La temperatura de combustión del carbón se considera el criterio principal que permite evitar errores a la hora de elegir el combustible. De este valor dependen directamente el rendimiento de la caldera y su calidad.
Opción de detección de temperatura
En invierno, la cuestión de la calefacción de las viviendas cobra especial relevancia. Debido al aumento sistemático del coste de los refrigerantes, la gente tiene que buscar opciones alternativas generación de energía térmica.
La mejor manera de resolver este problema sería seleccionar calderas de combustible sólido que tengan óptimas características de producción, retiene el calor perfectamente.
El calor específico de combustión del carbón es una magnitud física que muestra cuánto calor se puede liberar durante la combustión completa de un kilogramo de combustible. Para que la caldera funcione durante mucho tiempo, es importante seleccionar el combustible adecuado. El calor específico de combustión del carbón es elevado (22 MJ/kg), por lo que este tipo de combustible se considera óptimo para trabajo eficiente caldera
Características y propiedades de la madera.
Actualmente, existe una tendencia a pasar de instalaciones basadas en el proceso de combustión de gas a sistemas domésticos de calefacción de combustibles sólidos.
No todo el mundo sabe que la creación de un microclima confortable en la casa depende directamente de la calidad del combustible elegido. Como material tradicional utilizado en tales calderas de calefacción, seleccione la madera.
En condiciones climáticas duras, caracterizadas por inviernos largos y fríos, es bastante difícil calentar una casa con leña durante toda la temporada de calefacción. Cuando la temperatura del aire desciende bruscamente, el propietario de la caldera se ve obligado a utilizarla al borde de sus máximas capacidades.
Al elegir como combustible sólido madera, surgen serios problemas e inconvenientes. En primer lugar, observamos que la temperatura de combustión del carbón es mucho más alta que la de la madera. Entre las desventajas y alta velocidad combustión de leña, lo que crea serias dificultades en el funcionamiento de la caldera de calefacción. Su propietario se ve obligado a controlar constantemente la disponibilidad de leña en la cámara de combustión, se necesitará una cantidad bastante grande para la temporada de calefacción.
Opciones de carbón
La temperatura de combustión es mucho más alta, por lo que esta opción El combustible es una excelente alternativa a la leña convencional. También destacamos la excelente tasa de transferencia de calor, la duración del proceso de combustión y el bajo consumo de combustible. Hay varios tipos de carbón, relacionados con las características específicas de la minería, así como con la profundidad de su aparición en las entrañas de la tierra: duro, marrón, antracita.
Cada una de estas opciones tiene sus propias cualidades y características distintivas que permiten su uso en calderas de combustible sólido. La temperatura de combustión del carbón en un horno será mínima cuando se utilice lignito, ya que contiene una cantidad bastante grande de diversas impurezas. En cuanto a los indicadores de transferencia de calor, su valor es similar al de la madera. Reacción química La combustión es exotérmica, el poder calorífico del carbón es alto.
El carbón tiene una temperatura de ignición de 400 grados. Además, el poder calorífico de este tipo de carbón es bastante elevado, por lo que este tipo de combustible se utiliza mucho para calentar viviendas.
La antracita tiene la máxima eficiencia. Entre las desventajas de este tipo de combustible, destacamos su elevado coste. La temperatura de combustión de este tipo de carbón alcanza los 2250 grados. Ningún combustible sólido extraído de las entrañas de la tierra tiene tal indicador.
Características de un horno de carbón.
Un dispositivo similar tiene caracteristicas de diseño, implica la reacción de pirólisis del carbón. No pertenece a los minerales, se ha convertido en un producto de la actividad humana.
La temperatura de combustión del carbón es de 900 grados, lo que va acompañado de la liberación de una cantidad suficiente de energía térmica. ¿Cuál es la tecnología para crear un producto tan sorprendente? La esencia radica en un cierto procesamiento de la madera, por lo que se produce un cambio significativo en su estructura, separación de ella. exceso de humedad. Un proceso similar se lleva a cabo en hornos especiales. El principio de funcionamiento de tales dispositivos se basa en el proceso de pirólisis. Un horno de carbón consta de cuatro componentes básicos:
- cámaras de combustión;
- base reforzada;
- Chimenea;
- compartimento de reciclaje.
Proceso quimico
Después de entrar en la cámara, la leña arde gradualmente. Este proceso se produce debido a la presencia en la cámara de combustión de una cantidad suficiente de oxígeno gaseoso que favorece la combustión. A medida que se produce el proceso de combustión lenta, se libera una cantidad suficiente de calor y el exceso de líquido se convierte en vapor.
El humo liberado durante la reacción pasa al compartimento de procesamiento secundario, donde se quema por completo y se libera calor. realiza varias tareas funcionales importantes. Con su ayuda, se forma carbón vegetal y se mantiene una temperatura agradable en la habitación.
Pero el proceso de obtención de dicho combustible es bastante delicado y, con el menor retraso, es posible la combustión completa de la madera. Es necesario sacar los trozos carbonizados del horno en un momento determinado.
Aplicación de carbón
Si se sigue la cadena tecnológica, se obtiene un material excelente que se puede utilizar para calentar completamente las viviendas durante el invierno. temporada de calefacción. Por supuesto, la temperatura de combustión del carbón será mayor, pero ese combustible no es asequible en todas las regiones.
La combustión del carbón comienza a una temperatura de 1250 grados. Por ejemplo, un horno de fundición funciona con carbón vegetal. La llama que se forma cuando se suministra aire al horno derrite fácilmente el metal.
Creando condiciones óptimas para la combustión.
Porque alta temperatura Todo elementos internos Los hornos están hechos de ladrillos refractarios especiales. Para su instalación se utiliza arcilla ignífuga. Si se crean condiciones especiales, es muy posible obtener una temperatura en el horno superior a 2000 grados. Cada tipo de carbón tiene su propio punto de inflamación. Después de alcanzar este indicador, es importante mantener la temperatura de ignición suministrando continuamente exceso de oxígeno a la cámara de combustión.
Entre las desventajas de este proceso destacamos la pérdida de calor, ya que parte de la energía liberada se escapará por la tubería. Esto conduce a una disminución de la temperatura de la cámara de combustión. Durante investigación experimental Los científicos pudieron establecer el volumen óptimo de exceso de oxígeno para varios tipos de combustible. Gracias a la elección del exceso de aire, se puede contar con una combustión completa del combustible. Como resultado, puede contar con pérdidas mínimas de energía térmica.
Conclusión
El valor comparativo del combustible se evalúa por su valor calorífico medido en calorías. Teniendo en cuenta las características de sus diferentes tipos, podemos concluir que la hulla es el tipo óptimo de hulla sólida. Muchos propietarios de su propia sistemas de calefacción Intentan utilizar calderas que funcionen con combustibles mixtos: sólido, líquido, gaseoso.
Los diferentes tipos de combustible (sólido, líquido y gaseoso) se caracterizan por propiedades generales y específicas. Las propiedades generales del combustible incluyen el calor específico de combustión y la humedad, las propiedades específicas incluyen el contenido de cenizas, el contenido de azufre (contenido de azufre), la densidad, la viscosidad y otras propiedades.
El calor específico de combustión de un combustible es la cantidad de calor que se libera durante la combustión completa de \(1\) kg de sólido o combustible líquido o \(1\) m³ de combustible gaseoso.
El valor energético de un combustible está determinado principalmente por su calor específico de combustión.
El calor específico de combustión se indica con la letra \(q\). La unidad de calor específico de combustión es \(1\) J/kg para combustibles sólidos y líquidos y \(1\) J/m³ para combustibles gaseosos.
El calor específico de combustión se determina experimentalmente mediante métodos bastante complejos.
Tabla 2. Calor específico de combustión de algunos tipos de combustible.
Combustible sólido
Sustancia | Calor específico de combustión, |
| carbón marron | |
| Carbón | |
| Leña seca | |
| Calzos de madera | |
Carbón | |
Carbón grado A-II | |
| Coca | |
| Polvo | |
| Turba |
Combustible líquido
Combustible gaseoso
(bajo condiciones normales)
Sustancia | Calor específico de combustión, |
| Hidrógeno | |
| Gas pobre | |
| gas coque | |
| Gas natural | |
| Gas |
De esta tabla se desprende claramente que el calor específico de combustión del hidrógeno es el más alto, es igual a \(120\) MJ/m³. Esto significa que con la combustión completa de hidrógeno con un volumen de \(1\) m³, se libera \(120\) MJ \(=\)\(120\) ⋅ 10 6 J de energía.
El hidrógeno es uno de los combustibles de alta energía. Además, el producto de la combustión del hidrógeno es agua corriente, a diferencia de otros tipos de combustible, donde los productos de la combustión son dióxido de carbono y monóxido de carbono, cenizas y escoria de horno. Esto convierte al hidrógeno en el combustible más ecológico.
Sin embargo, el gas hidrógeno es explosivo. Además, tiene la densidad más baja en comparación con otros gases a la misma temperatura y presión, lo que genera dificultades con la licuefacción del hidrógeno y su transporte.
La cantidad total de calor \(Q\) liberada durante la combustión completa de \(m\) kg de combustible sólido o líquido se calcula mediante la fórmula:
La cantidad total de calor \(Q\) liberada durante la combustión completa de \(V\) m³ de combustible gaseoso se calcula mediante la fórmula:
La humedad (contenido de humedad) del combustible reduce su poder calorífico, ya que aumenta el consumo de calor para la evaporación de la humedad y aumenta el volumen de productos de combustión (debido a la presencia de vapor de agua).
El contenido de cenizas es la cantidad de cenizas que se forman durante la combustión de los minerales contenidos en el combustible. Las sustancias minerales contenidas en el combustible reducen su poder calorífico, ya que disminuye el contenido de componentes combustibles (la razón principal) y aumenta el consumo de calor para calentar y fundir la masa mineral.
El contenido de azufre (contenido de azufre) se refiere a factor negativo combustible, ya que su combustión produce gases de dióxido de azufre que contaminan la atmósfera y destruyen el metal. Además, el azufre contenido en el combustible pasa parcialmente al metal fundido y al vidrio fundido, reduciendo su calidad. Por ejemplo, para fundir cristales, vidrios ópticos y otros, no se puede utilizar combustible que contenga azufre, ya que el azufre reduce significativamente las propiedades ópticas y el color del vidrio.
Diferentes tipos de combustible tienen diferentes caracteristicas. Esto depende del poder calorífico y de la cantidad de calor liberado cuando el combustible se quema por completo. Por ejemplo, el calor relativo de combustión del hidrógeno afecta su consumo. El poder calorífico se determina mediante tablas. Indican análisis comparativos del consumo de diferentes recursos energéticos.
Hay una gran cantidad de combustibles. cada uno de los cuales tiene sus pros y sus contras
Tablas comparativas
Con la ayuda de tablas comparativas es posible explicar por qué diferentes recursos energéticos tienen diferentes poderes caloríficos. Por ejemplo, como:
- electricidad;
- metano;
- butano;
- propano-butano;
- combustible diesel;
- leña;
- turba;
- carbón;
- Mezclas de gases licuados.
El propano es uno de los tipos populares de combustible.
Las tablas pueden demostrar no sólo, por ejemplo, el calor específico de combustión del combustible diesel. En los informes del análisis comparativo también se incluyen otros indicadores: poder calorífico, densidad volumétrica de las sustancias, precio de una parte del suministro eléctrico condicional, eficiencia de los sistemas de calefacción, coste de un kilovatio por hora.
En este vídeo aprenderás cómo funciona el combustible:
Precios del combustible
gracias a los informes análisis comparativo determinar las perspectivas de uso de metano o combustible diesel. Precio del gas en un gasoducto centralizado. tiende a aumentar. Puede ser incluso mayor que el combustible diesel. Por eso el coste del gas licuado de petróleo apenas cambiará y su uso seguirá siendo la única solución a la hora de instalar un sistema de gasificación independiente.
Existen varios tipos de nombres para combustibles y lubricantes (combustibles y lubricantes): sólidos, líquidos, gaseosos y algunos otros materiales inflamables, en los que, durante la reacción de oxidación de combustibles y lubricantes que genera calor, su energía térmica química se convierte en radiación de temperatura.
La energía térmica liberada se denomina poder calorífico de varios tipos de combustible durante la combustión completa de cualquier sustancia inflamable. Su dependencia de la composición química y la humedad es el principal indicador de nutrición.
Susceptibilidad térmica
La determinación del OTC del combustible se lleva a cabo de forma experimental o mediante cálculos analíticos. La determinación experimental de la susceptibilidad térmica se lleva a cabo experimentalmente estableciendo el volumen de calor liberado durante la combustión del combustible en un acumulador de calor con termostato y bomba de combustión.
Si es necesario, determine el calor específico de combustión del combustible a partir de la tabla. Primero, los cálculos se realizan según las fórmulas de Mendeleev.. Hay grados superiores e inferiores de combustible de venta libre. En el calor relativo más alto, se libera una gran cantidad de calor cuando se quema cualquier combustible. Esto tiene en cuenta el calor gastado en la evaporación del agua del combustible.
En el grado más bajo de quemado, el TTC es menor que en el grado más alto, ya que en este caso se libera menos evaporación. La evaporación se produce a partir del agua y el hidrógeno cuando se quema el combustible. Para determinar las propiedades de un combustible, los cálculos de ingeniería tienen en cuenta el poder calorífico relativo más bajo, que es parámetro importante combustible.
Los siguientes componentes están incluidos en las tablas de calor específico de combustión de combustibles sólidos: carbón, leña, turba, coque. Incluyen los valores del GTC de material sólido inflamable. Los nombres de los combustibles se introducen en las tablas en orden alfabético. De todas las formas sólidas de combustibles y lubricantes, la coque, la piedra, el marrón y los lubricantes tienen la mayor capacidad de transferencia de calor. carbón, así como antracita. Los combustibles de baja productividad incluyen:
- madera;
- leña;
- polvo;
- turba;
- esquisto combustible.
Los indicadores de alcohol, gasolina, queroseno y aceite se incluyen en la lista de combustibles y lubricantes líquidos. El calor específico de combustión del hidrógeno, así como diferentes formas de combustible se libera cuando se quema por completo un kilogramo, un metro cúbico o un litro. Muy a menudo estos propiedades físicas Se mide en unidades de trabajo, energía y cantidad de calor liberado.
Dependiendo del grado en que sea alto el OTC de combustibles y lubricantes, este será su consumo. Esta competencia es el parámetro más importante del combustible y debe tenerse en cuenta a la hora de diseñar instalaciones de calderas que utilicen diferentes tipos de combustible. El poder calorífico depende de la humedad y el contenido de cenizas., así como de ingredientes inflamables como carbono, hidrógeno y azufre combustible volátil.
El SG (calor específico) de combustión del alcohol y la acetona es mucho menor que el de los combustibles y lubricantes de motor clásicos y es igual a 31,4 MJ/kg; para el fueloil esta cifra oscila entre 39 y 41,7 MJ/kg. El indicador de eficiencia de combustión del gas natural es de 41-49 MJ/kg. Una kcal (kilocaloría) equivale a 0,0041868 MJ. El contenido calórico de los diferentes tipos de combustible difiere entre sí en términos de quemado. Cómo mas calor desprende cualquier sustancia, mayor es su transferencia de calor. Este proceso también se llama transferencia de calor. En la transferencia de calor intervienen líquidos, gases y partículas duras.
¿Qué es el combustible?
Este es un componente o una mezcla de sustancias que son capaces de realizar transformaciones químicas asociadas con la liberación de calor. Diferentes tipos Los combustibles se diferencian por su contenido cuantitativo de oxidante, que se utiliza para liberar energía térmica.
En un sentido amplio, el combustible es un portador de energía, es decir, un tipo potencial de energía potencial.
Clasificación
Actualmente, los tipos de combustibles se dividen según su estado de agregación en líquidos, sólidos y gaseosos.
Los materiales duros naturales incluyen piedra, leña y antracita. Las briquetas, el coque y la termoantracita son tipos de combustible sólido artificial.
Los líquidos incluyen sustancias que contienen sustancias de origen orgánico. Sus principales componentes son: oxígeno, carbono, nitrógeno, hidrógeno, azufre. El combustible líquido artificial será una variedad de resinas y fuel oil.
Es una mezcla de varios gases: etileno, metano, propano, butano. Además de ellos, el combustible gaseoso contiene dióxido de carbono y monóxido de carbono, sulfuro de hidrógeno, nitrógeno, vapor de agua y oxígeno.
Indicadores de combustible
El principal indicador de combustión. La fórmula para determinar el poder calorífico se considera en termoquímica. emiten “combustible estándar”, lo que implica el poder calorífico de 1 kilogramo de antracita.
El gasóleo para calefacción doméstico está destinado a la combustión en dispositivos de calefacción de baja potencia ubicados en locales residenciales, generadores de calor utilizados en agricultura para secar piensos, enlatar.
El calor específico de combustión de un combustible es un valor que demuestra la cantidad de calor que se genera durante la combustión completa de un combustible con un volumen de 1 m 3 o una masa de un kilogramo.
Para medir este valor se utilizan J/kg, J/m3, calorías/m3. Para determinar el calor de combustión se utiliza el método de calorimetría.
Con un aumento en el calor específico de combustión del combustible, disminuye consumo específico combustible y la eficiencia permanece sin cambios.
El calor de combustión de sustancias es la cantidad de energía liberada durante la oxidación de una sustancia sólida, líquida o gaseosa.
Está determinado por la composición química, así como por estado de agregación sustancia combustible.
Características de los productos de combustión.
Los valores caloríficos mayores y menores están relacionados con el estado de agregación del agua en las sustancias obtenidas tras la combustión del combustible.
El poder calorífico superior es la cantidad de calor que se libera durante la combustión completa de una sustancia. Este valor también incluye el calor de condensación del vapor de agua.
El calor de combustión de trabajo más bajo es el valor que corresponde a la liberación de calor durante la combustión sin tener en cuenta el calor de condensación del vapor de agua.
El calor latente de condensación es la cantidad de energía de condensación del vapor de agua.
relación matemática
Los valores caloríficos mayores y menores están relacionados por la siguiente relación:
QB = QH + k(W + 9H)
donde W es la cantidad en peso (en %) de agua en una sustancia inflamable;
H es la cantidad de hidrógeno (% en masa) en la sustancia combustible;
k - coeficiente igual a 6 kcal/kg
Métodos para realizar cálculos.
Los valores caloríficos superiores e inferiores se determinan mediante dos métodos principales: cálculo y experimental.
Los calorímetros se utilizan para realizar cálculos experimentales. Primero, se quema una muestra de combustible. El calor que se desprenderá es completamente absorbido por el agua. Teniendo una idea de la masa de agua, se puede determinar por el cambio de temperatura el valor de su calor de combustión.
Esta técnica se considera sencilla y eficaz, sólo requiere conocimiento de datos de análisis técnico.
En el método de cálculo, los poderes caloríficos superiores e inferiores se calculan mediante la fórmula de Mendeleev.
Q p H = 339C p +1030H p -109(O p -S p) - 25 W p (kJ/kg)
Tiene en cuenta el contenido de carbono, oxígeno, hidrógeno, vapor de agua y azufre en la composición de trabajo (en porcentaje). La cantidad de calor durante la combustión se determina teniendo en cuenta el combustible equivalente.
El calor de combustión del gas permite cálculos preliminares, identificar la efectividad del uso de un determinado tipo de combustible.
Características de origen
Para comprender cuánto calor se libera cuando se quema un determinado combustible, es necesario tener una idea de su origen.
En la naturaleza hay diferentes variantes Combustibles sólidos, que difieren en composición y propiedades.
Su formación se produce a través de varias etapas. Primero, se forma turba, luego se forma lignito y hulla, luego se forma antracita. Las principales fuentes de formación de combustibles sólidos son las hojas, la madera y las agujas de pino. Cuando partes de las plantas mueren y quedan expuestas al aire, los hongos las destruyen y forman turba. Su acumulación se convierte en una masa marrón, luego se obtiene un gas marrón.
En hipertensión y la temperatura, el gas marrón se convierte en carbón y luego el combustible se acumula en forma de antracita.
Además de materia orgánica, el combustible contiene lastre adicional. Se considera orgánica aquella parte que se forma a partir de sustancias orgánicas: hidrógeno, carbono, nitrógeno, oxígeno. Además de estos elementos químicos, contiene lastre: humedad, cenizas.
La tecnología de combustión implica la separación de la masa de trabajo, seca y combustible del combustible quemado. La masa de trabajo es el combustible en su forma original suministrado al consumidor. La masa seca es una composición en la que no hay agua.
Compuesto
Los componentes más valiosos son el carbono y el hidrógeno.
Estos elementos están contenidos en cualquier tipo de combustible. En la turba y la madera, el porcentaje de carbono alcanza el 58 por ciento, en la hulla y el lignito, el 80%, y en la antracita alcanza el 95 por ciento en peso. Dependiendo de este indicador, cambia la cantidad de calor liberado durante la combustión del combustible. El hidrógeno es el segundo elemento más importante de cualquier combustible. Cuando se une al oxígeno, forma humedad, lo que reduce significativamente el valor térmico de cualquier combustible.
Su porcentaje oscila entre el 3,8 en el esquisto bituminoso y el 11 en el fueloil. El oxígeno contenido en el combustible actúa como lastre.
No genera calor elemento químico, por tanto afecta negativamente el valor de su calor de combustión. La combustión del nitrógeno, contenido libre o ligado en los productos de combustión, se considera impurezas nocivas, por lo que su cantidad es claramente limitada.
El azufre forma parte del combustible en forma de sulfatos, sulfuros y también como gas dióxido de azufre. Cuando se hidratan, se forman óxidos de azufre. ácido sulfúrico que destruye equipo de caldera, afecta negativamente a la vegetación y los organismos vivos.
Por eso el azufre es un elemento químico cuya presencia en el combustible natural es extremadamente indeseable. Si los compuestos de azufre entran en el área de trabajo, provocan una intoxicación importante del personal operativo.
Existen tres tipos de ceniza según su origen:
- primario;
- secundario;
- terciario
La especie primaria se forma a partir de minerales que se encuentran en las plantas. La ceniza secundaria se forma como resultado de la entrada de residuos vegetales en la arena y el suelo durante la formación.
Las cenizas terciarias aparecen en la composición del combustible durante la extracción, almacenamiento y transporte. Con una deposición significativa de cenizas, se produce una disminución en la transferencia de calor en la superficie de calentamiento de la unidad de caldera, lo que reduce la cantidad de transferencia de calor al agua desde los gases. Una gran cantidad de ceniza afecta negativamente al funcionamiento de la caldera.
Finalmente
Las sustancias volátiles tienen una influencia significativa en el proceso de combustión de cualquier tipo de combustible. Cuanto mayor sea su potencia, mayor será el volumen del frente de llama. Por ejemplo, el carbón y la turba se encienden fácilmente; el proceso va acompañado de pequeñas pérdidas de calor. El coque que queda después de eliminar las impurezas volátiles contiene únicamente compuestos minerales y de carbono. Dependiendo de las características del combustible, la cantidad de calor cambia significativamente.
Dependiendo de composición química Hay tres etapas en la formación de combustibles sólidos: turba, lignito y carbón.
La madera natural se utiliza en instalaciones de calderas pequeñas. Utilizan principalmente astillas de madera, aserrín, losas, cortezas y la propia leña se utiliza en pequeñas cantidades. Dependiendo del tipo de madera, la cantidad de calor generada varía significativamente.
A medida que disminuye el calor de combustión, la leña adquiere ciertas ventajas: rápida inflamabilidad, mínimo contenido de cenizas y ausencia de trazas de azufre.
La información confiable sobre la composición del combustible natural o sintético, su poder calorífico, es de una gran manera Realización de cálculos termoquímicos.
Actualmente, existe una oportunidad real de identificar las principales opciones de combustibles sólidos, gaseosos y líquidos que serán las más efectivas y económicas de usar en una situación determinada.
maquinas termicas en termodinámica, se trata de motores térmicos y máquinas de refrigeración (termocompresores) que funcionan periódicamente. Variedad máquinas de refrigeración Son bombas de calor.
Dispositivos que funcionan Trabajo mecánico debido a energía interna Los combustibles se llaman motores térmicos (motores térmicos). Para el funcionamiento de un motor térmico, se requieren los siguientes componentes: 1) una fuente de calor con un nivel de temperatura más alto t1, 2) una fuente de calor con un nivel de temperatura más bajo t2, 3) un fluido de trabajo. En otras palabras: cualquier motor térmico (motores térmicos) consta de Calentador, refrigerador y fluido de trabajo. .
Como trabajando fluidamente Se utiliza gas o vapor, ya que están bien comprimidos, y dependiendo del tipo de motor puede haber combustible (gasolina, queroseno), vapor de agua, etc. El calentador cede una determinada cantidad de calor (Q1) al fluido de trabajo. , y su energía interna aumenta debido a esta energía interna, se realiza un trabajo mecánico (A), luego el fluido de trabajo desprende una cierta cantidad de calor al refrigerador (Q2) y se enfría a la temperatura inicial. El diagrama descrito representa el ciclo de funcionamiento del motor y es general; en motores reales, el papel de calentador y refrigerador puede ser desempeñado por varios dispositivos. El ambiente puede servir como refrigerador.
Dado que en el motor parte de la energía del fluido de trabajo se transfiere al frigorífico, está claro que no toda la energía que recibe del calentador se utiliza para realizar el trabajo. Respectivamente, eficiencia El motor (eficiencia) es igual a la relación entre el trabajo realizado (A) y la cantidad de calor que recibe del calentador (Q1):
Motor de combustión interna (ICE)
Hay dos tipos de motores. Combustión interna(HIELO): carburador Y diesel. EN motor de carburador la mezcla de trabajo (una mezcla de combustible y aire) se prepara fuera del motor en dispositivo especial y de allí entra al motor. En un motor diésel, la mezcla de combustible se prepara en el propio motor.
El hielo consiste en cilindro
, en el que se mueve pistón
; hay en el cilindro dos válvulas
, a través de uno de los cuales la mezcla combustible ingresa al cilindro y, a través del otro, los gases de escape se descargan del cilindro. Pistón usando mecanismo de manivela
se conecta con cigüeñal
, que comienza a girar con el movimiento de traslación del pistón. El cilindro se cierra con una tapa.
El ciclo de funcionamiento del motor de combustión interna incluye cuatro barras: admisión, compresión, carrera, escape. Durante la admisión, el pistón desciende, la presión en el cilindro disminuye y una mezcla combustible (en un motor con carburador) o aire (en un motor diesel) ingresa a través de la válvula. La válvula está cerrada en este momento. Al final de la entrada de la mezcla combustible, la válvula se cierra.
Durante la segunda carrera, el pistón sube, las válvulas se cierran y se comprime la mezcla de trabajo o el aire. Al mismo tiempo, la temperatura del gas aumenta: la mezcla combustible en un motor de carburador se calienta hasta 300-350 °C, y el aire en un motor diésel, hasta 500-600 °C. Al final de la carrera de compresión, salta una chispa en el motor del carburador y se enciende la mezcla combustible. En un motor diésel, se inyecta combustible en el cilindro y la mezcla resultante se enciende espontáneamente.
Cuando se quema una mezcla combustible, el gas se expande y empuja el pistón y el cigüeñal conectado a él, realizando un trabajo mecánico. Esto hace que el gas se enfríe.
Cuando el pistón alcanza el punto más bajo, la presión en él disminuirá. Cuando el pistón se mueve hacia arriba, la válvula se abre y se liberan los gases de escape. Al final de esta carrera la válvula se cierra.
Turbina de vapor
Turbina de vapor Es un disco montado sobre un eje sobre el que se montan las palas. El vapor entra en las aspas. El vapor calentado a 600 °C se dirige hacia la boquilla y se expande en ella. Cuando el vapor se expande, su energía interna se convierte en energía cinética del movimiento dirigido del chorro de vapor. Un chorro de vapor sale de la tobera hacia las palas de la turbina y les transfiere parte de su energía cinética, haciendo girar la turbina. Normalmente, las turbinas tienen varios discos, cada uno de los cuales transfiere parte de la energía del vapor. La rotación del disco se transmite a un eje al que está conectado un generador de corriente eléctrica.
Cuando se queman diferentes combustibles de la misma masa, se liberan diferentes cantidades de calor. Por ejemplo, es bien sabido que el gas natural es energéticamente más combustible rentable que la leña. Esto significa que para obtener la misma cantidad de calor, la masa de madera que hay que quemar debe ser significativamente mayor que la masa de gas natural. Por eso, diferentes tipos Los combustibles desde el punto de vista energético se caracterizan por una cantidad llamada calor específico de combustión del combustible .
Calor específico de combustión del combustible. - cantidad física, que muestra cuánto calor se libera durante la combustión completa de un combustible que pesa 1 kg.
