ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้ของถ่านโต๊ะ ความร้อนจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง

อุณหภูมิการเผาไหม้ของถ่านหินถือเป็นเกณฑ์หลักที่ช่วยให้คุณหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดเมื่อเลือกเชื้อเพลิง ประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำและงานคุณภาพขึ้นอยู่กับค่านี้โดยตรง

ตัวเลือกการตรวจจับอุณหภูมิ

ในฤดูหนาวปัญหาเรื่องการทำความร้อนในที่พักอาศัยมีความเกี่ยวข้องอย่างยิ่ง เนื่องจากต้นทุนสารหล่อเย็นเพิ่มขึ้นอย่างเป็นระบบ ผู้คนจึงต้องมองหาทางเลือกอื่นสำหรับการผลิตพลังงานความร้อน

วิธีที่ดีที่สุดในการแก้ปัญหานี้คือการเลือกหม้อต้มเชื้อเพลิงแข็งที่มีคุณสมบัติด้านประสิทธิภาพสูงสุดและกักเก็บความร้อนได้ดี

ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้ถ่านหินคือ ปริมาณทางกายภาพแสดงปริมาณความร้อนที่สามารถปล่อยออกมาได้ในระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงหนึ่งกิโลกรัมโดยสมบูรณ์ เพื่อให้หม้อไอน้ำทำงานเป็นเวลานานสิ่งสำคัญคือต้องเลือกเชื้อเพลิงที่ถูกต้อง ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้ถ่านหินมีสูง (22 MJ/kg) ดังนั้นเชื้อเพลิงประเภทนี้จึงถือว่าเหมาะสมที่สุดสำหรับ งานที่มีประสิทธิภาพหม้อไอน้ำ

ลักษณะและคุณสมบัติของไม้

ปัจจุบันมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนจากการติดตั้งตามกระบวนการเผาไหม้ก๊าซไปเป็นระบบทำความร้อนในครัวเรือนด้วยเชื้อเพลิงแข็ง

ไม่ใช่ทุกคนที่รู้ว่าการสร้างปากน้ำที่สะดวกสบายในบ้านนั้นขึ้นอยู่กับคุณภาพของเชื้อเพลิงที่เลือกโดยตรง เช่น วัสดุแบบดั้งเดิมใช้ในสิ่งดังกล่าว หม้อไอน้ำร้อนให้เลือกไม้

ในความรุนแรง สภาพภูมิอากาศโดดเด่นด้วยการยืดเยื้อและ ฤดูหนาวที่หนาวเย็นการทำความร้อนบ้านด้วยไม้ตลอดฤดูร้อนเป็นเรื่องยากทีเดียว เมื่ออุณหภูมิอากาศลดลงอย่างรวดเร็วเจ้าของหม้อไอน้ำจะถูกบังคับให้ใช้งานจนเต็มความสามารถสูงสุด

เมื่อเลือกไม้เป็นเชื้อเพลิงแข็งจะเกิดปัญหาร้ายแรงและความไม่สะดวกเกิดขึ้น ก่อนอื่น เราทราบว่าอุณหภูมิการเผาไหม้ของถ่านหินนั้นสูงกว่าอุณหภูมิของไม้มาก ข้อเสียคืออัตราการเผาไหม้ฟืนสูงซึ่งสร้างปัญหาร้ายแรงเมื่อใช้งานหม้อต้มน้ำร้อน เจ้าของถูกบังคับให้ตรวจสอบความพร้อมของฟืนในเตาไฟอย่างต่อเนื่องโดยจะต้องใช้จำนวนมากพอสมควรสำหรับฤดูร้อน

ตัวเลือกถ่านหิน

อุณหภูมิการเผาไหม้สูงกว่ามาก ดังนั้นตัวเลือกเชื้อเพลิงนี้จึงเป็นทางเลือกที่ดีเยี่ยมสำหรับฟืนทั่วไป นอกจากนี้เรายังสังเกตอัตราการถ่ายเทความร้อนที่ดีเยี่ยม ระยะเวลาของกระบวนการเผาไหม้ และการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงต่ำ ถ่านหินมีหลายประเภทที่เกี่ยวข้องกับลักษณะเฉพาะของการขุดตลอดจนความลึกของการเกิดในบาดาลของโลก: แข็ง, สีน้ำตาล, แอนทราไซต์

แต่ละตัวเลือกเหล่านี้มีคุณสมบัติและลักษณะเฉพาะของตัวเองซึ่งช่วยให้สามารถใช้ในหม้อไอน้ำที่ใช้เชื้อเพลิงแข็งได้ อุณหภูมิการเผาไหม้ของถ่านหินในเตาเผาจะน้อยที่สุดเมื่อใช้ถ่านหินสีน้ำตาลเนื่องจากมีปริมาณเพียงพอ จำนวนมากสิ่งสกปรกต่างๆ สำหรับตัวชี้วัดการถ่ายเทความร้อนนั้นมีค่าใกล้เคียงกับไม้ ปฏิกิริยาเคมีการเผาไหม้เป็นแบบคายความร้อน ค่าความร้อนของถ่านหินสูง

ถ่านหินมีอุณหภูมิจุดติดไฟ 400 องศา นอกจากนี้ค่าความร้อนของถ่านหินประเภทนี้ค่อนข้างสูง เชื้อเพลิงประเภทนี้จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการทำความร้อนในที่พักอาศัย

แอนทราไซต์มีประสิทธิภาพสูงสุด เราเน้นย้ำถึงข้อเสียของเชื้อเพลิงดังกล่าว ค่าใช้จ่ายที่สูง. อุณหภูมิการเผาไหม้ของถ่านหินประเภทนี้สูงถึง 2,250 องศา ไม่มีเชื้อเพลิงแข็งที่สกัดจากบาดาลของโลกจะมีตัวบ่งชี้เช่นนี้

คุณสมบัติของเตาถ่าน

มีอุปกรณ์ที่คล้ายกัน คุณสมบัติการออกแบบเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาไพโรไลซิสของถ่านหิน ไม่ได้เป็นของแร่ธาตุ แต่กลายเป็นผลิตภัณฑ์ กิจกรรมของมนุษย์.

อุณหภูมิการเผาไหม้ของถ่านหินอยู่ที่ 900 องศาซึ่งมาพร้อมกับการปล่อยพลังงานความร้อนในปริมาณที่เพียงพอ เทคโนโลยีใดในการสร้างผลิตภัณฑ์ที่น่าทึ่งเช่นนี้? ประเด็นก็คือ การประมวลผลบางอย่างไม้เนื่องจากมีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างอย่างมีนัยสำคัญและปล่อยความชื้นส่วนเกินออกมา กระบวนการที่คล้ายกันนี้ดำเนินการในเตาอบแบบพิเศษ หลักการทำงานของอุปกรณ์ดังกล่าวขึ้นอยู่กับกระบวนการไพโรไลซิส เตาถ่านประกอบด้วยส่วนประกอบพื้นฐานสี่ส่วน:

• ห้องเผาไหม้
• รากฐานเสริม;
• ปล่องไฟ;
• ช่องรีไซเคิล

กระบวนการทางเคมี

หลังจากเข้าไปในห้อง ฟืนก็ค่อยๆ คุกรุ่นขึ้น กระบวนการนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการมีก๊าซออกซิเจนในปริมาณเพียงพอในเรือนไฟที่รองรับการเผาไหม้ เมื่อกระบวนการเดือดเกิดขึ้น ความร้อนจะถูกปล่อยออกมาในปริมาณที่เพียงพอ และของเหลวส่วนเกินจะถูกแปลงเป็นไอน้ำ

ควันที่ปล่อยออกมาระหว่างการทำปฏิกิริยาจะถูกส่งไปยังส่วนการประมวลผลรอง ซึ่งจะเผาไหม้อย่างสมบูรณ์และปล่อยความร้อนออกมา ดำเนินงานตามหน้าที่ที่สำคัญหลายประการ ด้วยความช่วยเหลือจะเกิดถ่านและรักษาอุณหภูมิที่สะดวกสบายในห้อง

แต่กระบวนการในการได้รับเชื้อเพลิงดังกล่าวค่อนข้างละเอียดอ่อนและด้วยความล่าช้าเพียงเล็กน้อยก็เป็นไปได้ที่จะเผาไหม้ไม้ได้อย่างสมบูรณ์ จำเป็นใน เวลาที่แน่นอนนำชิ้นส่วนที่ไหม้เกรียมออกจากเตาอบ

การใช้ถ่าน

หากปฏิบัติตามห่วงโซ่เทคโนโลยีจะได้วัสดุที่ดีเยี่ยมซึ่งสามารถนำมาใช้เพื่อให้ความร้อนเต็มรูปแบบแก่ที่พักอาศัยในช่วงฤดูร้อนในฤดูหนาว แน่นอนว่าอุณหภูมิการเผาไหม้ของถ่านหินจะสูงขึ้น แต่เชื้อเพลิงดังกล่าวมีราคาไม่แพงในทุกภูมิภาค

การเผาไหม้ถ่านเริ่มต้นที่อุณหภูมิ 1,250 องศา ตัวอย่างเช่น เตาถลุงใช้ถ่าน เปลวไฟที่เกิดขึ้นเมื่ออากาศถูกส่งไปยังเตาเผาจะทำให้โลหะละลายได้ง่าย

การสร้างสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการเผาไหม้

เพราะว่า อุณหภูมิสูงองค์ประกอบภายในเตาทั้งหมดทำมาจากวัสดุพิเศษ อิฐไฟ. ใช้ดินเหนียวทนไฟในการติดตั้ง หากมีการสร้างเงื่อนไขพิเศษก็ค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะได้อุณหภูมิในเตาเผาเกิน 2,000 องศา ถ่านหินแต่ละประเภทมีจุดวาบไฟของตัวเอง หลังจากถึงตัวบ่งชี้นี้แล้วสิ่งสำคัญคือต้องรักษาอุณหภูมิการจุดระเบิดโดยส่งออกซิเจนส่วนเกินไปยังเรือนไฟอย่างต่อเนื่อง

ในบรรดาข้อเสียของกระบวนการนี้ เราเน้นการสูญเสียความร้อน เนื่องจากพลังงานที่ปล่อยออกมาส่วนหนึ่งจะหลบหนีผ่านท่อ สิ่งนี้ส่งผลให้อุณหภูมิของเรือนไฟลดลง ในระหว่าง การวิจัยเชิงทดลองนักวิทยาศาสตร์สามารถก่อตั้งเพื่อ หลากหลายชนิดเชื้อเพลิงปริมาณออกซิเจนส่วนเกินที่เหมาะสมที่สุด ด้วยการเลือกใช้อากาศส่วนเกิน คุณจึงวางใจได้ในการเผาไหม้เชื้อเพลิงโดยสมบูรณ์ เป็นผลให้คุณสามารถวางใจได้ว่าจะมีการสูญเสียพลังงานความร้อนน้อยที่สุด

บทสรุป

มูลค่าเปรียบเทียบของเชื้อเพลิงได้รับการประเมินโดยมัน ค่าความร้อนวัดเป็นแคลอรี่ เมื่อพิจารณาถึงลักษณะเฉพาะของชนิดต่าง ๆ ก็สรุปได้ว่าเป็น ถ่านหินเป็นประเภทที่เหมาะสมที่สุดของของแข็ง มีเจ้าของจำนวนมากเป็นของตัวเอง ระบบทำความร้อนพวกเขาพยายามใช้หม้อไอน้ำที่ใช้เชื้อเพลิงผสม: ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ

เมื่อเชื้อเพลิงใดๆ ที่ถูกเผาไหม้จะปล่อยความร้อน (พลังงาน) ออกมา ซึ่งมีหน่วยเป็นจูลหรือแคลอรี่ (4.3 J = 1 แคลอรี) ในทางปฏิบัติในการวัดปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงจะใช้แคลอรีมิเตอร์ซึ่งเป็นอุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการที่ซับซ้อน ความร้อนจากการเผาไหม้เรียกอีกอย่างว่าค่าความร้อน

ปริมาณความร้อนที่ได้รับจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับค่าความร้อนเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับมวลของมันด้วย

หากต้องการเปรียบเทียบสารด้วยปริมาณพลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้ค่าที่สะดวกกว่าคือ ความร้อนจำเพาะการเผาไหม้ โดยจะแสดงปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงหนึ่งกิโลกรัม (ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้โดยมวล) หรือหนึ่งลิตรลูกบาศก์เมตร (ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้โดยปริมาตร)

หน่วยความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่ยอมรับในระบบ SI คือ kcal/kg, MJ/kg, kcal/m³, MJ/m³ รวมถึงอนุพันธ์ของพวกมันด้วย

ค่าพลังงานของเชื้อเพลิงถูกกำหนดอย่างแม่นยำโดยค่าความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้ ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิง มวลและความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้แสดงได้ด้วยสูตรง่ายๆ:

ถาม = คิว มโดยที่ Q คือปริมาณความร้อนใน J, q คือความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้ในหน่วย J/kg, m คือมวลของสารในหน่วยกิโลกรัม

สำหรับเชื้อเพลิงทุกประเภทและสารที่ติดไฟได้ส่วนใหญ่ค่าความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้ได้ถูกกำหนดและรวบรวมเป็นตารางมานานแล้วซึ่งผู้เชี่ยวชาญใช้เมื่อคำนวณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงหรือวัสดุอื่น ๆ อาจมีความคลาดเคลื่อนเล็กน้อยในตารางต่างๆ ซึ่งอธิบายได้อย่างชัดเจนด้วยเทคนิคการวัดที่แตกต่างกันเล็กน้อยหรือค่าความร้อนที่แตกต่างกันของวัสดุที่ติดไฟได้คล้ายกันซึ่งสกัดจากแหล่งสะสมที่แตกต่างกัน

ถ่านหินมีความเข้มข้นของพลังงานสูงสุดในบรรดาเชื้อเพลิงแข็ง - 27 MJ/kg (แอนทราไซต์ - 28 MJ/kg) ถ่านมีตัวบ่งชี้ที่คล้ายกัน (27 MJ/kg) ถ่านหินสีน้ำตาลมีค่าความร้อนต่ำกว่ามาก - 13 MJ/kg มันมักจะมีความชื้นจำนวนมาก (มากถึง 60%) ซึ่งเมื่อระเหยจะช่วยลดความร้อนรวมของการเผาไหม้

พีทเผาไหม้ด้วยความร้อน 14-17 MJ/กก. (ขึ้นอยู่กับสภาพของมัน - ร่วน กดอัดก้อน) ฟืนทำให้แห้งโดยมีความชื้น 20% ปล่อยความชื้นตั้งแต่ 8 ถึง 15 MJ/กก. ในเวลาเดียวกันปริมาณพลังงานที่ได้รับจากแอสเพนและเบิร์ชอาจแตกต่างกันเกือบสองเท่า ตัวบ่งชี้เดียวกันโดยประมาณจะได้รับจากเม็ดจาก วัสดุที่แตกต่างกัน- ตั้งแต่ 14 ถึง 18 MJ/กก.

เชื้อเพลิงเหลวมีความร้อนจำเพาะในการเผาไหม้น้อยกว่าเชื้อเพลิงแข็งมาก ดังนั้น ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้เชื้อเพลิงดีเซลคือ 43 MJ/l น้ำมันเบนซิน - 44 MJ/l น้ำมันก๊าด - 43.5 MJ/l น้ำมันเตา - 40.6 MJ/l

ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้ของก๊าซธรรมชาติคือ 33.5 MJ/m³ โพรเพน - 45 MJ/m³ เชื้อเพลิงก๊าซที่ใช้พลังงานมากที่สุดคือก๊าซไฮโดรเจน (120 MJ/m³) มีแนวโน้มที่ดีที่จะใช้เป็นเชื้อเพลิง แต่จนถึงขณะนี้ยังไม่พบทางเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการจัดเก็บและการขนส่ง

การเปรียบเทียบความเข้มข้นของพลังงานของเชื้อเพลิงประเภทต่างๆ

เมื่อเปรียบเทียบ ค่าพลังงานเชื้อเพลิงแข็งของเหลวและก๊าซประเภทหลักสามารถกำหนดได้ว่าน้ำมันเบนซินหรือดีเซลหนึ่งลิตรสอดคล้องกับก๊าซธรรมชาติ 1.3 m³, ถ่านหินหนึ่งกิโลกรัม - ก๊าซ 0.8 m³, ฟืนหนึ่งกิโลกรัม - ก๊าซ 0.4 m³

ความร้อนจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงเป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพที่สำคัญที่สุด แต่ความกว้างของการกระจายในพื้นที่ของกิจกรรมของมนุษย์ขึ้นอยู่กับความสามารถทางเทคนิคและตัวชี้วัดทางเศรษฐกิจของการใช้งาน

เชื้อเพลิงแต่ละประเภทมีลักษณะที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับค่าความร้อนและปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาเมื่อเชื้อเพลิงถูกเผาไหม้จนหมด ตัวอย่างเช่น ความร้อนสัมพัทธ์ของการเผาไหม้ไฮโดรเจนส่งผลต่อการบริโภค ค่าความร้อนถูกกำหนดโดยใช้ตาราง บ่งชี้ถึงการวิเคราะห์เปรียบเทียบการใช้ทรัพยากรพลังงานที่แตกต่างกัน

มีสารติดไฟจำนวนมาก ซึ่งแต่ละอย่างมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง

ตารางเปรียบเทียบ

ด้วยความช่วยเหลือของตารางเปรียบเทียบ คุณสามารถอธิบายได้ว่าเหตุใดแหล่งพลังงานที่แตกต่างกันจึงมีค่าความร้อนต่างกัน ตัวอย่างเช่น:

• ไฟฟ้า;
• มีเทน;
• บิวเทน;
• โพรเพนบิวเทน;
• น้ำมันดีเซล;
• ฟืน;
• พีท;
• ถ่านหิน;
• ส่วนผสมของก๊าซเหลว

โพรเพนเป็นเชื้อเพลิงชนิดหนึ่งที่ได้รับความนิยม

ตารางสามารถแสดงให้เห็นไม่เพียงแต่ ตัวอย่างเช่น ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้เชื้อเพลิงดีเซล ตัวชี้วัดอื่น ๆ ยังรวมอยู่ในรายงานการวิเคราะห์เปรียบเทียบ: ค่าความร้อน, ความหนาแน่นเชิงปริมาตรของสาร, ราคาสำหรับส่วนหนึ่งของแหล่งจ่ายไฟที่มีเงื่อนไข, ประสิทธิภาพของระบบทำความร้อน, ราคาหนึ่งกิโลวัตต์ต่อชั่วโมง

ในวิดีโอนี้ คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับการทำงานของเชื้อเพลิง:

ราคาน้ำมัน

ขอขอบคุณรายงาน การวิเคราะห์เปรียบเทียบกำหนดโอกาสในการใช้มีเทนหรือน้ำมันดีเซล ราคาก๊าซในท่อส่งก๊าซส่วนกลาง มีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้น. มันอาจจะสูงกว่าน้ำมันดีเซลด้วยซ้ำ นั่นคือสาเหตุที่ต้นทุนของก๊าซปิโตรเลียมเหลวแทบจะไม่เปลี่ยนแปลง และการใช้งานจะยังคงเป็นทางออกเดียวเมื่อติดตั้งระบบแปรสภาพเป็นแก๊สอิสระ

มีชื่อหลายประเภทสำหรับเชื้อเพลิงและน้ำมันหล่อลื่น (เชื้อเพลิงและน้ำมันหล่อลื่น): ของแข็ง ของเหลว ก๊าซ และวัสดุไวไฟอื่น ๆ ซึ่งในระหว่างปฏิกิริยาการสร้างความร้อนของการเกิดออกซิเดชันของเชื้อเพลิงและน้ำมันหล่อลื่น พลังงานความร้อนทางเคมีของมันถูกแปลงเป็น การแผ่รังสีอุณหภูมิ

พลังงานความร้อนที่ปล่อยออกมาเรียกว่าค่าความร้อนของเชื้อเพลิงประเภทต่างๆ ในระหว่างการเผาไหม้อย่างสมบูรณ์ของสารไวไฟใดๆ การพึ่งพาองค์ประกอบทางเคมีและความชื้นเป็นตัวบ่งชี้หลักของโภชนาการ

ความไวต่อความร้อน

การกำหนด OTC ของเชื้อเพลิงนั้นดำเนินการทดลองหรือใช้การคำนวณเชิงวิเคราะห์ การพิจารณาความไวต่อความร้อนเชิงทดลองนั้นดำเนินการทดลองโดยการสร้างปริมาตรความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงในคลังความร้อนที่มีเทอร์โมสตัทและระเบิดเผาไหม้

หากจำเป็น ให้ตรวจสอบความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้เชื้อเพลิงจากตาราง ขั้นแรกให้คำนวณตามสูตรของ Mendeleev. น้ำมันเชื้อเพลิง OTC มีเกรดสูงและต่ำกว่า ที่ความร้อนสัมพัทธ์สูงสุด ความร้อนจำนวนมากจะถูกปล่อยออกมาเมื่อเชื้อเพลิงเผาไหม้หมด โดยคำนึงถึงความร้อนที่ใช้ในการระเหยน้ำในน้ำมันเชื้อเพลิงด้วย

ที่ระดับความเหนื่อยหน่ายต่ำสุด TTC จะน้อยกว่าระดับสูงสุด เนื่องจากในกรณีนี้ การระเหยจะถูกปล่อยออกมาน้อยลง การระเหยเกิดขึ้นจากน้ำและไฮโดรเจนเมื่อเชื้อเพลิงเผาไหม้ ในการกำหนดคุณสมบัติของเชื้อเพลิง การคำนวณทางวิศวกรรมจะคำนึงถึงค่าความร้อนสัมพัทธ์ที่ต่ำกว่า ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญของเชื้อเพลิง

ส่วนประกอบต่อไปนี้รวมอยู่ในตารางความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้เชื้อเพลิงแข็ง: ถ่านหิน, ฟืน, พีท, โค้ก รวมถึงค่า GTC ของวัสดุไวไฟที่เป็นของแข็ง ชื่อของเชื้อเพลิงจะถูกป้อนลงในตารางตามตัวอักษร ในบรรดาเชื้อเพลิงและน้ำมันหล่อลื่นรูปแบบแข็งทั้งหมด โค้ก ถ่านหินแข็ง สีน้ำตาลและถ่าน รวมถึงแอนทราไซต์ มีความสามารถในการถ่ายเทความร้อนได้ดีที่สุด เชื้อเพลิงที่ให้ผลผลิตต่ำ ได้แก่:

• ไม้;
• ฟืน;
• ผง;
• พีท;
• หินดินดานที่ติดไฟได้

ตัวบ่งชี้แอลกอฮอล์ น้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าด และน้ำมัน รวมอยู่ในรายการเชื้อเพลิงเหลวและน้ำมันหล่อลื่น ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้ไฮโดรเจนตลอดจนเชื้อเพลิงรูปแบบต่างๆ จะถูกปล่อยออกมาพร้อมกับการเผาไหม้แบบไม่มีเงื่อนไขที่หนึ่งกิโลกรัม หนึ่งลูกบาศก์เมตร หรือหนึ่งลิตร ส่วนใหญ่มักเป็นสิ่งเหล่านี้ คุณสมบัติทางกายภาพวัดเป็นหน่วยงาน พลังงาน และปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมา

ขึ้นอยู่กับระดับ OTC ของเชื้อเพลิงและน้ำมันหล่อลื่นที่สูง นี่จะเป็นปริมาณการใช้ ความสามารถนี้เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดของเชื้อเพลิงและจะต้องนำมาพิจารณาเมื่อออกแบบการติดตั้งหม้อไอน้ำโดยใช้เชื้อเพลิงประเภทต่างๆ ค่าความร้อนขึ้นอยู่กับปริมาณความชื้นและเถ้ารวมทั้งจากส่วนผสมที่ติดไฟได้ เช่น คาร์บอน ไฮโดรเจน ซัลเฟอร์ที่ติดไฟได้

SG (ความร้อนจำเพาะ) ของการเผาไหม้แอลกอฮอล์และอะซิโตนนั้นต่ำกว่าเชื้อเพลิงของมอเตอร์และน้ำมันหล่อลื่นแบบคลาสสิกมากและมีค่าเท่ากับ 31.4 MJ/กก. สำหรับน้ำมันเชื้อเพลิงตัวเลขนี้จะอยู่ในช่วง 39-41.7 MJ/กก. ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพการเผาไหม้ของก๊าซธรรมชาติอยู่ที่ 41-49 MJ/kg หนึ่งกิโลแคลอรี (กิโลแคลอรี) เท่ากับ 0.0041868 MJ ปริมาณแคลอรี่ของเชื้อเพลิงประเภทต่างๆ แตกต่างกันในแง่ของความเหนื่อยหน่าย ยิ่งสารใดๆ ปล่อยความร้อนออกมามากเท่าใด การถ่ายเทความร้อนก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น กระบวนการนี้เรียกอีกอย่างว่าการถ่ายเทความร้อน ของเหลว ก๊าซ และอนุภาคแข็งมีส่วนในการถ่ายเทความร้อน

เป็นที่ทราบกันว่าแหล่งพลังงานที่ใช้ในอุตสาหกรรม การขนส่ง เกษตรกรรมในชีวิตประจำวันคือเชื้อเพลิง ได้แก่ถ่านหิน น้ำมัน พีท ฟืน ก๊าซธรรมชาติเป็นต้น เมื่อเชื้อเพลิงเผาไหม้พลังงานก็จะถูกปล่อยออกมา ลองค้นหาว่าในกรณีนี้พลังงานถูกปล่อยออกมาอย่างไร

ให้เรานึกถึงโครงสร้างของโมเลกุลของน้ำ (รูปที่ 16, ก) ประกอบด้วยออกซิเจนหนึ่งอะตอมและไฮโดรเจนสองอะตอม หากโมเลกุลของน้ำถูกแบ่งออกเป็นอะตอมก็จำเป็นต้องเอาชนะแรงดึงดูดระหว่างอะตอมนั่นคือต้องทำงานให้เสร็จจึงต้องใช้พลังงานไป ในทางกลับกัน ถ้าอะตอมรวมกันเป็นโมเลกุล พลังงานก็จะถูกปล่อยออกมา

การใช้เชื้อเพลิงขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์การปล่อยพลังงานเมื่ออะตอมมารวมกัน ตัวอย่างเช่นอะตอมของคาร์บอนที่มีอยู่ในเชื้อเพลิงจะรวมกับอะตอมออกซิเจนสองอะตอมระหว่างการเผาไหม้ (รูปที่ 16, b) ในกรณีนี้จะเกิดโมเลกุลของคาร์บอนมอนอกไซด์ - คาร์บอนไดออกไซด์- และพลังงานถูกปล่อยออกมา

ข้าว. 16. โครงสร้างของโมเลกุล:
น้ำ; b - การรวมกันของอะตอมของคาร์บอนและอะตอมออกซิเจนสองอะตอมเข้าเป็นโมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์

เมื่อคำนวณเครื่องยนต์ วิศวกรจำเป็นต้องรู้แน่ชัดว่าเชื้อเพลิงที่เผาไหม้สามารถปล่อยความร้อนออกมาได้มากเพียงใด ในการทำเช่นนี้มีความจำเป็นต้องทดลองทดลองว่าจะปล่อยความร้อนออกมาเท่าใดในระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่มีมวลเท่ากันในประเภทต่าง ๆ โดยสมบูรณ์

ปริมาณทางกายภาพที่แสดงปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่สมบูรณ์ซึ่งมีน้ำหนัก 1 กิโลกรัมเรียกว่าความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้เชื้อเพลิง

ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้จะแสดงด้วยตัวอักษร q หน่วยความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้คือ 1 J/kg

ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้ถูกกำหนดโดยการทดลองโดยใช้เครื่องมือที่ค่อนข้างซับซ้อน

ผลลัพธ์ของข้อมูลการทดลองแสดงไว้ในตารางที่ 2

ตารางที่ 2

จากตารางนี้จะเห็นได้ว่าความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้เช่นน้ำมันเบนซินคือ 4.6 10 7 J / kg

ซึ่งหมายความว่าการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ของน้ำมันเบนซินที่มีน้ำหนัก 1 กิโลกรัมจะปล่อยพลังงาน 4.6 10 7 J

ปริมาณความร้อนรวม Q ที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิง m กิโลกรัมคำนวณโดยสูตร

คำถาม

1. ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้เชื้อเพลิงคือเท่าไร?
2. ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้เชื้อเพลิงวัดในหน่วยใด
3. นิพจน์ "ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้เชื้อเพลิงเท่ากับ 1.4 10 7 J / kg" หมายความว่าอย่างไร ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงคำนวณอย่างไร?

แบบฝึกหัดที่ 9

1. ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาในระหว่างการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ของถ่านที่มีน้ำหนัก 15 กิโลกรัม แอลกอฮอล์หนัก 200 กรัม?
2. ในระหว่างการเผาไหม้น้ำมันโดยสมบูรณ์จะปล่อยความร้อนออกมาเท่าใดซึ่งมีมวล 2.5 ตัน น้ำมันก๊าดปริมาตร 2 ลิตรและความหนาแน่น 800 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร?
3. เมื่อไม้แห้งถูกเผาจนหมด พลังงานจะถูกปล่อยออกมา 50,000 กิโลจูล ไม้ที่ถูกเผาจำนวนเท่าใด?

ออกกำลังกาย

ใช้ตารางที่ 2 สร้างแผนภูมิแท่งสำหรับความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้ของฟืน แอลกอฮอล์ น้ำมัน ไฮโดรเจน โดยเลือกมาตราส่วนดังนี้ ความกว้างของสี่เหลี่ยมผืนผ้าคือ 1 เซลล์ ความสูง 2 มม. ตรงกับ 10 J

เชื้อเพลิงคืออะไร?

นี่คือองค์ประกอบหนึ่งหรือส่วนผสมของสารที่สามารถเปลี่ยนรูปทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับการปล่อยความร้อน ประเภทต่างๆเชื้อเพลิงมีความแตกต่างกันในปริมาณสารออกซิไดเซอร์เชิงปริมาณซึ่งใช้ในการปล่อยพลังงานความร้อน

ในความหมายกว้างๆ เชื้อเพลิงคือตัวพาพลังงาน ซึ่งก็คือพลังงานศักย์ประเภทหนึ่งที่มีศักยภาพ

การจัดหมวดหมู่

ปัจจุบันประเภทของเชื้อเพลิงจะถูกแบ่งตามสถานะการรวมตัวเป็นของเหลว ของแข็ง และก๊าซ

ไปจนถึงเนื้อแข็ง ดูเป็นธรรมชาติได้แก่หินและฟืน แอนทราไซต์ ถ่านอัดแท่ง โค้ก เทอร์โมแอนทราไซต์เป็นเชื้อเพลิงแข็งสังเคราะห์ประเภทหนึ่ง

ของเหลว ได้แก่ สารที่มีสารที่มีต้นกำเนิดจากสารอินทรีย์ ส่วนประกอบหลัก ได้แก่ ออกซิเจน คาร์บอน ไนโตรเจน ไฮโดรเจน ซัลเฟอร์ เชื้อเพลิงเหลวเทียมจะเป็นเรซินและน้ำมันเชื้อเพลิงหลากหลายชนิด

เป็นส่วนผสมของก๊าซหลายชนิด: เอทิลีน มีเทน โพรเพน บิวเทน นอกจากนี้ เชื้อเพลิงที่เป็นก๊าซยังประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์และคาร์บอนมอนอกไซด์ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ไนโตรเจน ไอน้ำ และออกซิเจน

ตัวชี้วัดน้ำมันเชื้อเพลิง

ตัวบ่งชี้หลักของการเผาไหม้ สูตรในการกำหนดค่าความร้อนนั้นพิจารณาในอุณหเคมี ปล่อย “เชื้อเพลิงมาตรฐาน” ซึ่งหมายถึงค่าความร้อนของแอนทราไซต์ 1 กิโลกรัม

น้ำมันทำความร้อนในครัวเรือนมีไว้สำหรับการเผาไหม้ในอุปกรณ์ทำความร้อนที่ใช้พลังงานต่ำซึ่งตั้งอยู่ในที่พักอาศัย เครื่องกำเนิดความร้อนที่ใช้ในการเกษตรสำหรับการอบแห้งอาหารสัตว์ การบรรจุกระป๋อง

ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้เชื้อเพลิงคือค่าที่แสดงถึงปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงโดยสมบูรณ์โดยมีปริมาตร 1 ลบ.ม. 3 หรือมวลหนึ่งกิโลกรัม

ในการวัดค่านี้ จะใช้ J/kg, J/m3, แคลอรี่/m3 เพื่อตรวจสอบความร้อนของการเผาไหม้จะใช้วิธีแคลอรี่

เมื่อความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้เชื้อเพลิงเพิ่มขึ้น ปริมาณการใช้เชื้อเพลิงจำเพาะจะลดลง และประสิทธิภาพยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

ความร้อนจากการเผาไหม้ของสารคือปริมาณพลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างการออกซิเดชันของสารที่เป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ

จะถูกกำหนดโดยองค์ประกอบทางเคมีตลอดจนสถานะการรวมตัวของสารที่ติดไฟได้

คุณสมบัติของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้

ค่าความร้อนที่สูงขึ้นและต่ำลงนั้นสัมพันธ์กับสถานะการรวมตัวของน้ำในสารที่ได้รับหลังการเผาไหม้เชื้อเพลิง

ค่าความร้อนที่สูงขึ้นคือปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้สารโดยสมบูรณ์ ค่านี้ยังรวมถึงความร้อนจากการควบแน่นของไอน้ำด้วย

ความร้อนจากการเผาไหม้ต่ำสุดคือค่าที่สอดคล้องกับการปล่อยความร้อนระหว่างการเผาไหม้โดยไม่คำนึงถึงความร้อนของการควบแน่นของไอน้ำ

ความร้อนแฝงของการควบแน่นคือปริมาณพลังงานของการควบแน่นของไอน้ำ

ความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์

ค่าความร้อนสูงและต่ำมีความสัมพันธ์กันตามความสัมพันธ์ต่อไปนี้:

QB = QH + k(W + 9H)

โดยที่ W คือปริมาณโดยน้ำหนัก (เป็น%) ของน้ำในสารไวไฟ

H คือปริมาณไฮโดรเจน (% โดยมวล) ในสารที่ติดไฟได้

k - สัมประสิทธิ์เท่ากับ 6 kcal/kg

วิธีการคำนวณ

ค่าความร้อนสูงและต่ำจะถูกกำหนดโดยสองวิธีหลัก: การคำนวณและการทดลอง

แคลอริมิเตอร์ใช้สำหรับการคำนวณเชิงทดลอง ขั้นแรกให้เผาตัวอย่างเชื้อเพลิงในนั้น ความร้อนที่จะปล่อยออกมาจะถูกน้ำดูดซับไว้จนหมด ด้วยความคิดเกี่ยวกับมวลของน้ำ คุณสามารถกำหนดโดยการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของค่าความร้อนของการเผาไหม้

เทคนิคนี้ถือว่าง่ายและมีประสิทธิภาพเพียงต้องใช้ความรู้ข้อมูลการวิเคราะห์ทางเทคนิคเท่านั้น

ในวิธีการคำนวณค่าความร้อนสูงและต่ำจะถูกคำนวณโดยใช้สูตร Mendeleev

Q p H = 339C p +1030H p -109(O p -S p) - 25 W p (กิโลจูล/กก.)

คำนึงถึงปริมาณคาร์บอน, ออกซิเจน, ไฮโดรเจน, ไอน้ำ, ซัลเฟอร์ในองค์ประกอบการทำงาน (เป็นเปอร์เซ็นต์) ปริมาณความร้อนระหว่างการเผาไหม้ถูกกำหนดโดยคำนึงถึงเชื้อเพลิงที่เท่ากัน

ความร้อนของการเผาไหม้ของก๊าซช่วยให้สามารถคำนวณเบื้องต้นและกำหนดประสิทธิภาพของการใช้เชื้อเพลิงบางประเภทได้

คุณสมบัติของแหล่งกำเนิด

เพื่อทำความเข้าใจว่าเชื้อเพลิงบางชนิดถูกปล่อยออกมามีความร้อนเท่าใดจึงจำเป็นต้องมีแนวคิดเกี่ยวกับที่มาของมัน

ในธรรมชาติก็มี ตัวแปรที่แตกต่างกันเชื้อเพลิงแข็งซึ่งมีองค์ประกอบและคุณสมบัติต่างกัน

การก่อตัวเกิดขึ้นหลายขั้นตอน ขั้นแรกเกิดพีทขึ้นจากนั้นจึงเกิดถ่านหินสีน้ำตาลและถ่านหินแข็งจากนั้นจึงเกิดแอนทราไซต์ แหล่งที่มาหลักของการก่อตัวของเชื้อเพลิงแข็งคือ ใบไม้ ไม้ และเข็มสน เมื่อส่วนต่างๆ ของพืชตายและสัมผัสกับอากาศ พวกมันจะถูกทำลายโดยเชื้อราและก่อตัวเป็นพีรุ การสะสมของมันจะกลายเป็นมวลสีน้ำตาลจากนั้นจึงได้ก๊าซสีน้ำตาล

ที่ ความดันโลหิตสูงและอุณหภูมิก๊าซสีน้ำตาลจะกลายเป็นถ่านหิน จากนั้นเชื้อเพลิงจะสะสมอยู่ในรูปของแอนทราไซต์

นอกจากอินทรียวัตถุแล้ว เชื้อเพลิงยังมีบัลลาสต์เพิ่มเติมอีกด้วย สารอินทรีย์ถือเป็นส่วนที่ประกอบขึ้นจาก อินทรียฺวัตถุ: ไฮโดรเจน คาร์บอน ไนโตรเจน ออกซิเจน นอกจากองค์ประกอบทางเคมีเหล่านี้แล้วยังมีบัลลาสต์: ความชื้นเถ้า

เทคโนโลยีการเผาไหม้เกี่ยวข้องกับการแยกมวลเชื้อเพลิงที่ใช้งานได้ แห้ง และที่ติดไฟได้ มวลการทำงานคือเชื้อเพลิงในรูปแบบดั้งเดิมที่จ่ายให้กับผู้บริโภค มวลแห้งเป็นองค์ประกอบที่ไม่มีน้ำ

สารประกอบ

ส่วนประกอบที่มีค่าที่สุดคือคาร์บอนและไฮโดรเจน

องค์ประกอบเหล่านี้มีอยู่ในเชื้อเพลิงทุกประเภท ในพีทและไม้เปอร์เซ็นต์ของคาร์บอนสูงถึง 58 เปอร์เซ็นต์ในถ่านหินแข็งและสีน้ำตาล - 80% และในแอนทราไซต์จะมีถึง 95 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเปลี่ยนแปลงการเผาไหม้เชื้อเพลิงขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้นี้ ไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดเป็นอันดับสองของเชื้อเพลิงใดๆ เมื่อจับกับออกซิเจนจะเกิดความชื้น ซึ่งลดค่าความร้อนของเชื้อเพลิงลงอย่างมาก

เปอร์เซ็นต์ของมันอยู่ในช่วงตั้งแต่ 3.8 ในชั้นหินน้ำมันถึง 11 ในน้ำมันเชื้อเพลิง ออกซิเจนที่มีอยู่ในเชื้อเพลิงทำหน้าที่เป็นบัลลาสต์

มันไม่ก่อให้เกิดความร้อน องค์ประกอบทางเคมีจึงส่งผลเสียต่อค่าความร้อนจากการเผาไหม้ การเผาไหม้ของไนโตรเจนซึ่งอยู่ในรูปแบบอิสระหรือถูกผูกมัดในผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้ถือเป็นสิ่งเจือปนที่เป็นอันตราย ดังนั้นปริมาณจึงมีจำกัดอย่างชัดเจน

ซัลเฟอร์รวมอยู่ในเชื้อเพลิงในรูปของซัลเฟต ซัลไฟด์ และก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ด้วย เมื่อถูกน้ำจะเกิดซัลเฟอร์ออกไซด์ กรดซัลฟูริกซึ่งทำลายอุปกรณ์หม้อไอน้ำและส่งผลเสียต่อพืชผักและสิ่งมีชีวิต

นั่นคือเหตุผลที่ซัลเฟอร์เป็นองค์ประกอบทางเคมีซึ่งมีอยู่ในเชื้อเพลิงธรรมชาติไม่เป็นที่พึงปรารถนาอย่างยิ่ง หากสารประกอบซัลเฟอร์เข้าไปในพื้นที่ทำงาน จะทำให้เกิดพิษร้ายแรงต่อบุคลากรปฏิบัติการ

ขี้เถ้ามีสามประเภทขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิด:

• หลัก;
• รอง;
• ระดับอุดมศึกษา

สายพันธุ์หลักนั้นเกิดจากแร่ธาตุที่พบในพืช ขี้เถ้าทุติยภูมิเกิดขึ้นจากการที่เศษพืชเข้าไปในทรายและดินระหว่างการก่อตัว

เถ้าระดับตติยภูมิปรากฏในองค์ประกอบของเชื้อเพลิงระหว่างการสกัด การจัดเก็บ และการขนส่ง ด้วยการสะสมของเถ้าอย่างมีนัยสำคัญ การถ่ายเทความร้อนบนพื้นผิวความร้อนของหน่วยหม้อไอน้ำจะลดลง ส่งผลให้ปริมาณการถ่ายเทความร้อนจากก๊าซไปยังน้ำลดลง จำนวนเงินที่ดีเถ้ามีผลกระทบด้านลบต่อการทำงานของหม้อไอน้ำ

ในที่สุด

สารระเหยมีอิทธิพลสำคัญต่อกระบวนการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงทุกประเภท ยิ่งเอาท์พุตมากเท่าใด ปริมาตรของส่วนหน้าเปลวไฟก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ถ่านหินและพีทติดไฟได้ง่าย กระบวนการนี้มาพร้อมกับการสูญเสียความร้อนเล็กน้อย โค้กที่หลงเหลืออยู่หลังจากขจัดสิ่งเจือปนที่ระเหยออกไปแล้วจะมีเพียงแร่ธาตุและสารประกอบคาร์บอนเท่านั้น ปริมาณความร้อนจะเปลี่ยนแปลงไปอย่างมากขึ้นอยู่กับลักษณะของเชื้อเพลิง

ขึ้นอยู่กับ องค์ประกอบทางเคมีการก่อตัวของเชื้อเพลิงแข็งมีสามขั้นตอน ได้แก่ พีท ถ่านหินสีน้ำตาล และถ่านหิน

ไม้ธรรมชาติใช้ในการติดตั้งหม้อไอน้ำขนาดเล็ก ส่วนใหญ่ใช้เศษไม้ ขี้เลื่อย แผ่นคอนกรีต เปลือกไม้ และฟืนเองก็ใช้ในปริมาณน้อย ปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประเภทของไม้

เมื่อความร้อนจากการเผาไหม้ลดลง ฟืนจะได้ประโยชน์บางประการ: ไวไฟเร็ว มีปริมาณเถ้าน้อยที่สุด และไม่มีกำมะถันเพียงเล็กน้อย

ข้อมูลที่เชื่อถือได้เกี่ยวกับองค์ประกอบของเชื้อเพลิงธรรมชาติหรือเชื้อเพลิงสังเคราะห์ รวมถึงค่าความร้อน เป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการคำนวณเทอร์โมเคมี

ในปัจจุบัน มีโอกาสที่แท้จริงในการระบุตัวเลือกหลักเหล่านั้นสำหรับเชื้อเพลิงแข็ง ก๊าซ และของเหลวที่จะมีประสิทธิภาพมากที่สุดและราคาไม่แพงในการใช้งานในบางสถานการณ์