapaljivi elementi oslobađaju se u slobodnom obliku.

Zapaljiva tvar – plin

Kao primjer, izračunajmo ogrjevnu vrijednost metana CH 4, za koji je toplina izgaranja jednaka Q g=882.6 .

· Utvrdimo Molekularna težina metan u skladu sa svojim kemijska formula(CH 4):

M=1∙12+4∙1=16 g/mol.

· Odredimo ogrjevnu vrijednost 1 kg metana:

· Nađimo volumen 1 kg metana, znajući njegovu gustoću ρ=0,717 kg/m 3 pri normalnim uvjetima:

.

· Odredimo ogrjevnu vrijednost 1 m 3 metana:

Kalorična vrijednost svih zapaljivih plinova određuje se na sličan način. Za mnoge uobičajene tvari izmjerene su toplina izgaranja i kalorijske vrijednosti visoka točnost a dani su u relevantnoj literaturi. Evo tablice kalorijskih vrijednosti nekih plinovitih tvari (tablica 5.1). Veličina Q u ovoj tablici dano je u MJ/m 3 iu kcal/m 3, budući da se 1 kcal = 4,1868 kJ često koristi kao jedinica za toplinu.

Tablica 5.1

Kalorična vrijednost plinovitih goriva

Supstanca			Acetilen
Q

Zapaljiva tvar - tekuća ili kruta

Kao primjer, izračunajmo ogrjevnu vrijednost etilnog alkohola C 2 H 5 OH, za koji je toplina izgaranja Q g= 1373,3 kJ/mol.

· Odredimo molekulsku težinu etilnog alkohola prema njegovoj kemijskoj formuli (C 2 H 5 OH):

M = 2∙12 + 5∙1 + 1∙16 + 1∙1 = 46 g/mol.

Odredimo kaloričnu vrijednost 1 kg etilnog alkohola:

Kalorijska vrijednost svih tekućih i krutih zapaljivih tvari određuje se na sličan način. U tablici 5.2 i 5.3 prikazuju kalorične vrijednosti Q(MJ/kg i kcal/kg) za neke tekućine i čvrste tvari.

Tablica 5.2

Kalorična vrijednost tekućih goriva

Supstanca		Metilni alkohol	Etanol			Lož ulje, ulje
Q

Tablica 5.3

Kalorijska vrijednost krutih goriva

Supstanca		Stablo je svježe	Suha drva	Mrki ugljen	Suhi treset	Antracit, koks
Q

Mendeljejeva formula

Ako je kalorična vrijednost goriva nepoznata, tada se može izračunati pomoću empirijske formule koju je predložio D.I. Mendeljejev. Da biste to učinili, morate znati elementarni sastav goriva (ekvivalentna formula goriva), odnosno postotni sadržaj sljedećih elemenata u njemu:

kisik (O);

vodik (H);

Ugljik (C);

Sumpor (S);

Pepeo (A);

Voda (W).

Produkti izgaranja goriva uvijek sadrže vodenu paru, koja nastaje kako zbog prisutnosti vlage u gorivu, tako i tijekom izgaranja vodika. Produkti izgaranja otpada napuštaju industrijsko postrojenje na temperaturi iznad točke rosišta. Stoga se toplina koja se oslobađa pri kondenzaciji vodene pare ne može korisno iskoristiti i ne treba je uzimati u obzir u toplinskim proračunima.

Za izračun se obično koristi donja ogrjevna vrijednost Q n gorivo, koje uzima u obzir gubitke topline s vodenom parom. Za kruta i tekuća goriva vrijednost Q n(MJ/kg) približno se određuje Mendeljejevom formulom:

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

gdje je u zagradama naveden postotak (tež.%) sadržaja odgovarajućih elemenata u sastavu goriva.

Ova formula uzima u obzir toplinu egzotermnih reakcija izgaranja ugljika, vodika i sumpora (s predznakom plus). Kisik sadržan u gorivu djelomično zamjenjuje kisik u zraku, pa se odgovarajući član u formuli (5.1) uzima s predznakom minus. Kada vlaga isparava, troši se toplina, pa se i odgovarajući član koji sadrži W uzima s predznakom minus.

Usporedba izračunatih i eksperimentalnih podataka o kaloričnoj vrijednosti različitih goriva (drvo, treset, ugljen, nafta) pokazala je da izračun pomoću formule Mendelejeva (5.1) daje pogrešku ne veću od 10%.

Donja ogrjevna vrijednost Q n(MJ/m3) suhih zapaljivih plinova može se s dovoljnom točnošću izračunati kao zbroj umnožaka ogrjevne vrijednosti pojedinih komponenti i njihova postotnog sadržaja u 1 m3 plinovitog goriva.

Q n= 0,108[N 2 ] + 0,126 [SO] + 0,358 [SN 4 ] + 0,5 [S 2 N 2 ] + 0,234 [N 2 S ]…, (5.2)

gdje je u zagradama naveden postotak (volumni %) udjela odgovarajućih plinova u smjesi.

U prosjeku je ogrjevna vrijednost prirodnog plina približno 53,6 MJ/m 3 . U umjetno proizvedenim zapaljivim plinovima sadržaj metana CH4 je neznatan. Glavne zapaljive komponente su vodik H2 i ugljikov monoksid CO. U koksnom plinu, primjerice, sadržaj H2 doseže (55 ÷ 60)%, a donja ogrjevna vrijednost takvog plina doseže 17,6 MJ/m3. Generatorski plin sadrži CO ~ 30% i H 2 ~ 15%, dok je donja kalorična vrijednost generatorskog plina Q n= (5,2÷6,5) MJ/m3. Sadržaj CO i H 2 u plinu visoke peći je manji; veličina Q n= (4,0÷4,2) MJ/m3.

Pogledajmo primjere izračuna kalorijske vrijednosti tvari pomoću formule Mendelejeva.

Odredimo ogrjevnu vrijednost ugljena čiji je elementarni sastav dan u tablici. 5.4.

Tablica 5.4

Elementarni sastav ugljena

· Zamijenimo one dane u tablici. Podaci 5.4 u Mendelejevovoj formuli (5.1) (dušik N i pepeo A nisu uključeni u ovu formulu, jer su inertne tvari i ne sudjeluju u reakciji izgaranja):

Q n=0,339∙37,2+1,025∙2,6+0,1085∙0,6–0,1085∙12–0,025∙40=13,04 MJ/kg.

Odredimo količinu drva za ogrjev potrebnu za zagrijavanje 50 litara vode od 10°C do 100°C, ako se 5% topline oslobođene izgaranjem troši za grijanje, te toplinski kapacitet vode S=1 kcal/(kg∙deg) ili 4,1868 kJ/(kg∙deg). Elementni sastav ogrjevnog drveta dat je u tablici. 5.5:

Tablica 5.5

Elementarni sastav ogrjevnog drveta

	· Nađimo ogrjevnu vrijednost drva za ogrjev pomoću formule Mendelejeva (5.1): Q n=0,339∙43+1,025∙7–0,1085∙41–0,025∙7= 17,12 MJ/kg. · Odredimo količinu topline utrošenu na zagrijavanje vode pri izgaranju 1 kg drva za ogrjev (uzimajući u obzir činjenicu da se 5% topline (a = 0,05) oslobođene tijekom izgaranja troši na zagrijavanje): Q 2 =a Q n=0,05·17,12=0,86 MJ/kg. · Odredimo količinu drva za ogrjev potrebnu za zagrijavanje 50 litara vode od 10°C do 100°C: kg. Dakle, za zagrijavanje vode potrebno je oko 22 kg drva za ogrjev.

Temperatura izgaranja ugljena smatra se glavnim kriterijem koji vam omogućuje da izbjegnete pogreške pri odabiru goriva. Učinkovitost kotla i njegov kvalitetan rad izravno ovise o ovoj vrijednosti.

Opcija detekcije temperature

Zimi je pitanje grijanja stambenih prostorija posebno važno. Zbog sustavnog povećanja troškova rashladnih tekućina, ljudi moraju tražiti alternativne mogućnosti za proizvodnju toplinske energije.

Najbolji način da se riješi ovaj problem bio bi odabir kotlova na kruta goriva koji imaju optimalan učinak karakteristike proizvodnje, savršeno zadržavaju toplinu.

Određena toplina Izgaranje ugljena fizikalna je veličina koja pokazuje koliko se topline može osloboditi pri potpunom izgaranju kilograma goriva. Da kotao radi Dugo vrijeme, važno je odabrati ispravno gorivo za njega. Specifična toplina izgaranja ugljena je visoka (22 MJ/kg), pa se ova vrsta goriva smatra optimalnom za učinkovit rad kotla.

Karakteristike i svojstva drva

Trenutno postoji tendencija prelaska s instalacija koje se temelje na procesu izgaranja plina na sustave grijanja kućanstva na kruta goriva.

Ne znaju svi da stvaranje ugodne mikroklime u kući izravno ovisi o kvaliteti odabranog goriva. Kao tradicionalni materijal koji se koristi u takov kotlovi za grijanje, odaberite drvo.

U oštrom klimatskim uvjetima, karakteriziran produljenim i hladna zima, prilično je teško grijati dom na drva tijekom cijele sezone grijanja. Kada temperatura zraka naglo padne, vlasnik kotla je prisiljen koristiti ga do ruba svojih maksimalnih mogućnosti.

Prilikom odabira kao kruto gorivo drvo nastati ozbiljnih problema i neugodnosti. Prije svega, napominjemo da je temperatura izgaranja ugljena mnogo viša od one drva. Među nedostacima i velika brzina izgaranje drva, što stvara ozbiljne poteškoće u radu kotla za grijanje. Njegov vlasnik je prisiljen stalno pratiti dostupnost drva za ogrjev u ložištu; za sezonu grijanja bit će potrebna prilično velika količina.

Mogućnosti ugljena

Temperatura izgaranja znatno je viša, pa ovu opciju gorivo je izvrsna alternativa konvencionalnom drvu za ogrjev. Također bilježimo odličan prijenos topline, trajanje procesa izgaranja i nisku potrošnju goriva. Postoji nekoliko vrsta ugljena, povezanih s specifičnostima rudarstva, kao i dubinom pojavljivanja u utrobi zemlje: tvrdi, smeđi, antracit.

Svaka od ovih opcija ima svoje karakteristične kvalitete i karakteristike koje omogućuju njezinu upotrebu kotlovi na kruta goriva. Temperatura izgaranja ugljena u peći bit će minimalna kada se koristi mrki ugljen, jer sadrži dovoljno veliki broj razne nečistoće. Što se tiče pokazatelja prijenosa topline, njihova je vrijednost slična drvu. Kemijska reakcija izgaranje je egzotermno, ogrjevna vrijednost ugljena je visoka.

Ugljen ima temperaturu paljenja od 400 stupnjeva. Štoviše, kalorična vrijednost ove vrste ugljena je prilično visoka, pa se ova vrsta goriva naširoko koristi za grijanje stambenih prostorija.

Antracit ima maksimalnu učinkovitost. Među nedostacima takvog goriva ističemo njegovu visoku cijenu. Temperatura izgaranja ove vrste ugljena doseže 2250 stupnjeva. Nijedno čvrsto gorivo izvađeno iz zemljine utrobe nema takav pokazatelj.

Značajke peći na ugljen

Sličan uređaj ima značajke dizajna, uključuje reakciju pirolize ugljena. ne spada u minerale, postao je proizvod ljudskog djelovanja.

Temperatura izgaranja ugljena je 900 stupnjeva, što je popraćeno oslobađanjem dovoljne količine toplinske energije. Koja je tehnologija za stvaranje tako nevjerojatnog proizvoda? Poanta je određena obrada drva, zbog čega dolazi do značajne promjene njegove strukture i oslobađanja suvišne vlage iz njega. Sličan proces se provodi u posebnim pećnicama. Načelo rada takvih uređaja temelji se na procesu pirolize. Peć za prihvat drveni ugljen sastoji se od četiri osnovne komponente:

• komore za izgaranje;
• ojačani temelj;
• dimnjak;
• odjeljak za recikliranje.

Kemijski proces

Nakon ulaska u komoru dolazi do postupnog tinjanja drva za ogrjev. Ovaj proces se događa zbog prisutnosti u ložištu dovoljne količine plina kisika koji podržava izgaranje. Kako tinjanje napreduje, oslobađa se dovoljna količina topline i višak tekućine se pretvara u paru.

Dim koji se oslobađa tijekom reakcije odlazi u odjeljak za sekundarnu obradu, gdje potpuno izgara i oslobađa se toplina. obavlja nekoliko važnih funkcionalnih zadataka. Uz njegovu pomoć nastaje ugljen, a u sobi se održava ugodna temperatura.

Ali proces dobivanja takvog goriva je prilično delikatan, a uz najmanju odgodu moguće je potpuno izgaranje drva. Obavezno u Određeno vrijeme izvadite pougljene komade iz pećnice.

Primjena drvenog ugljena

Ako slijedite tehnološki lanac, ispada odličan materijal, koji se može koristiti za potpuno grijanje stambenih prostorija tijekom zime sezona grijanja. Naravno, temperatura izgaranja ugljena bit će viša, ali takvo gorivo nije pristupačno u svim regijama.

Sagorijevanje drvenog ugljena počinje na temperaturi od 1250 stupnjeva. Na primjer, peć za taljenje radi na drveni ugljen. Plamen koji nastaje kada se zrak dovodi u peć lako topi metal.

Stvaranje optimalnih uvjeta za izgaranje

Zbog visoke temperature svi unutarnji elementi peći izrađeni su od posebne vatrostalne opeke. Za njihovu ugradnju koristi se vatrostalna glina. Dok je stvarao posebni uvjeti Sasvim je moguće postići temperaturu u pećnici veću od 2000 stupnjeva. Svaka vrsta ugljena ima svoje plamište. Nakon postizanja ovog pokazatelja, važno je održavati temperaturu paljenja kontinuiranim dovodom viška kisika u ložište.

Od nedostataka ovog procesa ističemo gubitak topline, jer će dio oslobođene energije pobjeći kroz cijev. To dovodi do smanjenja temperature ložišta. Tijekom eksperimentalno istraživanje znanstvenici su uspjeli ustanoviti za različite vrste gorivo optimalan višak volumena kisika. Zahvaljujući izboru viška zraka, možete računati na potpuno izgaranje goriva. Kao rezultat, možete računati na minimalne gubitke toplinske energije.

Zaključak

Usporedna vrijednost goriva procjenjuje se njegovom kaloričnom vrijednošću, mjerenom u kalorijama. S obzirom na karakteristike njegovih različitih vrsta, možemo zaključiti da jest ugljen je optimalna vrsta krutog Mnogi vlasnici vlastitih sustava grijanja pokušavaju koristiti kotlove koji rade na mješovitim gorivima: krutim, tekućim, plinovitim.

Svi znaju da potrošnja goriva igra veliku ulogu u našim životima. Gorivo se koristi u gotovo svim granama moderne industrije. Posebno se često koristi gorivo dobiveno iz nafte: benzin, kerozin, dizel gorivo i dr. Koriste se i zapaljivi plinovi (metan i drugi).

Odakle dolazi energija goriva?

Poznato je da se molekule sastoje od atoma. Da bi se bilo koja molekula (na primjer, molekula vode) podijelila na sastavne atome, potrebno je potrošiti energiju (svladati sile privlačenja atoma). Eksperimenti pokazuju da kada se atomi spoje u molekulu (to se događa kada gorivo izgara), energija se, naprotiv, oslobađa.

Kao što znate, postoji i nuklearno gorivo, ali o tome ovdje nećemo.

Kada gorivo izgara, oslobađa se energija. Najčešće je to toplinska energija. Eksperimenti pokazuju da je količina oslobođene energije izravno proporcionalna količini izgorjelog goriva.

Specifična toplina izgaranja

Za izračun ove energije koristi se fizikalna veličina koja se naziva specifična toplina izgaranja goriva. Specifična toplina izgaranja goriva pokazuje koliko se energije oslobađa pri izgaranju jedinice mase goriva.

Označava se latiničnim slovom q. U SI sustavu mjerna jedinica za ovu veličinu je J/kg. Imajte na umu da svako gorivo ima svoju specifičnu toplinu izgaranja. Ova vrijednost je izmjerena za gotovo sve vrste goriva i utvrđuje se iz tablica prilikom rješavanja zadataka.

Primjerice, specifična toplina izgaranja benzina je 46 000 000 J/kg, petroleja isto toliko, a etilnog alkohola 27 000 000 J/kg. Lako je razumjeti da je energija koja se oslobađa tijekom izgaranja goriva jednaka umnošku mase ovog goriva i specifične topline izgaranja goriva:

Pogledajmo primjere

Pogledajmo primjer. 10 grama etilnog alkohola izgorjelo je u alkoholnoj lampi za 10 minuta. Odredi snagu alkoholne lampe.

Riješenje. Nađimo količinu topline koja se oslobađa tijekom izgaranja alkohola:

Q = q*m; Q = 27 000 000 J/kg * 10 g = 27 000 000 J/kg * 0,01 kg = 270 000 J.

Nađimo snagu alkoholne lampe:

N = Q / t = 270 000 J / 10 min = 270 000 J / 600 s = 450 W.

Pogledajmo jedan složeniji primjer. Aluminijska posuda mase m1 napunjena vodom mase m2 zagrijana je pomoću kerozinske peći od temperature t1 do temperature t2 (00C< t1 < t2

Riješenje.

Nađimo količinu topline koju prima aluminij:

Q1 = c1 * m1 * (t1 t2);

Nađimo količinu topline koju prima voda:

Q2 = c2 * m2 * (t1 t2);

Nađimo količinu topline koju primi posuda s vodom:

Nađimo količinu topline koju oslobađa izgorjeli benzin:

Q4 = Q3 / k * 100 = (Q1 + Q2) / k * 100 =

(c1 * m1 * (t1 t2) + c2 * m2 * (t1 t2)) / k * 100;

U ovoj lekciji naučit ćemo kako izračunati količinu topline koju gorivo oslobađa tijekom izgaranja. Osim toga, razmotrit ćemo karakteristiku goriva - specifičnu toplinu izgaranja.

Budući da se cijeli naš život temelji na kretanju, a kretanje se uglavnom temelji na izgaranju goriva, proučavanje ove teme je vrlo važno za razumijevanje teme “Termički fenomeni”.

Nakon proučavanja pitanja vezanih uz količinu topline i specifični toplinski kapacitet, prijeđimo na razmatranje količina topline koja se oslobađa izgaranjem goriva.

Definicija

Gorivo- tvar koja u nekim procesima (izgaranje, nuklearne reakcije) proizvodi toplinu. Izvor je energije.

Gorivo se događa kruto, tekuće i plinovito(Sl. 1).

Riža. 1. Vrste goriva

• Kruta goriva uključuju ugljen i treset.
• Tekuća goriva uključuju nafta, benzin i drugi naftni derivati.
• Plinovita goriva uključuju prirodni gas.
• Zasebno možemo istaknuti vrlo česte U posljednje vrijeme nuklearno gorivo.

Izgaranje goriva je kemijski proces koji je oksidacijski. Tijekom izgaranja, atomi ugljika spajaju se s atomima kisika u molekule. Kao rezultat toga, oslobađa se energija koju osoba koristi za svoje potrebe (slika 2).

Riža. 2. Stvaranje ugljičnog dioksida

Za karakterizaciju goriva koristi se sljedeća karakteristika: kalorijska vrijednost. Kalorijska vrijednost pokazuje koliko se topline oslobađa pri izgaranju goriva (slika 3). U fizici kalorična vrijednost odgovara pojmu specifična toplina izgaranja tvari.

Riža. 3. Specifična toplina izgaranja

Definicija

Specifična toplina izgaranja - fizička količina, koji karakterizira gorivo, brojčano je jednak količini topline koja se oslobađa tijekom potpunog izgaranja goriva.

Specifična toplina izgaranja obično se označava slovom . Jedinice:

Ne postoji mjerna jedinica, budući da se izgaranje goriva odvija na gotovo konstantnoj temperaturi.

Specifična toplina izgaranja određuje se eksperimentalno pomoću sofisticiranih instrumenata. Međutim, postoje posebne tablice za rješavanje problema. U nastavku donosimo vrijednosti specifične topline izgaranja za neke vrste goriva.

Supstanca

Tablica 4. Specifična toplina izgaranja nekih tvari

Iz navedenih vrijednosti jasno je da se prilikom izgaranja oslobađa ogromna količina topline, pa se koriste mjerne jedinice (megajoules) i (gigajoules).

Za izračun količine topline koja se oslobađa tijekom izgaranja goriva koristi se sljedeća formula:

Ovdje: - masa goriva (kg), - specifična toplina izgaranja goriva ().

Zaključno, napominjemo da je većina goriva koje koristi čovječanstvo pohranjena korištenjem solarna energija. Ugljen, nafta, plin - sve je to nastalo na Zemlji zahvaljujući utjecaju Sunca (slika 4).

Riža. 4. Stvaranje goriva

U sljedećem satu govorit ćemo o zakonu održanja i transformacije energije u mehaničkim i toplinskim procesima.

Popisknjiževnost

1. Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / Ed. Orlova V.A., Roizena I.I. Fizika 8. - M.: Mnemosyne.
2. Peryshkin A.V. Fizika 8. - M.: Bustard, 2010.
3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizika 8. - M.: Prosvjeta.

1. Internet portal “festival.1september.ru” ()
2. Internet portal “school.xvatit.com” ()
3. Internet portal “stringer46.narod.ru” ()

Domaća zadaća

Uz glavne komponente, ugljen sadrži razne nezapaljive aditive za stvaranje pepela, "kamene". Pepeo zagađuje okoliš a na rešetkama se sinteruje u trosku, što otežava sagorijevanje ugljena. Osim toga, prisutnost stijena smanjuje specifičnu toplinu izgaranja ugljena. Ovisno o sorti i uvjetima proizvodnje količina minerali jako varira, sadržaj pepela u ugljenu je oko 15% (10-20%).
Druga štetna komponenta ugljena je sumpor. Pri izgaranju sumpora nastaju oksidi koji se u atmosferi pretvaraju u sumporne kiseline. Udio sumpora u ugljenu koji isporučujemo kupcima preko mreže naših zastupnika je oko 0,5%, to je vrlo niska vrijednost, što znači da će ekologija vašeg doma biti očuvana.
Glavni pokazatelj svakog goriva je specifična toplina izgaranja. Za ugljen ova brojka je:

Ove brojke odnose se na koncentrat ugljena. Stvarne brojke mogu značajno odstupati. Tako je za obični kameni ugljen, koji se može kupiti na skladištima ugljena, navedena vrijednost 5000-5500 kcal/kg. U našim izračunima koristimo 5300 kcal/kg.
Gustoća ugljena je od 1 do 1,7 (kameni ugljen - 1,3-1,4) g/cm 3, ovisno o vrsti i sadržaju mineralnih tvari. U tehnologiji se također koristi "nasipna gustoća"; ona je oko 800-1000 kg/m3.

Vrste i klase ugljena

Ugljen se klasificira prema mnogim parametrima (geografija proizvodnje, kemijski sastav), ali sa stajališta “kućanstva”, kada se kupuje ugljen za korištenje u pećima, dovoljno je razumjeti označavanje i mogućnost korištenja u ThermoRobotu.

Prema stupnju ugljeniziranosti razlikuju se tri vrste ugljena: smeđa, kamen I antracit. Koristi se sljedeći sustav označavanja ugljena: Raznolikost = (marka) + (veličina).

Osim glavnih razreda navedenih u tablici, razlikuju se i srednji razredi ugljena: DG (dugotrajni plin), GZh (plinski masni), KZh (koksni masni), PA (polu-antracit), također su smeđi ugljeni podijeljeni u skupine.
Koksne vrste ugljena (G, koks, Zh, K, OS) praktički se ne koriste u termoenergetici, jer su rijetka sirovina za koksno-kemijsku industriju.
Prema klasi veličine (veličina komada, frakcija), sortirani ugljen se dijeli na:

Osim sortiranog ugljena, u prodaji su dostupne kombinirane frakcije i sita (PK, KO, OM, MS, SSh, MSSh, OMSSh). Krupnoća ugljena određuje se prema manjoj vrijednosti najfinije frakcije i većoj vrijednosti najveće frakcije navedene u nazivu vrste ugljena.
Na primjer, frakcija OM (M - 13-25, O - 25-50) je 13-50 mm.

Osim gore navedenih vrsta ugljena, u prodaji možete pronaći brikete od ugljena, koji su prešani iz nisko obogaćene ugljene kaše.

Kako gori ugljen

Ugalj se sastoji od dvije zapaljive komponente: hlapljive tvari I čvrsti (koksni) ostatak.

Tijekom prve faze izgaranja oslobađaju se hlapljive tvari; Kada postoji višak kisika, brzo izgaraju, proizvodeći dug plamen, ali malo topline.

Nakon toga, ostatak koksa izgara; intenzitet njegovog izgaranja i temperatura paljenja ovise o stupnju ugljeniziranosti, odnosno o vrsti ugljena (smeđi, kameni, antracit).
Što je veći stupanj karbonizacije (najveći je za antracit), veća je temperatura paljenja i toplina izgaranja, ali je intenzitet izgaranja manji.

Ugljen klase D, G

Zbog visokog sadržaja hlapljivih tvari takav se ugljen brzo zapali i brzo izgori. Ugljen ovih razreda dostupan je i prikladan za gotovo sve vrste kotlova, međutim, za potpuno izgaranje, ovaj se ugljen mora isporučivati ​​u malim obrocima kako bi se oslobođene hlapljive tvari imale vremena potpuno spojiti s kisikom u zraku. Potpuno izgaranje ugljena karakterizira žuti plamen i bistri dimni plinovi; nepotpunim izgaranjem hlapljivih tvari nastaje ljubičasti plamen i crni dim.
Za učinkovito sagorijevanje Za takav ugljen potrebno je stalno nadzirati proces; ovaj način rada se provodi u termorobotskoj kotlovnici.

Ugljen razreda A

Teže se pali, ali dugo gori i proizvodi mnogo više topline. Ugljen se može utovariti u velikim serijama, budući da sagorijevaju uglavnom koksni ostatak i nema masovnog oslobađanja hlapljivih tvari. Način puhanja je vrlo važan, jer ako postoji nedostatak zraka, izgaranje se odvija sporo, može se zaustaviti ili, naprotiv, pretjerano povećanje temperature, što dovodi do gubitka topline i izgaranja kotla.