Dizel yoqilg'isining eng past kaloriyali qiymati mj kg ni tashkil qiladi. Har xil turdagi yoqilg'ining kalorifik qiymatining xususiyatlari

5. YONISHNING TERMAL BALANS

Keling, gazsimon, suyuq va qattiq yoqilg'ining yonish jarayonining issiqlik balansini hisoblash usullarini ko'rib chiqaylik. Hisoblash quyidagi muammolarni hal qilish uchun keladi.

· Yonilg'ining yonish issiqligini (kaloriya qiymatini) aniqlash.

· Nazariy yonish haroratini aniqlash.

5.1. YONISH ISITISHI

Kimyoviy reaktsiyalar issiqlikning chiqishi yoki yutilishi bilan birga keladi. Issiqlik ajralib chiqqanda reaktsiya ekzotermik, issiqlik yutilganda esa endotermik deyiladi. Barcha yonish reaktsiyalari ekzotermik, yonish mahsulotlari esa ekzotermik birikmalardir.

Kimyoviy reaksiya jarayonida ajralib chiqadigan (yoki yutilgan) issiqlik reaksiya issiqligi deyiladi. Ekzotermik reaksiyalarda musbat, endotermik reaksiyalarda manfiy bo`ladi. Yonish reaktsiyasi har doim issiqlikning chiqishi bilan birga keladi. Yonish issiqligi Q g(J/mol) - bir mol moddaning toʻliq yonishi va yonuvchi moddaning toʻliq yonish mahsulotiga aylanishi jarayonida ajralib chiqadigan issiqlik miqdori. Mol - modda miqdorining asosiy SI birligi. Bir mol - uglerod-12 izotopining 12 g tarkibida atomlar bo'lsa, shuncha zarrachalar (atomlar, molekulalar va boshqalar) mavjud bo'lgan moddaning miqdori. 1 molga teng modda miqdorining massasi (molekulyar yoki molyar massa) son jihatdan berilgan moddaning nisbiy molekulyar massasiga to‘g‘ri keladi.

Masalan, kislorodning nisbiy molekulyar og'irligi (O 2) 32, karbonat angidrid(CO 2) 44 ga teng va mos keladigan molekulyar og'irliklar M = 32 g / mol va M = 44 g / mol bo'ladi. Shunday qilib, bir mol kislorodda bu moddaning 32 grammi, CO 2 ning bir molida esa 44 gramm karbonat angidrid mavjud.

Texnik hisob-kitoblarda eng ko'p ishlatiladigan yonish issiqligi emas. Q g, va yoqilg'ining kalorifik qiymati Q(J/kg yoki J/m 3). Moddaning kalorifik qiymati - 1 kg yoki 1 m 3 moddaning to'liq yonishi paytida ajralib chiqadigan issiqlik miqdori. Suyuq va qattiq moddalar uchun hisoblash 1 kg uchun, gazsimon moddalar uchun esa 1 m 3 uchun amalga oshiriladi.

Yonish issiqligi va yoqilg'ining kalorifik qiymatini bilish yonish yoki portlash harorati, portlash bosimi, olov tarqalish tezligi va boshqa xususiyatlarni hisoblash uchun zarurdir. Yoqilg'ining kalorifik qiymati eksperimental yoki hisoblash yo'li bilan aniqlanadi. Issiqlik qiymatini eksperimental ravishda aniqlashda qattiq yoki suyuq yoqilg'ining berilgan massasi kalorimetrik bombada, gazsimon yoqilg'ida esa gaz kalorimetrida yondiriladi. Ushbu asboblar umumiy issiqlikni o'lchaydi Q 0 yonilg'i tortish namunasini yoqish paytida chiqariladi m. Kaloriya qiymati Q g formula orqali topiladi

Yonish issiqligi va o'rtasidagi bog'liqlik
yoqilg'ining kalorifik qiymati

Yonish issiqligi va moddaning kalorifik qiymati o'rtasidagi bog'liqlikni o'rnatish uchun yonishning kimyoviy reaktsiyasi tenglamasini yozish kerak.

Uglerodning to'liq yonishi mahsuloti karbonat angidriddir:

C+O2 →CO2.

Vodorodning to'liq yonishi mahsuloti suvdir:

2H 2 +O 2 →2H 2 O.

Oltingugurtning to'liq yonishi mahsuloti oltingugurt dioksididir:

S +O 2 →SO 2.

Bunda azot, galogenlar va boshqa yonmaydigan elementlar erkin shaklda chiqariladi.

Yonuvchan modda - gaz

Misol tariqasida, yonish issiqligi teng bo'lgan metan CH 4 ning issiqlik qiymatini hisoblaylik. Q g=882.6 .

· Keling, aniqlaymiz molekulyar og'irlik unga mos ravishda metan kimyoviy formula(CH 4):

M=1∙12+4∙1=16 g/mol.

· 1 kg metanning issiqlik qiymatini aniqlaymiz:

· 1 kg metanning zichligini r=0,717 kg/m 3 da bilgan holda uning hajmi topilsin. normal sharoitlar:

.

· 1 m 3 metanning issiqlik qiymatini aniqlaymiz:

Har qanday yonuvchan gazlarning kalorifik qiymati ham xuddi shunday aniqlanadi. Ko'pgina umumiy moddalar uchun yonish issiqligi va kalorifik qiymatlar bilan o'lchanadi yuqori aniqlik va tegishli ma'lumotnomada keltirilgan. Bu erda ba'zi gazsimon moddalarning kalorifik qiymatlari jadvali (5.1-jadval). Kattalik Q bu jadvalda MJ/m 3 va kkal/m 3 da berilgan, chunki issiqlik birligi sifatida ko'pincha 1 kkal = 4,1868 kJ ishlatiladi.

5.1-jadval

Gazsimon yoqilg'ining kalorifik qiymati

Modda			Asetilen
Q

Yonuvchan modda - suyuq yoki qattiq

Misol tariqasida, yonish issiqligi bo'lgan etil spirti C 2 H 5 OH ning kalorifik qiymatini hisoblaylik. Q g= 1373,3 kJ/mol.

· Etil spirtining molekulyar massasini uning kimyoviy formulasiga (C 2 H 5 OH) muvofiq aniqlaymiz:

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

1 kg etil spirtining kalorifik qiymatini aniqlaymiz:

Har qanday suyuq va qattiq yonuvchi moddalarning kalorifik qiymati ham xuddi shunday aniqlanadi. Jadvalda 5.2 va 5.3 kalorifik qiymatlarni ko'rsatadi Q(MJ/kg va kkal/kg) ba'zi suyuqliklar va qattiq moddalar uchun.

5.2-jadval

Suyuq yoqilg'ining kalorifik qiymati

Modda		Metil spirti	etanol			Yoqilg'i moyi, moy
Q

5.3-jadval

Qattiq yoqilg'ining kalorifik qiymati

Modda		Daraxt yangi	Quruq yog'och	Qo'ng'ir ko'mir	Quruq torf	Antrasit, koks
Q

Mendeleyev formulasi

Agar yoqilg'ining kalorifik qiymati noma'lum bo'lsa, u holda uni D.I. tomonidan taklif qilingan empirik formuladan foydalanib hisoblash mumkin. Mendeleev. Buning uchun siz yoqilg'ining elementar tarkibini (ekvivalent yoqilg'i formulasi), ya'ni undagi quyidagi elementlarning foiz tarkibini bilishingiz kerak:

Kislorod (O);

Vodorod (H);

Uglerod (C);

Oltingugurt (S);

Kul (A);

Suv (Vt).

Yoqilg'i yonish mahsulotlari doimo suv bug'ini o'z ichiga oladi, u yoqilg'ida namlik mavjudligi tufayli ham, vodorodning yonishi paytida ham hosil bo'ladi. Chiqindilarni yoqish mahsulotlari sanoat korxonasini shudring nuqtasidan yuqori haroratda tark etadi. Shuning uchun, suv bug'ining kondensatsiyasi paytida ajralib chiqadigan issiqlikdan foydali foydalanish mumkin emas va termal hisob-kitoblarda hisobga olinmasligi kerak.

Hisoblash uchun odatda sof kalorifik qiymatdan foydalaniladi Q n suv bug'lari bilan issiqlik yo'qotishlarini hisobga oladigan yoqilg'i. Qattiq va suyuq yoqilg'i uchun qiymat Q n(MJ/kg) taxminan Mendeleyev formulasi bilan aniqlanadi:

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

bu erda yoqilg'i tarkibidagi mos keladigan elementlarning foizi (og'.%) qavslar ichida ko'rsatilgan.

Ushbu formulada uglerod, vodorod va oltingugurtning (ortiqcha belgisi bilan) ekzotermik yonish reaktsiyalarining issiqligi hisobga olinadi. Yoqilg'i tarkibiga kiritilgan kislorod havodagi kislorodni qisman almashtiradi, shuning uchun (5.1) formuladagi tegishli atama minus belgisi bilan olinadi. Namlik bug'langanda issiqlik iste'mol qilinadi, shuning uchun W ni o'z ichiga olgan tegishli atama ham minus belgisi bilan olinadi.

Turli yoqilg'ilarning (yog'och, torf, ko'mir, moy) kaloriya qiymati bo'yicha hisoblangan va eksperimental ma'lumotlarni taqqoslash shuni ko'rsatdiki, Mendeleyev formulasi (5.1) yordamida hisoblash 10% dan ko'p bo'lmagan xatolik beradi.

Sof kaloriya qiymati Q n(MJ/m3) quruq yonuvchi gazlarni alohida komponentlarning kalorifik qiymati mahsulotlari yig'indisi va 1 m3 gazsimon yoqilg'ida ularning foiz nisbati sifatida etarli aniqlik bilan hisoblash mumkin.

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)

bu erda aralashmadagi tegishli gazlarning foizi (hajmi %) qavs ichida ko'rsatilgan.

O'rtacha, tabiiy gazning kalorifik qiymati taxminan 53,6 MJ / m 3 ni tashkil qiladi. Sun'iy yo'l bilan ishlab chiqarilgan yonuvchi gazlarda metan CH4 ning miqdori ahamiyatsiz. Asosiy yonuvchan komponentlar vodorod H2 va karbon monoksit CO hisoblanadi. Masalan, koks gazida H2 miqdori (55 ÷ 60)% ga etadi va bunday gazning quyi kalorifik qiymati 17,6 MJ / m3 ga etadi. Jeneratör gazida CO ~ 30% va H 2 ~ 15% mavjud, generator gazining past kalorifik qiymati esa. Q n= (5,2÷6,5) MJ/m3. Yuqori o'choq gazida CO va H 2 ning tarkibi pastroq; kattalik Q n= (4,0÷4,2) MJ/m 3.

Mendeleyev formulasi yordamida moddalarning issiqlik qiymatini hisoblash misollarini ko'rib chiqamiz.

Keling, ko'mirning issiqlik qiymatini aniqlaymiz, uning elementar tarkibi jadvalda keltirilgan. 5.4.

5.4-jadval

Ko'mirning elementar tarkibi

· Jadvalda berilganlarni almashtiramiz. 5.4 Mendeleyev formulasidagi (5.1) ma'lumotlar (azot N va kul A bu formulaga kiritilmagan, chunki ular inert moddalardir va yonish reaktsiyasida qatnashmaydi):

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

50 litr suvni 10°C dan 100°C gacha qizdirish uchun zarur boʻlgan oʻtin miqdori, agar yonish jarayonida ajralib chiqqan issiqlikning 5% isitish uchun sarflansa, suvning issiqlik sigʻimi aniqlansin. Bilan=1 kkal/(kg∙deg) yoki 4,1868 kJ/(kg∙deg). O'tinning elementar tarkibi jadvalda keltirilgan. 5.5:

5.5-jadval

O'tinning elementar tarkibi

	· Mendeleyev formulasi (5.1) yordamida o‘tinning issiqlik qiymatini topamiz: Q n=0,339∙43+1,025∙7–0,1085∙41–0,025∙7= 17,12 MJ/kg. · 1 kg o‘tinni yoqishda suvni isitish uchun sarflangan issiqlik miqdorini aniqlaymiz (yonish jarayonida ajralib chiqadigan issiqlikning 5% (a = 0,05) uni isitishga sarflanishini hisobga olgan holda): Q 2 =a Q n=0,05·17,12=0,86 MJ/kg. · 50 litr suvni 10°C dan 100°C gacha qizdirish uchun zarur boʻlgan oʻtin miqdorini aniqlaymiz: kg. Shunday qilib, suvni isitish uchun taxminan 22 kg o'tin kerak bo'ladi.

Ko'mirning yonish harorati yoqilg'ini tanlashda xatolikka yo'l qo'ymaslik imkonini beruvchi asosiy mezon hisoblanadi. Qozonning ishlashi va uning sifatli ishi bevosita ushbu qiymatga bog'liq.

Haroratni aniqlash opsiyasi

Qish mavsumida turar-joy binolarini isitish masalasi ayniqsa dolzarbdir. Sovutish moslamalari narxining muntazam ravishda oshishi tufayli odamlar issiqlik energiyasini ishlab chiqarishning muqobil variantlarini izlashlari kerak.

Ushbu muammoni hal qilishning eng yaxshi yo'li optimal bo'lgan qattiq yonilg'i qozonlarini tanlashdir ishlab chiqarish xususiyatlari, issiqlikni mukammal ushlab turadi.

Maxsus issiqlik Ko'mirning yonishi - bu bir kilogramm yoqilg'ining to'liq yonishi paytida qancha issiqlik chiqishi mumkinligini ko'rsatadigan jismoniy miqdor. Qozonning ishlashi uchun uzoq vaqt, buning uchun to'g'ri yoqilg'ini tanlash muhimdir. Ko'mirning o'ziga xos yonish issiqligi yuqori (22 MJ / kg), shuning uchun bu turdagi yoqilg'i qozonning samarali ishlashi uchun optimal hisoblanadi.

Yog'ochning xususiyatlari va xususiyatlari

Hozirgi vaqtda gazni yoqish jarayoniga asoslangan qurilmalardan maishiy tizimlarni qattiq yoqilg'ida isitishga o'tish tendentsiyasi mavjud.

Uyda qulay mikroiqlimni yaratish to'g'ridan-to'g'ri tanlangan yoqilg'ining sifatiga bog'liqligini hamma ham bilmaydi. Bunday ishlatiladigan an'anaviy material sifatida isitish qozonlari, yog'ochni tanlang.

Qattiq iqlim sharoitlari, uzaygan va bilan xarakterlanadi sovuq qish, butun isitish mavsumi davomida uyni yog'och bilan isitish juda qiyin. Havoning harorati keskin pasayganda, qozon egasi uni maksimal imkoniyatlar yoqasida ishlatishga majbur bo'ladi.

Sifatida tanlashda qattiq yoqilg'i yog'och paydo bo'ladi jiddiy muammolar va noqulaylik. Avvalo, ko'mirning yonish harorati yog'ochdan ancha yuqori ekanligini ta'kidlaymiz. Kamchiliklar orasida va yuqori tezlik isitish qozonini ishlatishda jiddiy qiyinchiliklarni keltirib chiqaradigan yog'ochning yonishi. Uning egasi olov qutisidagi o'tinning mavjudligini doimiy ravishda kuzatib borishga majbur bo'ladi, isitish mavsumi uchun uning juda katta miqdori talab qilinadi.

Ko'mir variantlari

Yonish harorati ancha yuqori, shuning uchun bu variant yoqilg'i an'anaviy o'tinga ajoyib alternativ hisoblanadi. Shuningdek, biz mukammal issiqlik uzatish tezligini, yonish jarayonining davomiyligini va kam yoqilg'i sarfini qayd etamiz. Qazib olishning o'ziga xos xususiyatlariga, shuningdek, er osti chuqurliklarida paydo bo'lish chuqurligiga bog'liq bo'lgan bir necha turdagi ko'mir mavjud: qattiq, jigarrang, antrasit.

Ushbu variantlarning har biri o'ziga xos xususiyatlarga ega va ulardan foydalanishga imkon beradi qattiq yonilg'i qozonlari. Qo'ng'ir ko'mirdan foydalanganda o'choqdagi ko'mirning yonish harorati minimal bo'ladi, chunki u etarli darajada o'z ichiga oladi katta miqdorda turli xil aralashmalar. Issiqlik uzatish ko'rsatkichlariga kelsak, ularning qiymati yog'ochga o'xshaydi. Kimyoviy reaksiya yonish ekzotermik, ko'mirning issiqlik qiymati yuqori.

Ko'mirning yonish harorati 400 daraja. Bundan tashqari, ushbu turdagi ko'mirning kaloriyali qiymati ancha yuqori, shuning uchun bu turdagi yoqilg'i turar-joy binolarini isitish uchun keng qo'llaniladi.

Antrasit maksimal samaradorlikka ega. Bunday yoqilg'ining kamchiliklari orasida biz uning yuqori narxini ta'kidlaymiz. Ushbu turdagi ko'mirning yonish harorati 2250 darajaga etadi. Erning ichaklaridan olinadigan hech qanday qattiq yoqilg'ida bunday ko'rsatkich yo'q.

Ko'mir bilan ishlaydigan pechning xususiyatlari

Shunga o'xshash qurilma mavjud dizayn xususiyatlari, ko'mirning piroliz reaktsiyasini o'z ichiga oladi. foydali qazilmalarga tegishli emas, u inson faoliyati mahsuliga aylangan.

Ko'mirning yonish harorati 900 daraja bo'lib, bu etarli miqdorda issiqlik energiyasini chiqarish bilan birga keladi. Bunday ajoyib mahsulotni yaratish texnologiyasi qanday? Gap shundaki muayyan ishlov berish yog'och, buning natijasida uning tuzilishi sezilarli darajada o'zgaradi va undan ortiqcha namlik chiqariladi. Shunga o'xshash jarayon maxsus pechlarda amalga oshiriladi. Bunday qurilmalarning ishlash printsipi piroliz jarayoniga asoslangan. Qabul qilish uchun pech ko'mir to'rtta asosiy komponentdan iborat:

• yonish kameralari;
• mustahkamlangan poydevor;
• baca;
• qayta ishlash bo'limi.

Kimyoviy jarayon

Kameraga kirgandan so'ng, o'tinning asta-sekin yonishi sodir bo'ladi. Bu jarayon olov qutisida yonishni qo'llab-quvvatlaydigan etarli miqdordagi kislorod gazining mavjudligi tufayli yuzaga keladi. Yonish jarayoni davom etar ekan, etarli miqdorda issiqlik chiqariladi va ortiqcha suyuqlik bug'ga aylanadi.

Reaktsiya paytida chiqarilgan tutun ikkilamchi ishlov berish bo'limiga boradi, u erda to'liq yonadi va issiqlik chiqariladi. bir qancha muhim funksional vazifalarni bajaradi. Uning yordami bilan ko'mir hosil bo'ladi va xonada qulay harorat saqlanadi.

Ammo bunday yoqilg'ini olish jarayoni juda nozik va eng kichik kechikish bilan o'tinning to'liq yonishi mumkin. Majburiy ma'lum vaqt pechdan kuygan bo'laklarni olib tashlang.

Ko'mirni qo'llash

Agar siz texnologik zanjirga amal qilsangiz, u chiqadi ajoyib material, qishda turar-joy binolarini to'liq isitish uchun ishlatilishi mumkin isitish mavsumi. Albatta, ko'mirning yonish harorati yuqoriroq bo'ladi, ammo bunday yoqilg'i barcha hududlarda hamyonbop emas.

Ko'mirning yonishi 1250 daraja haroratda boshlanadi. Masalan, eritish pechi ko'mirda ishlaydi. Olovli pechga havo berilganda hosil bo'ladigan olov metallni osongina eritadi.

Yonish uchun optimal sharoitlarni yaratish

Yuqori harorat tufayli pechning barcha ichki elementlari maxsus refrakter g'ishtlardan yasalgan. Ularni o'rnatish uchun yong'inga chidamli loy ishlatiladi. Yaratish paytida maxsus shartlar Pechda 2000 darajadan yuqori haroratni olish juda mumkin. Har bir turdagi ko'mirning o'ziga xos yonish nuqtasi mavjud. Ushbu ko'rsatkichga erishgandan so'ng, olov qutisiga ortiqcha kislorodni doimiy ravishda etkazib berish orqali ateşleme haroratini saqlab turish muhimdir.

Ushbu jarayonning kamchiliklari orasida biz issiqlik yo'qotilishini ta'kidlaymiz, chunki chiqarilgan energiyaning bir qismi quvur orqali chiqib ketadi. Bu olov qutisi haroratining pasayishiga olib keladi. Davomida eksperimental tadqiqot uchun olimlar o'rnatishga muvaffaq bo'lishdi har xil turlari yoqilg'i optimal ortiqcha kislorod hajmi. Haddan tashqari havo tanlovi tufayli siz yoqilg'ining to'liq yonishiga ishonishingiz mumkin. Natijada, siz issiqlik energiyasining minimal yo'qotishlariga ishonishingiz mumkin.

Xulosa

Yoqilg'ining qiyosiy qiymati uning kaloriyali qiymati bilan baholanadi, kaloriyalarda o'lchanadi. Uning turli xil turlarining xususiyatlarini hisobga olgan holda, biz shunday degan xulosaga kelishimiz mumkin ko'mir qattiq optimal turi hisoblanadi O'z isitish tizimlarining ko'plab egalari aralash yoqilg'ida ishlaydigan qozonlardan foydalanishga harakat qilishadi: qattiq, suyuq, gazsimon.

Yoqilg'idan foydalanish hayotimizda katta rol o'ynashini hamma biladi. Yoqilg'i zamonaviy sanoatning deyarli barcha sohalarida qo'llaniladi. Neftdan olingan yoqilg'i ayniqsa tez-tez ishlatiladi: benzin, kerosin, dizel yoqilg'isi va boshqalar. Yonuvchan gazlar (metan va boshqalar) ham ishlatiladi.

Yoqilg'i energiyasi qayerdan keladi?

Ma'lumki, molekulalar atomlardan tashkil topgan. Har qanday molekulani (masalan, suv molekulasini) uning tarkibiy atomlariga bo'lish uchun energiya sarflash (atomlarning tortishish kuchlarini engish) kerak. Tajribalar shuni ko'rsatadiki, atomlar molekulaga birlashganda (yoqilg'i yoqilganda shunday bo'ladi) energiya, aksincha, ajralib chiqadi.

Ma'lumki, yadro yoqilg'isi ham bor, ammo bu erda biz bu haqda gapirmaymiz.

Yoqilg'i yoqilganda energiya chiqariladi. Ko'pincha bu issiqlik energiyasidir. Tajribalar shuni ko'rsatadiki, chiqarilgan energiya miqdori yoqilgan yoqilg'i miqdori bilan to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.

O'ziga xos yonish issiqligi

Ushbu energiyani hisoblash uchun yoqilg'ining o'ziga xos yonish issiqligi deb ataladigan jismoniy miqdor ishlatiladi. Yoqilg'ining o'ziga xos yonish issiqligi yoqilg'ining birlik massasi yonishi paytida qancha energiya ajralib chiqishini ko'rsatadi.

Lotin q harfi bilan belgilanadi. SI tizimida bu miqdor uchun o'lchov birligi J / kg dir. E'tibor bering, har bir yoqilg'ining o'ziga xos yonish issiqligi bor. Bu qiymat deyarli barcha turdagi yoqilg'ilar uchun o'lchangan va muammolarni hal qilishda jadvallardan aniqlanadi.

Masalan, benzinning solishtirma yonish issiqligi 46 000 000 J/kg, kerosin bir xil, etil spirti esa 27 000 000 J/kg. Yoqilg'i yonishi paytida chiqarilgan energiya ushbu yoqilg'ining massasi va yoqilg'ining o'ziga xos yonish issiqligi mahsulotiga teng ekanligini tushunish oson:

Keling, misollarni ko'rib chiqaylik

Keling, bir misolni ko'rib chiqaylik. 10 gramm etil spirti 10 daqiqada spirtli chiroqda yondi. Spirtli chiroqning kuchini toping.

Yechim. Spirtli ichimliklarni yoqish paytida ajralib chiqadigan issiqlik miqdori topilsin:

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

Spirtli chiroqning kuchini topamiz:

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

Keling, murakkabroq misolni ko'rib chiqaylik. m2 massali suv bilan to'ldirilgan m1 massali alyuminiy idish kerosinli pech yordamida t1 haroratdan t2 (00C) haroratgacha qizdirildi.< t1 < t2

Yechim.

Alyuminiy olgan issiqlik miqdori topilsin:

Q1 = c1 * m1 * (t1 t2);

Suv qabul qilgan issiqlik miqdorini topamiz:

Q2 = c2 * m2 * (t1 t2);

Bir idish suv olgan issiqlik miqdorini topamiz:

Yongan benzinning issiqlik miqdorini topamiz:

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

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

Ushbu darsda biz yoqilg'ining yonish paytida chiqaradigan issiqlik miqdorini qanday hisoblashni o'rganamiz. Bundan tashqari, biz yoqilg'ining xususiyatlarini - o'ziga xos yonish issiqligini ko'rib chiqamiz.

Bizning butun hayotimiz harakatga asoslanganligi va harakat asosan yoqilg'ining yonishiga asoslanganligi sababli, ushbu mavzuni o'rganish "Issiqlik hodisalari" mavzusini tushunish uchun juda muhimdir.

Issiqlik miqdori bilan bog'liq masalalarni o'rganib chiqqandan so'ng va o'ziga xos issiqlik sig'imi, keling, ko'rib chiqishga o'tamiz yoqilg'i yoqilganda chiqariladigan issiqlik miqdori.

Ta'rif

Yoqilg'i- ayrim jarayonlarda (yonish, yadro reaksiyalari) issiqlik hosil qiluvchi modda. Energiya manbai hisoblanadi.

Yoqilg'i sodir bo'ladi qattiq, suyuq va gazsimon(1-rasm).

Guruch. 1. Yoqilg'i turlari

• Qattiq yoqilg'ilar o'z ichiga oladi ko'mir va torf.
• Suyuq yoqilg'ilar kiradi neft, benzin va boshqa neft mahsulotlari.
• Gazsimon yoqilg'ilarga kiradi Tabiiy gaz.
• Alohida, biz juda keng tarqalganini ajratib ko'rsatishimiz mumkin Yaqinda yadro yoqilg'isi.

Yoqilg'i yonishi kimyoviy jarayon bo'lib, oksidlovchi hisoblanadi. Yonish jarayonida uglerod atomlari kislorod atomlari bilan birlashib molekulalarni hosil qiladi. Buning natijasida inson o'z maqsadlari uchun foydalanadigan energiya chiqariladi (2-rasm).

Guruch. 2. Karbonat angidridning hosil bo'lishi

Yoqilg'i tavsifi uchun quyidagi xarakteristikalar qo'llaniladi: kaloriya qiymati. Kaloriya qiymati yoqilg'i yonishi paytida qancha issiqlik ajralib chiqishini ko'rsatadi (3-rasm). Fizikada kalorifik qiymat tushunchaga mos keladi moddaning solishtirma yonish issiqligi.

Guruch. 3. Yonishning solishtirma issiqligi

Ta'rif

O'ziga xos yonish issiqligi - jismoniy miqdor, yoqilg'ini tavsiflovchi, son jihatdan yoqilg'ining to'liq yonishi paytida chiqarilgan issiqlik miqdoriga teng.

Yonishning o'ziga xos issiqligi odatda harf bilan belgilanadi. Birliklar:

O'lchov birligi yo'q, chunki yoqilg'ining yonishi deyarli doimiy haroratda sodir bo'ladi.

Murakkab asboblar yordamida o'ziga xos yonish issiqligi eksperimental tarzda aniqlanadi. Biroq, muammolarni hal qilish uchun maxsus jadvallar mavjud. Quyida biz yoqilg'ining ayrim turlari uchun o'ziga xos yonish issiqligining qiymatlarini keltiramiz.

Modda

Jadval 4. Ayrim moddalarning solishtirma yonish issiqligi

Berilgan qiymatlardan ko'rinib turibdiki, yonish paytida juda ko'p miqdorda issiqlik chiqariladi, shuning uchun o'lchov birliklari (megajoullar) va (gigajoullar) ishlatiladi.

Yoqilg'i yonishi paytida chiqarilgan issiqlik miqdorini hisoblash uchun quyidagi formuladan foydalaniladi:

Bu erda: - yoqilg'ining massasi (kg), - yoqilg'ining solishtirma yonish issiqligi ().

Xulosa qilib shuni ta'kidlaymizki, insoniyat tomonidan ishlatiladigan yoqilg'ining ko'p qismi foydalanishda saqlanadi quyosh energiyasi. Ko'mir, neft, gaz - bularning barchasi Yerda Quyosh ta'sirida paydo bo'lgan (4-rasm).

Guruch. 4. Yoqilg'i hosil bo'lishi

Keyingi darsda biz mexanik va issiqlik jarayonlarida energiyaning saqlanish va aylanish qonuni haqida gapiramiz.

Roʻyxatadabiyot

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

1. "festival.1september.ru" internet portali ()
2. “school.xvatit.com” internet portali ()
3. "stringer46.narod.ru" internet portali ()

Uy vazifasi

Asosiy tarkibiy qismlarga qo'shimcha ravishda, ko'mirda turli xil yonmaydigan kul hosil qiluvchi qo'shimchalar, "tosh" mavjud. Ash ifloslantiradi muhit va panjaralarda shlaklarga sinterlanadi, bu esa ko'mirni yoqishni qiyinlashtiradi. Bundan tashqari, toshning mavjudligi ko'mirning yonishning o'ziga xos issiqligini pasaytiradi. Turli va ishlab chiqarish sharoitlariga qarab, miqdori minerallar juda katta farq qiladi, ko'mirning kul miqdori taxminan 15% (10-20%).
Ko'mirning yana bir zararli komponenti oltingugurt. Oltingugurtning yonishi jarayonida oksidlar hosil bo'lib, ular atmosferada aylanadi sulfat kislota. Bizning vakillarimiz tarmog‘i orqali xaridorlarga yetkazib berayotgan ko‘mir tarkibidagi oltingugurt miqdori taxminan 0,5 foizni tashkil etadi, bu juda past ko‘rsatkich, ya’ni uyingiz ekologiyasi saqlanib qoladi.
Har qanday yoqilg'ining asosiy ko'rsatkichi o'ziga xos yonish issiqligi. Ko'mir uchun bu ko'rsatkich:

Bu raqamlar ko'mir konsentratiga tegishli. Haqiqiy ko'rsatkichlar sezilarli darajada farq qilishi mumkin. Shunday qilib, ko'mir omborlarida sotib olinadigan oddiy toshko'mir uchun ko'rsatilgan qiymat 5000-5500 kkal / kg ni tashkil qiladi. Biz hisob-kitoblarimizda 5300 kkal / kg dan foydalanamiz.
Ko'mirning zichligi mineral moddalarning turi va tarkibiga qarab 1 dan 1,7 gacha (tosh ko'mir - 1,3-1,4) g / sm 3 gacha. Texnologiyada "ommaviy zichlik" ham qo'llaniladi, u taxminan 800-1000 kg / m3 ni tashkil qiladi.

Ko'mirning turlari va navlari

Ko'mir ko'plab parametrlarga ko'ra tasniflanadi (ishlab chiqarish geografiyasi, Kimyoviy tarkibi), ammo "uy xo'jaligi" nuqtai nazaridan, pechkalarda ishlatish uchun ko'mir sotib olayotganda, ThermoRobot-da etiketka va foydalanish imkoniyatini tushunish kifoya.

Ko'mirlanish darajasiga ko'ra, ko'mirning uch turi ajratiladi: jigarrang, tosh Va antrasit. Quyidagi ko'mirni belgilash tizimi qo'llaniladi: Turli xillik = (brend) + (hajmi).

Jadvalda keltirilgan asosiy navlarga qo'shimcha ravishda ko'mirning oraliq navlari ham ajralib turadi: DG (uzoq olovli gaz), GZh (gazli yog'li), KZh (koks yog'li), PA (yarim antrasit), jigarrang ko'mirlar ham. guruhlarga boʻlingan.
Ko'mirning kokslangan navlari (G, koks, Zh, K, OS) issiqlik energetikasida deyarli qo'llanilmaydi, chunki ular koks sanoati uchun kam xom ashyo hisoblanadi.
O'lcham sinfiga ko'ra (bo'laklarning o'lchami, fraksiyalari) navli ko'mir quyidagilarga bo'linadi:

Sotiladigan ko'mirdan tashqari, birlashtirilgan fraktsiyalar va skrininglar (PK, KO, OM, MS, SSh, MSSh, OMSSh) mavjud. Ko'mirning o'lchami eng nozik fraktsiyaning kichik qiymatiga va ko'mir navi nomida ko'rsatilgan eng katta fraktsiyaning kattaroq qiymatiga qarab belgilanadi.
Masalan, OM fraktsiyasi (M - 13-25, O - 25-50) 13-50 mm.

Yuqorida aytib o'tilgan ko'mir turlaridan tashqari, sotuvda siz past boyitilgan ko'mir shlamidan presslangan ko'mir briketlarini topishingiz mumkin.

Ko'mir qanday yonadi

Ko'mir ikkita yonuvchan komponentdan iborat: uchuvchi moddalar Va qattiq (koks) qoldiq.

Yonishning birinchi bosqichida uchuvchi moddalar chiqariladi; Kislorod ko'p bo'lsa, ular tezda yonib ketadi, uzoq olov, lekin ozgina issiqlik hosil qiladi.

Shundan so'ng, koks qoldiqlari yonib ketadi; uning yonish intensivligi va yonish harorati ko'mirlanish darajasiga, ya'ni ko'mir turiga (jigarrang, qattiq, antrasit) bog'liq.
Karbonizatsiya darajasi qanchalik yuqori bo'lsa (eng yuqori - antrasit uchun), yonish harorati va yonish issiqligi shunchalik yuqori bo'ladi, lekin yonish intensivligi past bo'ladi.

Ko'mir navlari D, G

Uchuvchi moddalarning ko'pligi tufayli bunday ko'mir tez yonadi va tez yonib ketadi. Ushbu turdagi ko'mir mavjud va deyarli barcha turdagi qozonlarga mos keladi, ammo to'liq yonish uchun bu ko'mir kichik qismlarda berilishi kerak, shunda chiqarilgan uchuvchi moddalar havodagi kislorod bilan to'liq birlashishi uchun vaqt topadi. Ko'mirning to'liq yonishi sariq olov va aniq tutun gazlari bilan tavsiflanadi; uchuvchi moddalarning to'liq yonmasligi binafsha olov va qora tutun hosil qiladi.
Uchun samarali yonish Bunday ko'mir uchun jarayonni doimiy ravishda kuzatib borish kerak, bu ish rejimi Termorobot avtomatik qozonxonasida amalga oshiriladi.

Ko'mir navi A

Yoritish qiyinroq, lekin u uzoq vaqt yonadi va ko'proq issiqlik chiqaradi. Ko'mirni katta partiyalarda yuklash mumkin, chunki ular asosan koks qoldiqlarini yoqib yuboradi va uchuvchi moddalarning ommaviy chiqishi yo'q. Puflash rejimi juda muhim, chunki havo etishmasligi bo'lsa, yonish sekin sodir bo'ladi, u to'xtab qolishi yoki aksincha, haroratning haddan tashqari ko'tarilishi, issiqlik yo'qolishiga va qozonning yonishiga olib keladi.