चारकोल टेबल के दहन की विशिष्ट ऊष्मा। ईंधन दहन गर्मी

कोयले का दहन तापमान मुख्य मानदंड माना जाता है जो आपको ईंधन चुनते समय गलतियों से बचने की अनुमति देता है। यह इस मूल्य से है कि बॉयलर का प्रदर्शन, इसका उच्च-गुणवत्ता वाला कार्य सीधे निर्भर करता है।

तापमान का पता लगाने का विकल्प

सर्दियों में, आवासीय परिसर को गर्म करने का मुद्दा विशेष रूप से प्रासंगिक है। ताप वाहकों की लागत में व्यवस्थित वृद्धि के कारण, लोगों को तापीय ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए वैकल्पिक विकल्पों की तलाश करनी पड़ रही है।

इस समस्या को हल करने का सबसे अच्छा तरीका ठोस ईंधन बॉयलरों का चयन करना है जिनमें इष्टतम उत्पादन विशेषताएं हैं और अच्छी तरह से गर्मी बरकरार रखती हैं।

कठोर कोयले के दहन की विशिष्ट ऊष्मा होती है भौतिक मात्रा, यह दर्शाता है कि एक किलोग्राम ईंधन के पूर्ण दहन के दौरान कितनी गर्मी जारी की जा सकती है। बॉयलर को लंबे समय तक काम करने के लिए, इसके लिए सही ईंधन चुनना महत्वपूर्ण है। कोयले के दहन की विशिष्ट ऊष्मा अधिक होती है (22 MJ / kg), इसलिए इस प्रकार के ईंधन को इष्टतम माना जाता है प्रभावी कार्यबॉयलर।

लकड़ी के लक्षण और गुण

वर्तमान में, गैस दहन की प्रक्रिया पर आधारित प्रतिष्ठानों से ठोस ईंधन घरेलू हीटिंग सिस्टम में संक्रमण की प्रवृत्ति है।

हर कोई नहीं जानता कि घर में एक आरामदायक माइक्रॉक्लाइमेट का निर्माण सीधे चयनित ईंधन की गुणवत्ता पर निर्भर करता है। जैसा पारंपरिक सामग्री, ऐसे हीटिंग बॉयलर में उपयोग किया जाता है, हम लकड़ी का चयन करते हैं।

कठोर में वातावरण की परिस्थितियाँ, लंबी और द्वारा विशेषता जाड़ों का मौसम, पूरे हीटिंग सीजन के लिए लकड़ी के साथ एक आवास को गर्म करना काफी मुश्किल है। हवा के तापमान में तेज गिरावट के साथ, बॉयलर के मालिक को अधिकतम क्षमताओं के कगार पर इसका उपयोग करने के लिए मजबूर किया जाता है।

जब के रूप में चुना गया ठोस ईंधनलकड़ी गंभीर समस्याएं और असुविधाएँ हैं। सबसे पहले, हम ध्यान दें कि कोयले का दहन तापमान लकड़ी की तुलना में बहुत अधिक है। कमियों में जलाऊ लकड़ी के दहन की उच्च दर है, जो हीटिंग बॉयलर के संचालन में गंभीर कठिनाइयां पैदा करती है। इसके मालिक को भट्ठी में जलाऊ लकड़ी की उपलब्धता की लगातार निगरानी करने के लिए मजबूर किया जाता है, हीटिंग के मौसम के लिए उनमें से पर्याप्त मात्रा में आवश्यकता होगी।

कोयला विकल्प

दहन तापमान बहुत अधिक है, इसलिए यह ईंधन विकल्प पारंपरिक जलाऊ लकड़ी का एक उत्कृष्ट विकल्प है। हम गर्मी हस्तांतरण, दहन प्रक्रिया की अवधि और कम ईंधन की खपत का एक उत्कृष्ट संकेतक भी नोट करते हैं। कोयले की कई किस्में खनन की बारीकियों के साथ-साथ पृथ्वी के आंतरिक भाग में होने वाली गहराई से जुड़ी हैं: पत्थर, भूरा, एन्थ्रेसाइट।

इन विकल्पों में से प्रत्येक के अपने विशिष्ट गुण और विशेषताएं हैं जो इसे ठोस ईंधन बॉयलरों में उपयोग करने की अनुमति देती हैं। भूरे रंग के कोयले का उपयोग करते समय भट्ठी में कोयले का दहन तापमान न्यूनतम होगा, क्योंकि इसमें पर्याप्त मात्रा में होता है एक बड़ी संख्या कीविभिन्न अशुद्धियाँ। गर्मी हस्तांतरण संकेतकों के लिए, उनका मूल्य लकड़ी के समान है। रासायनिक प्रतिक्रियादहन ऊष्माक्षेपी होता है, कोयले के दहन की ऊष्मा अधिक होती है।

कोयले में, इग्निशन तापमान 400 डिग्री तक पहुंच जाता है। इसके अलावा, इस प्रकार के कोयले का कैलोरी मान काफी अधिक होता है, इसलिए आवासीय परिसर को गर्म करने के लिए इस प्रकार के ईंधन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

एन्थ्रेसाइट में अधिकतम दक्षता होती है। ऐसे ईंधन की कमियों के बीच, हम इसे उजागर करते हैं उच्च लागत. इस प्रकार के कोयले का दहन तापमान 2250 डिग्री तक पहुंच जाता है। पृथ्वी के आँतों से निकाले गए किसी ठोस ईंधन के लिए ऐसा कोई संकेतक नहीं है।

कोयले से चलने वाले चूल्हे की विशेषताएं

ऐसा उपकरण है प्रारुप सुविधाये, कोयला पायरोलिसिस की प्रतिक्रिया शामिल है। खनिजों से संबंधित नहीं है, यह एक उत्पाद बन गया है मानव गतिविधि.

कोयले का दहन तापमान 900 डिग्री है, जो पर्याप्त मात्रा में तापीय ऊर्जा की रिहाई के साथ है। ऐसा अद्भुत उत्पाद बनाने की तकनीक क्या है? लब्बोलुआब यह है कि लकड़ी का एक निश्चित प्रसंस्करण होता है, जिसके कारण इसकी संरचना में एक महत्वपूर्ण परिवर्तन होता है, इससे अतिरिक्त नमी निकलती है। इसी तरह की प्रक्रिया विशेष भट्टियों में की जाती है। ऐसे उपकरणों के संचालन का सिद्धांत पायरोलिसिस प्रक्रिया पर आधारित है। चारकोल ओवन में चार बुनियादी घटक होते हैं:

• दहन कक्ष;
• प्रबलित आधार;
• चिमनी;
• रीसाइक्लिंग डिब्बे।

रासायनिक प्रक्रिया

कक्ष में प्रवेश करने के बाद, जलाऊ लकड़ी धीरे-धीरे सुलगती है। यह प्रक्रिया भट्ठी में पर्याप्त मात्रा में गैसीय ऑक्सीजन की उपस्थिति के कारण होती है जो दहन का समर्थन करती है। सुलगने पर, पर्याप्त मात्रा में ऊष्मा निकलती है, अतिरिक्त तरल भाप में बदल जाता है।

प्रतिक्रिया के दौरान छोड़ा गया धुआं रीसाइक्लिंग डिब्बे में जाता है, जहां यह पूरी तरह से जलता है, और गर्मी निकलती है। कई महत्वपूर्ण कार्यात्मक कार्य करता है। इसकी मदद से, चारकोल बनता है, और कमरे में एक आरामदायक तापमान बना रहता है।

लेकिन इस तरह के ईंधन को प्राप्त करने की प्रक्रिया काफी नाजुक है, और थोड़ी सी देरी से जलाऊ लकड़ी का पूर्ण दहन संभव है। में आवश्यक कुछ समयभट्ठी से जले हुए रिक्त स्थान को हटा दें।

लकड़ी का कोयला का अनुप्रयोग

तकनीकी श्रृंखला के अधीन, एक उत्कृष्ट सामग्री प्राप्त की जाती है, जिसका उपयोग सर्दियों के गर्म मौसम के दौरान आवासीय परिसर के पूर्ण ताप के लिए किया जा सकता है। बेशक, कोयले का दहन तापमान अधिक होगा, लेकिन सभी क्षेत्रों में ऐसा ईंधन किफायती नहीं है।

चारकोल का जलना 1250 डिग्री के तापमान पर शुरू होता है। उदाहरण के लिए, एक गलाने वाली भट्टी चारकोल पर चलती है। भट्ठी में हवा की आपूर्ति करने पर जो ज्वाला बनती है वह धातु को आसानी से पिघला देती है।

दहन के लिए अनुकूलतम परिस्थितियों का निर्माण

वजह से उच्च तापमानभट्ठी के सभी आंतरिक तत्व विशेष से बने होते हैं दुर्दम्य ईंट. उनके बिछाने के लिए आग रोक मिट्टी का उपयोग किया जाता है। विशेष परिस्थितियों का निर्माण करते समय, भट्ठी में तापमान 2000 डिग्री से अधिक प्राप्त करना काफी संभव है। प्रत्येक प्रकार के कोयले का अपना फ्लैश प्वाइंट होता है। इस सूचक तक पहुंचने के बाद, भट्ठी को अतिरिक्त मात्रा में ऑक्सीजन की लगातार आपूर्ति करके इग्निशन तापमान को बनाए रखना महत्वपूर्ण है।

इस प्रक्रिया के नुकसान के बीच, हम गर्मी के नुकसान को उजागर करते हैं, क्योंकि जारी की गई ऊर्जा का एक हिस्सा पाइप के माध्यम से जाएगा। इससे भट्ठी के तापमान में कमी आती है। दौरान प्रायोगिक अध्ययनवैज्ञानिक स्थापित करने में सक्षम हैं विभिन्न प्रकारईंधन ऑक्सीजन की इष्टतम अतिरिक्त मात्रा। अतिरिक्त हवा की पसंद के लिए धन्यवाद, ईंधन के पूर्ण दहन की उम्मीद की जा सकती है। नतीजतन, आप तापीय ऊर्जा के न्यूनतम नुकसान पर भरोसा कर सकते हैं।

निष्कर्ष

एक ईंधन के तुलनात्मक मूल्य का अनुमान इसके द्वारा लगाया जाता है: कैलोरी मानकैलोरी में मापा जाता है। इसके विभिन्न प्रकारों की विशेषताओं को देखते हुए, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि यह है कोयलाठोस का इष्टतम प्रकार है अपने स्वयं के कई मालिक तापन प्रणालीवे मिश्रित ईंधन पर चलने वाले बॉयलरों का उपयोग करने की कोशिश करते हैं: ठोस, तरल, गैसीय।

कोई भी ईंधन, जब जलाया जाता है, तो जूल या कैलोरी (4.3J = 1cal) में परिमाणित ऊष्मा (ऊर्जा) छोड़ता है। व्यवहार में, ईंधन के दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा को मापने के लिए, कैलोरीमीटर का उपयोग किया जाता है - प्रयोगशाला उपयोग के लिए जटिल उपकरण। दहन की ऊष्मा को ऊष्मीय मान भी कहा जाता है।

ईंधन के दहन से प्राप्त ऊष्मा की मात्रा न केवल उसके ऊष्मीय मान पर बल्कि उसके द्रव्यमान पर भी निर्भर करती है।

दहन के दौरान निकलने वाली ऊर्जा की मात्रा के संदर्भ में पदार्थों की तुलना करने के लिए, एक अधिक सुविधाजनक मूल्य है विशिष्ट तापदहन। यह एक किलोग्राम (दहन की द्रव्यमान विशिष्ट गर्मी) या एक लीटर, घन मीटर (दहन की मात्रा विशिष्ट गर्मी) ईंधन के दहन के दौरान उत्पन्न गर्मी की मात्रा को दर्शाता है।

एसआई प्रणाली में स्वीकृत ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा की इकाइयाँ kcal / kg, MJ / kg, kcal / m³, MJ / m³, साथ ही साथ उनके डेरिवेटिव हैं।

ईंधन का ऊर्जा मूल्य इसके दहन की विशिष्ट ऊष्मा के मूल्य से सटीक रूप से निर्धारित होता है। ईंधन के दहन के दौरान उत्पन्न ऊष्मा की मात्रा, उसके द्रव्यमान और दहन की विशिष्ट ऊष्मा के बीच संबंध को एक सरल सूत्र द्वारा व्यक्त किया जाता है:

क्यू = क्यू एम, जहाँ Q, J में ऊष्मा की मात्रा है, q, J/kg में दहन की विशिष्ट ऊष्मा है, m पदार्थ का द्रव्यमान kg में है।

सभी प्रकार के ईंधन और सबसे ज्वलनशील पदार्थों के लिए, दहन की विशिष्ट गर्मी के मूल्यों को लंबे समय से निर्धारित और सारणीबद्ध किया गया है, जो विशेषज्ञों द्वारा ईंधन या अन्य सामग्रियों के दहन के दौरान जारी गर्मी की गणना करते समय उपयोग किया जाता है। अलग-अलग तालिकाओं में, मामूली विसंगतियां संभव हैं, स्पष्ट रूप से थोड़ा अलग माप विधियों या अलग-अलग जमाओं से निकाली गई एक ही प्रकार की दहनशील सामग्री के अलग-अलग कैलोरी मान द्वारा समझाया गया है।

ठोस ईंधनों में से कोयले की ऊर्जा तीव्रता सबसे अधिक होती है - 27 MJ/kg (एंथ्रेसाइट - 28 MJ/kg)। चारकोल के समान संकेतक (27 एमजे / किग्रा) हैं। भूरा कोयला बहुत कम कैलोरी वाला होता है - 13 MJ/kg। इसके अलावा, इसमें आमतौर पर बहुत अधिक नमी (60% तक) होती है, जो वाष्पित होकर, कुल कैलोरी मान के मान को कम कर देती है।

पीट 14-17 एमजे/किलोग्राम की गर्मी से जलता है (इसकी स्थिति के आधार पर - टुकड़ा, दबाया, ब्रिकेट)। जलाऊ लकड़ी को 20% तक सुखाया जाता है और 8 से 15 MJ/kg नमी उत्सर्जित होती है। इसी समय, एस्पेन और सन्टी से प्राप्त ऊर्जा की मात्रा लगभग दोगुनी हो सकती है। लगभग समान संकेतक छर्रों को देते हैं विभिन्न सामग्री- 14 से 18 एमजे/किलोग्राम तक।

ठोस ईंधन की तुलना में बहुत कम, तरल ईंधन दहन की विशिष्ट गर्मी में भिन्न होते हैं। इस प्रकार, डीजल ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा 43 MJ / l, गैसोलीन - 44 MJ / l, मिट्टी का तेल - 43.5 MJ / l, ईंधन तेल - 40.6 MJ / l है।

प्राकृतिक गैस के दहन की विशिष्ट ऊष्मा 33.5 MJ/m³, प्रोपेन - 45 MJ/m³ है। सबसे अधिक ऊर्जा-गहन गैसीय ईंधन हाइड्रोजन गैस (120 MJ/m³) है। यह ईंधन के रूप में उपयोग के लिए बहुत आशाजनक है, लेकिन आज तक, इसके भंडारण और परिवहन के लिए इष्टतम विकल्प अभी तक नहीं मिले हैं।

विभिन्न प्रकार के ईंधन की ऊर्जा तीव्रता की तुलना

मुख्य प्रकार के ठोस, तरल और गैसीय ईंधन के ऊर्जा मूल्य की तुलना करते समय, यह स्थापित किया जा सकता है कि एक लीटर गैसोलीन या डीजल ईंधन 1.3 वर्ग मीटर प्राकृतिक गैस, एक किलोग्राम कोयला - 0.8 वर्ग मीटर गैस, एक किलोग्राम से मेल खाती है। जलाऊ लकड़ी - 0.4 वर्ग मीटर गैस।

ईंधन का ऊष्मीय मान दक्षता का सबसे महत्वपूर्ण संकेतक है, हालांकि, मानव गतिविधि के क्षेत्रों में इसके वितरण की चौड़ाई तकनीकी क्षमताओं और उपयोग के आर्थिक संकेतकों पर निर्भर करती है।

विभिन्न ईंधनों की अलग-अलग विशेषताएं होती हैं। यह ऊष्मीय मान और ईंधन के पूर्ण दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन के दहन की सापेक्षिक ऊष्मा इसकी खपत को प्रभावित करती है। ऊष्मीय मान तालिकाओं का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है। वे विभिन्न ऊर्जा संसाधनों की खपत के तुलनात्मक विश्लेषण का संकेत देते हैं।

बहुत सारे ज्वलनशील पदार्थ हैं। जिनमें से प्रत्येक के अपने पेशेवरों और विपक्ष हैं

तुलना तालिका

तुलना तालिकाओं की सहायता से यह समझाना संभव है कि विभिन्न ऊर्जा संसाधनों के अलग-अलग कैलोरी मान क्यों होते हैं। उदाहरण के लिए, जैसे:

• बिजली;
• मीथेन;
• ब्यूटेन;
• प्रोपेन-ब्यूटेन;
• डीजल ईंधन;
• जलाऊ लकड़ी;
• पीट;
• कोयला;
• तरलीकृत गैसों का मिश्रण।

प्रोपेन सबसे लोकप्रिय प्रकार के ईंधन में से एक है

टेबल्स न केवल दिखा सकते हैं, उदाहरण के लिए, डीजल ईंधन के दहन की विशिष्ट गर्मी। तुलनात्मक विश्लेषण के सारांश में अन्य संकेतक भी शामिल हैं: कैलोरी मान, पदार्थों की मात्रा घनत्व, सशर्त पोषण के एक हिस्से की कीमत, हीटिंग सिस्टम की दक्षता, प्रति घंटे एक किलोवाट की लागत।

इस वीडियो में आप ईंधन के संचालन के बारे में जानेंगे:

ईंधन की कीमतें

सारांश के लिए धन्यवाद तुलनात्मक विश्लेषणमीथेन या डीजल ईंधन के उपयोग की संभावना का निर्धारण। एक केंद्रीकृत गैस पाइपलाइन में गैस की कीमत बढ़ने की प्रवृत्ति होती है. यह डीजल ईंधन से भी ज्यादा हो सकता है। यही कारण है कि तरलीकृत पेट्रोलियम गैस की लागत शायद ही बदलेगी, और एक स्वतंत्र गैसीकरण प्रणाली स्थापित करते समय इसका उपयोग ही एकमात्र समाधान रहेगा।

ईंधन और स्नेहक (पीओएल) के लिए कई प्रकार के नाम हैं: ठोस, तरल, गैसीय और कुछ अन्य ज्वलनशील पदार्थ, जिसमें पीओएल की गर्मी पैदा करने वाली अम्लीकरण प्रतिक्रिया के दौरान, इसकी रासायनिक गर्मी ऊर्जा थर्मल विकिरण में परिवर्तित हो जाती है।

किसी भी आसानी से दहनशील पदार्थ के पूर्ण रूप से जलने के साथ जारी ऊष्मा ऊर्जा को विभिन्न प्रकार के ईंधन का ऊष्मीय मान कहा जाता है। इसकी रासायनिक संरचना और आर्द्रता पर निर्भरता पोषण का मुख्य संकेतक है।

थर्मल संवेदनशीलता

ईंधन के जीटीसी का निर्धारण प्रयोगात्मक रूप से या विश्लेषणात्मक गणना के माध्यम से किया जाता है। थर्मोस्टेट और एक दहन बम के साथ एक गर्मी की दुकान में ईंधन जलने के दौरान जारी गर्मी की मात्रा को स्थापित करके थर्मल संवेदनशीलता का प्रायोगिक निर्धारण प्रयोगात्मक रूप से किया जाता है।

यदि ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा की तालिका के अनुसार निर्धारित करना आवश्यक है सबसे पहले, गणना मेंडलीफ के सूत्रों के अनुसार की जाती है. ओटीसी ईंधन के उच्च और निम्न ग्रेड हैं। उच्चतम सापेक्ष ऊष्मा पर, जब कोई ईंधन जलता है तो बड़ी मात्रा में ऊष्मा निकलती है। यह ईंधन में पानी के वाष्पीकरण पर खर्च होने वाली गर्मी को ध्यान में रखता है।

बर्नआउट की न्यूनतम डिग्री पर, ओटीएस उच्चतम डिग्री की तुलना में कम मूल्य है, क्योंकि इस मामले में कम पसीना निकलता है। जब ईंधन जलाया जाता है तो पानी और हाइड्रोजन से वाष्पीकरण होता है। ईंधन के गुणों को निर्धारित करने के लिए, इंजीनियरिंग गणना दहन की कम सापेक्ष गर्मी को ध्यान में रखती है, जो ईंधन का एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।

निम्नलिखित घटकों को ठोस ईंधन के दहन की विशिष्ट गर्मी की तालिकाओं में शामिल किया गया है: कोयला, जलाऊ लकड़ी, पीट, कोक। वे एक ठोस, आसानी से दहनशील सामग्री के जीटीवी के मूल्यों को शामिल करते हैं। तालिकाओं में ईंधन के नाम वर्णानुक्रम में दर्ज किए गए हैं। ईंधन और स्नेहक के सभी ठोस रूपों में, कोकिंग, कोयला, भूरा और लकड़ी का कोयला, साथ ही एन्थ्रेसाइट, में सबसे बड़ी गर्मी हस्तांतरण क्षमता होती है। कम उत्पादकता वाले ईंधन में शामिल हैं:

• लकड़ी;
• जलाऊ लकड़ी;
• पाउडर;
• पीट;
• ज्वलनशील स्लेट।

तरल ईंधन और स्नेहक की सूची में शराब, गैसोलीन, मिट्टी के तेल और तेल के संकेतक दर्ज किए जाते हैं। हाइड्रोजन के दहन की विशिष्ट गर्मी, साथ ही विभिन्न प्रकार के ईंधन, एक किलोग्राम, एक घन मीटर या एक लीटर के बिना शर्त बर्नआउट के साथ जारी किए जाते हैं। अक्सर ऐसे भौतिक गुणकार्य, ऊर्जा और जारी ऊष्मा की मात्रा की इकाइयों में मापा जाता है।

ईंधन और स्नेहक का ओपीवी किस हद तक अधिक है, इसके आधार पर इसकी खपत होगी। इस तरह की पात्रता सबसे महत्वपूर्ण ईंधन पैरामीटर है, और विभिन्न प्रकार के ईंधन के लिए बॉयलर संयंत्रों को डिजाइन करते समय इसे ध्यान में रखा जाना चाहिए। ऊष्मीय मान आर्द्रता और राख सामग्री पर निर्भर करता है, साथ ही कार्बन, हाइड्रोजन, वाष्पशील दहनशील सल्फर जैसे दहनशील अवयवों से।

अल्कोहल और एसीटोन बर्नआउट का HT (विशिष्ट ताप) क्लासिक मोटर ईंधन की तुलना में बहुत कम है और यह 31.4 MJ/kg है, ईंधन तेल के लिए यह आंकड़ा 39-41.7 MJ/kg के बीच है। प्राकृतिक गैस दहन का UT सूचकांक 41-49 MJ/kg है। एक किलो कैलोरी (किलोकैलोरी) 0.0041868 एमजे के बराबर है। विभिन्न प्रकार के ईंधन की कैलोरी सामग्री बर्नआउट सीटी के संदर्भ में एक दूसरे से भिन्न होती है। कोई पदार्थ जितनी अधिक ऊष्मा देता है, उसका ऊष्मा विनिमय उतना ही अधिक होता है। इस प्रक्रिया को हीट ट्रांसफर भी कहा जाता है। गर्मी हस्तांतरण में तरल पदार्थ, गैस और ठोस कण शामिल हैं।

यह ज्ञात है कि ऊर्जा का स्रोत उद्योग, परिवहन, कृषि, रोजमर्रा की जिंदगी में, ईंधन है। ये हैं कोयला, तेल, पीट, जलाऊ लकड़ी, प्राकृतिक गैसऔर अन्य ईंधन के दहन के दौरान, ऊर्जा जारी की जाती है। आइए यह पता लगाने की कोशिश करें कि इस मामले में ऊर्जा कैसे जारी की जाती है।

आइए हम पानी के अणु की संरचना को याद करें (चित्र 16, ए)। इसमें एक ऑक्सीजन परमाणु और दो हाइड्रोजन परमाणु होते हैं। यदि पानी के अणु को परमाणुओं में विभाजित किया जाता है, तो परमाणुओं के बीच आकर्षण की शक्तियों को दूर करना आवश्यक है, अर्थात कार्य करना, और इसलिए ऊर्जा खर्च करना। इसके विपरीत, यदि परमाणु मिलकर एक अणु बनाते हैं, तो ऊर्जा निकलती है।

ईंधन का उपयोग परमाणु के संयोग से ऊर्जा मुक्त होने की घटना पर आधारित है। उदाहरण के लिए, ईंधन में निहित कार्बन परमाणु दहन के दौरान दो ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ संयुक्त होते हैं (चित्र 16, बी)। इससे कार्बन मोनोऑक्साइड का एक अणु बनता है - कार्बन डाइऑक्साइड- और ऊर्जा निकलती है।

चावल। 16. अणुओं की संरचना:
पानी; बी - एक कार्बन परमाणु और दो ऑक्सीजन परमाणुओं का कार्बन डाइऑक्साइड अणु में कनेक्शन

इंजन डिजाइन करते समय, एक इंजीनियर को यह जानने की जरूरत होती है कि जलाए जाने वाले ईंधन से कितनी गर्मी निकल सकती है। ऐसा करने के लिए, प्रयोगात्मक रूप से यह निर्धारित करना आवश्यक है कि विभिन्न प्रकार के ईंधन के समान द्रव्यमान के पूर्ण दहन के दौरान कितनी गर्मी जारी की जाएगी।

1 किलो वजन वाले ईंधन के पूर्ण दहन के दौरान कितनी ऊष्मा निकलती है, यह दर्शाने वाली भौतिक मात्रा को ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा कहा जाता है।

दहन की विशिष्ट ऊष्मा को अक्षर q द्वारा निरूपित किया जाता है। दहन की विशिष्ट ऊष्मा की इकाई 1 J/kg है।

दहन की विशिष्ट गर्मी प्रयोगात्मक रूप से जटिल उपकरणों का उपयोग करके निर्धारित की जाती है।

प्रयोगात्मक डेटा के परिणाम तालिका 2 में दिखाए गए हैं।

तालिका 2

यह तालिका दर्शाती है कि दहन की विशिष्ट ऊष्मा, उदाहरण के लिए, गैसोलीन की 4.6 10 7 J/kg है।

इसका मतलब है कि 1 किलो वजन वाले गैसोलीन के पूर्ण दहन के साथ, 4.6 10 7 J ऊर्जा निकलती है।

एम किलो ईंधन के दहन के दौरान जारी गर्मी क्यू की कुल मात्रा की गणना सूत्र द्वारा की जाती है

प्रशन

1. ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा क्या है?
2. ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा को किन इकाइयों में मापा जाता है?
3. अभिव्यक्ति "1.4 10 7 जे / किग्रा के बराबर ईंधन के दहन की विशिष्ट गर्मी" का क्या अर्थ है? ईंधन के दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा की गणना कैसे की जाती है?

व्यायाम 9

1. 15 किलो वजन के चारकोल के पूर्ण दहन के दौरान कितनी गर्मी निकलती है; शराब 200 ग्राम वजन?
2. तेल के पूर्ण दहन के दौरान कितनी गर्मी निकलेगी, जिसका द्रव्यमान 2.5 टन है; मिट्टी का तेल, जिसकी मात्रा 2 लीटर है, और घनत्व 800 किग्रा / मी 3 है?
3. सूखी जलाऊ लकड़ी के पूर्ण दहन के साथ, 50,000 kJ ऊर्जा जारी की गई। कितनी जलाऊ लकड़ी जली?

व्यायाम

तालिका 2 का उपयोग करते हुए, जलाऊ लकड़ी, शराब, तेल, हाइड्रोजन के दहन की विशिष्ट गर्मी के लिए एक बार ग्राफ बनाएं, जो इस प्रकार है: आयत की चौड़ाई 1 सेल है, 2 मिमी की ऊंचाई 10 जे से मेल खाती है।

ईंधन क्या है?

यह एक घटक या पदार्थों का मिश्रण है जो गर्मी की रिहाई से जुड़े रासायनिक परिवर्तनों में सक्षम हैं। अलग - अलग प्रकारईंधन उनमें ऑक्सीकरण एजेंट की मात्रात्मक सामग्री में भिन्न होते हैं, जिसका उपयोग थर्मल ऊर्जा को मुक्त करने के लिए किया जाता है।

व्यापक अर्थों में, ईंधन एक ऊर्जा वाहक है, अर्थात संभावित ऊर्जा का एक संभावित प्रकार है।

वर्गीकरण

वर्तमान में, ईंधन को उनके एकत्रीकरण की स्थिति के अनुसार तरल, ठोस, गैसीय में विभाजित किया जाता है।

कठिन करने के लिए प्राकृतिक देखोपत्थर और जलाऊ लकड़ी, एन्थ्रेसाइट शामिल हैं। ब्रिकेट, कोक, थर्मोएंथ्रेसाइट कृत्रिम ठोस ईंधन की किस्में हैं।

तरल पदार्थों में ऐसे पदार्थ शामिल होते हैं जिनमें कार्बनिक मूल के पदार्थ होते हैं। उनके मुख्य घटक हैं: ऑक्सीजन, कार्बन, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन, सल्फर। कृत्रिम तरल ईंधन विभिन्न प्रकार के रेजिन, ईंधन तेल होंगे।

यह विभिन्न गैसों का मिश्रण है: एथिलीन, मीथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन। उनके अलावा, गैसीय ईंधन में कार्बन डाइऑक्साइड और कार्बन मोनोऑक्साइड, हाइड्रोजन सल्फाइड, नाइट्रोजन, जल वाष्प और ऑक्सीजन शामिल हैं।

ईंधन संकेतक

दहन का मुख्य संकेतक। उष्मा-रसायन में ऊष्मीय मान ज्ञात करने का सूत्र माना जाता है। "संदर्भ ईंधन" का उत्सर्जन करें, जिसका अर्थ है 1 किलोग्राम एन्थ्रेसाइट का कैलोरी मान।

घरेलू ताप तेल कम बिजली के ताप उपकरणों में दहन के लिए अभिप्रेत है, जो आवासीय परिसर में स्थित हैं, कृषि में उपयोग किए जाने वाले ताप जनरेटर, फ़ीड सुखाने के लिए उपयोग किए जाते हैं।

ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा एक ऐसा मूल्य है जो 1 मीटर 3 या एक किलोग्राम के द्रव्यमान के साथ ईंधन के पूर्ण दहन के दौरान बनने वाली ऊष्मा की मात्रा को प्रदर्शित करता है।

इस मान को मापने के लिए, J / kg, J / m 3, कैलोरी / m 3 का उपयोग किया जाता है। दहन की गर्मी निर्धारित करने के लिए, कैलोरीमेट्री विधि का उपयोग करें।

ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा में वृद्धि के साथ, विशिष्ट ईंधन की खपत कम हो जाती है, और दक्षता अपरिवर्तित रहती है।

पदार्थों के दहन की गर्मी एक ठोस, तरल, गैसीय पदार्थ के ऑक्सीकरण के दौरान जारी ऊर्जा की मात्रा है।

यह रासायनिक संरचना, साथ ही दहनशील पदार्थ के एकत्रीकरण की स्थिति से निर्धारित होता है।

दहन उत्पादों की विशेषताएं

उच्च और निम्न कैलोरी मान ईंधन के दहन के बाद प्राप्त पदार्थों में पानी के एकत्रीकरण की स्थिति से जुड़ा होता है।

सकल ऊष्मीय मान किसी पदार्थ के पूर्ण दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा है। इस मान में जल वाष्प के संघनन की गर्मी शामिल है।

कम काम करने वाला कैलोरी मान वह मान है जो जल वाष्प के संघनन की गर्मी को ध्यान में रखे बिना दहन के दौरान गर्मी की रिहाई से मेल खाता है।

संघनन की गुप्त ऊष्मा जलवाष्प के संघनन की ऊर्जा का मान है।

गणितीय संबंध

उच्च और निम्न ऊष्मीय मान निम्नलिखित संबंधों से संबंधित हैं:

क्यू बी = क्यू एच + के (डब्ल्यू + 9 एच)

जहां W दहनशील पदार्थ में पानी के वजन (% में) की मात्रा है;

H दहनशील पदार्थ में हाइड्रोजन (द्रव्यमान द्वारा%) की मात्रा है;

के - 6 किलो कैलोरी/किलो का गुणांक

गणना के तरीके

उच्च और निम्न ऊष्मीय मान दो मुख्य विधियों द्वारा निर्धारित किया जाता है: परिकलित और प्रायोगिक।

प्रयोगात्मक गणना के लिए कैलोरीमीटर का उपयोग किया जाता है। सबसे पहले इसमें ईंधन का एक नमूना जलाया जाता है। इस मामले में निकलने वाली गर्मी पूरी तरह से पानी द्वारा अवशोषित हो जाती है। पानी के द्रव्यमान के बारे में एक विचार होने पर, उसके तापमान को बदलकर उसके दहन की गर्मी का मूल्य निर्धारित करना संभव है।

इस तकनीक को सरल और प्रभावी माना जाता है, यह केवल तकनीकी विश्लेषण डेटा के ज्ञान को ग्रहण करता है।

गणना पद्धति में, उच्चतम और निम्नतम ऊष्मीय मान की गणना मेंडलीफ सूत्र के अनुसार की जाती है।

क्यू पी एच \u003d 339 सी पी + 1030 एच पी -109 (ओ पी-एस पी) - 25 डब्ल्यू पी (केजे / किग्रा)

यह कार्य संरचना (प्रतिशत में) में कार्बन, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन, जल वाष्प, सल्फर की सामग्री को ध्यान में रखता है। दहन के दौरान गर्मी की मात्रा संदर्भ ईंधन को ध्यान में रखकर निर्धारित की जाती है।

गैस के दहन की गर्मी आपको एक विशेष प्रकार के ईंधन के उपयोग की दक्षता की पहचान करने के लिए प्रारंभिक गणना करने की अनुमति देती है।

उत्पत्ति की विशेषताएं

यह समझने के लिए कि एक निश्चित ईंधन के दहन के दौरान कितनी गर्मी निकलती है, इसकी उत्पत्ति का अंदाजा होना जरूरी है।

प्रकृति में है विभिन्न प्रकारठोस ईंधन, जो संरचना और गुणों में भिन्न होते हैं।

इसका गठन कई चरणों के माध्यम से किया जाता है। पहले पीट बनता है, फिर भूरा और कठोर कोयला प्राप्त होता है, फिर एन्थ्रेसाइट बनता है। ठोस ईंधन के निर्माण के मुख्य स्रोत पत्ते, लकड़ी और सुइयां हैं। मरते हुए, पौधों के हिस्से, हवा के संपर्क में आने पर, कवक द्वारा नष्ट हो जाते हैं, पीट बनाते हैं। इसका संचय भूरे रंग के द्रव्यमान में बदल जाता है, फिर भूरी गैस प्राप्त होती है।

पर अधिक दबावऔर तापमान, ब्राउन गैस कोयले में बदल जाती है, फिर ईंधन एन्थ्रेसाइट के रूप में जमा हो जाता है।

कार्बनिक पदार्थों के अलावा, ईंधन में अतिरिक्त गिट्टी होती है। कार्बनिक भाग वह भाग है जो से बना है कार्बनिक पदार्थ: हाइड्रोजन, कार्बन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन। इन रासायनिक तत्वों के अलावा, इसमें गिट्टी होती है: नमी, राख।

फर्नेस तकनीक में जले हुए ईंधन के काम करने वाले, सूखे, साथ ही दहनशील द्रव्यमान का आवंटन शामिल है। उपभोक्ता को आपूर्ति किए जाने वाले कार्यशील द्रव्यमान को उसके मूल रूप में ईंधन कहा जाता है। शुष्क भार एक रचना है जिसमें पानी नहीं होता है।

मिश्रण

सबसे मूल्यवान घटक कार्बन और हाइड्रोजन हैं।

ये तत्व किसी भी प्रकार के ईंधन में पाए जाते हैं। पीट और लकड़ी में, कार्बन का प्रतिशत 58 प्रतिशत, कठोर और भूरे कोयले में - 80% तक पहुँच जाता है, और एन्थ्रेसाइट में यह वजन से 95 प्रतिशत तक पहुँच जाता है। इस सूचक के आधार पर, ईंधन के दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा में परिवर्तन होता है। हाइड्रोजन किसी भी ईंधन का दूसरा सबसे महत्वपूर्ण तत्व है। ऑक्सीजन के संपर्क में, यह नमी बनाता है, जो किसी भी ईंधन के थर्मल मूल्य को काफी कम कर देता है।

इसका प्रतिशत तेल शेल में 3.8 से लेकर ईंधन तेल में 11 तक है। ऑक्सीजन, जो ईंधन का हिस्सा है, गिट्टी का काम करती है।

यह गर्मी पैदा करने वाला नहीं है रासायनिक तत्वइसलिए, दहन की गर्मी के मूल्य को नकारात्मक रूप से प्रभावित करता है। दहन उत्पादों में मुक्त या बाध्य रूप में निहित नाइट्रोजन का दहन हानिकारक अशुद्धता माना जाता है, इसलिए इसकी मात्रा स्पष्ट रूप से सीमित है।

सल्फर सल्फाइड, सल्फाइड और सल्फर डाइऑक्साइड गैसों के रूप में ईंधन की संरचना में शामिल है। हाइड्रेटेड होने पर, सल्फर ऑक्साइड बनते हैं सल्फ्यूरिक एसिड, जो बॉयलर उपकरण को नष्ट कर देता है, वनस्पति और जीवित जीवों को नकारात्मक रूप से प्रभावित करता है।

इसीलिए सल्फर एक रासायनिक तत्व है, जिसकी प्राकृतिक ईंधन में उपस्थिति अत्यधिक अवांछनीय है। काम करने वाले कमरे में प्रवेश करते समय, सल्फर यौगिक ऑपरेटिंग कर्मियों के लिए महत्वपूर्ण विषाक्तता का कारण बनते हैं।

इसकी उत्पत्ति के आधार पर राख तीन प्रकार की होती है:

• मुख्य;
• माध्यमिक;
• तृतीयक

प्राथमिक रूप पौधों में निहित खनिज पदार्थों से बनता है। माध्यमिक राख का निर्माण गठन के दौरान रेत और मिट्टी द्वारा पौधों के अवशेषों के अंतर्ग्रहण के परिणामस्वरूप होता है।

तृतीयक राख निष्कर्षण, भंडारण और इसके परिवहन की प्रक्रिया में ईंधन का हिस्सा बन जाती है। राख के एक महत्वपूर्ण जमाव के साथ, बॉयलर इकाई की हीटिंग सतह पर गर्मी हस्तांतरण में कमी होती है, गैसों से पानी में गर्मी हस्तांतरण की मात्रा कम हो जाती है। बड़ी राशिराख बॉयलर के संचालन को नकारात्मक रूप से प्रभावित करती है।

आखिरकार

किसी भी प्रकार के ईंधन की दहन प्रक्रिया पर वाष्पशील पदार्थों का महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। उनका आउटपुट जितना बड़ा होगा, फ्लेम फ्रंट का वॉल्यूम उतना ही बड़ा होगा। उदाहरण के लिए, कोयला, पीट, आसानी से आग पकड़ लेता है, प्रक्रिया नगण्य गर्मी के नुकसान के साथ होती है। वाष्पशील अशुद्धियों को दूर करने के बाद जो कोक बचता है उसमें केवल खनिज और कार्बन यौगिक होते हैं। ईंधन की विशेषताओं के आधार पर, गर्मी की मात्रा काफी भिन्न होती है।

निर्भर करना रासायनिक संरचनाठोस ईंधन के निर्माण में तीन चरण होते हैं: पीट, लिग्नाइट, कोयला।

छोटे बॉयलर संयंत्रों में प्राकृतिक लकड़ी का उपयोग किया जाता है। ज्यादातर लकड़ी के चिप्स, चूरा, स्लैब, छाल का उपयोग किया जाता है, जलाऊ लकड़ी का उपयोग कम मात्रा में किया जाता है। लकड़ी के प्रकार के आधार पर, निकलने वाली गर्मी की मात्रा काफी भिन्न होती है।

जैसे-जैसे कैलोरी मान घटता है, जलाऊ लकड़ी कुछ लाभ प्राप्त करती है: तेजी से ज्वलनशीलता, न्यूनतम राख सामग्री, और सल्फर के निशान की अनुपस्थिति।

प्राकृतिक या सिंथेटिक ईंधन की संरचना के बारे में विश्वसनीय जानकारी, उनका कैलोरी मान, थर्मोकेमिकल गणना करने का एक शानदार तरीका है।

वर्तमान में, ठोस, गैसीय, तरल ईंधन के लिए उन मुख्य विकल्पों की पहचान करने का एक वास्तविक अवसर है जो किसी विशेष स्थिति में उपयोग करने के लिए सबसे कुशल और सस्ता हो जाएगा।