Polttoaineen ja palavien materiaalien ominaispalolämpö. Mitä valita: kaasu tai dieselpolttoaine

Hiilen palamislämpötilaa pidetään pääkriteerinä, jonka avulla voit välttää virheet polttoainetta valittaessa. Kattilan suorituskyky ja sen laatutyö riippuvat suoraan tästä arvosta.

Lämpötilan tunnistusvaihtoehto

Talvella asuintilojen lämmityskysymys on erityisen tärkeä. Jäähdytysnesteiden kustannusten järjestelmällisen nousun vuoksi ihmisten on etsittävä vaihtoehtoisia vaihtoehtoja lämpöenergian tuotanto.

Paras tapa ratkaista tämä ongelma on valita kiinteän polttoaineen kattilat, jotka ovat optimaalisia tuotannon ominaisuudet, säilyttää lämmön täydellisesti.

Hiilen ominaispalolämpö on fysikaalinen suure, joka osoittaa, kuinka paljon lämpöä voi vapautua kilogramman polttoaineen täydellisessä palamisessa. Jotta kattila toimisi pitkään, on tärkeää valita sille oikea polttoaine. Hiilen ominaispalolämpö on korkea (22 MJ/kg), joten tämän tyyppistä polttoainetta pidetään optimaalisena tehokasta työtä kattila

Puun ominaisuudet ja ominaisuudet

Tällä hetkellä on taipumus siirtyä kaasupolttoprosessiin perustuvista asennuksista kotitalouksien kiinteän polttoaineen lämmitysjärjestelmiin.

Kaikki eivät tiedä, että mukavan mikroilmaston luominen talossa riippuu suoraan valitun polttoaineen laadusta. Perinteisenä materiaalina, jota käytetään sellaisissa lämmityskattilat, valitse puu.

Ankarissa ilmasto-oloissa, joille on ominaista pitkät ja kylmät talvet, kotia on melko vaikea lämmittää puulla koko lämmityskauden ajan. Kun ilman lämpötila laskee jyrkästi, kattilan omistajan on pakko käyttää sitä maksimikykynsä partaalla.

Kun valitset as kiinteä polttoaine puuta, syntyy vakavia ongelmia ja haittoja. Ensinnäkin huomaamme, että hiilen palamislämpötila on paljon korkeampi kuin puun. Haittojen joukossa ja suuri nopeus puun poltto, mikä aiheuttaa vakavia vaikeuksia lämmityskattilan käytössä. Sen omistajan on jatkuvasti seurattava polttopuiden saatavuutta tulipesässä, ja sitä tarvitaan lämmityskaudella melko suuri määrä.

Hiilivaihtoehdot

Palamislämpötila on paljon korkeampi, joten tämä vaihtoehto polttoaine on erinomainen vaihtoehto perinteiselle polttopuulle. Huomioimme myös erinomaisen lämmönsiirtonopeuden, palamisprosessin keston ja alhaisen polttoaineenkulutuksen. Kaivostoiminnan erityispiirteisiin sekä maan suolistossa esiintymisen syvyyteen liittyviä hiilen tyyppejä on useita: kova, ruskea, antrasiitti.

Jokaisella näistä vaihtoehdoista on omat erityispiirteensä ja ominaisuutensa, jotka mahdollistavat sen käytön kiinteän polttoaineen kattilat. Kivihiilen palamislämpötila uunissa on minimaalinen käytettäessä ruskohiiltä, ​​koska se sisältää melko paljon erilaisia ​​epäpuhtauksia. Mitä tulee lämmönsiirtoindikaattoreihin, niiden arvo on samanlainen kuin puulla. Kemiallinen reaktio palaminen on eksotermistä, hiilen lämpöarvo on korkea.

Kivihiilen syttymislämpötila on 400 astetta. Lisäksi tämän tyyppisen hiilen lämpöarvo on melko korkea, joten tämän tyyppistä polttoainetta käytetään laajalti asuintilojen lämmittämiseen.

Antrasiitilla on maksimaalinen hyötysuhde. Tällaisen polttoaineen haitoista korostamme sen korkeita kustannuksia. Tämän tyyppisen hiilen palamislämpötila saavuttaa 2250 astetta. Millään maan suolistosta uutetulla kiinteällä polttoaineella ei ole tällaista indikaattoria.

Hiililämmitteisen uunin ominaisuudet

Vastaava laite on suunnitteluominaisuuksia, sisältää hiilen pyrolyysireaktion. ei kuulu mineraaleihin, siitä on tullut ihmisen toiminnan tuote.

Hiilen palamislämpötila on 900 astetta, johon liittyy riittävä määrä lämpöenergiaa. Millä tekniikalla luodaan näin hämmästyttävä tuote? Olennainen on tietyssä puun käsittelyssä, jonka vuoksi sen rakenteessa tapahtuu merkittävä muutos, erottuminen siitä ylimääräistä kosteutta. Samanlainen prosessi suoritetaan erityisissä uuneissa. Tällaisten laitteiden toimintaperiaate perustuu pyrolyysiprosessiin. Hiiliuuni koostuu neljästä peruskomponentista:

• polttokammiot;
• vahvistettu perusta;
• savupiippu;
• kierrätysosasto.

Kemiallinen prosessi

Kammioon saapumisen jälkeen polttopuut kytevät vähitellen. Tämä prosessi johtuu siitä, että tulipesässä on riittävä määrä happikaasua, joka tukee palamista. Kun kytemisprosessi tapahtuu, vapautuu riittävä määrä lämpöä ja ylimääräinen neste muuttuu höyryksi.

Reaktion aikana vapautuva savu menee toissijaiseen käsittelyosastoon, jossa se palaa kokonaan ja lämpöä vapautuu. suorittaa useita tärkeitä toiminnallisia tehtäviä. Sen avulla muodostuu hiiltä ja huoneessa pidetään mukavaa lämpötilaa.

Mutta tällaisen polttoaineen hankintaprosessi on melko herkkä, ja pienimmälläkin viiveellä puun täydellinen palaminen on mahdollista. Hiiltyneet palat on poistettava uunista tiettynä aikana.

Hiilen käyttö

Jos noudatetaan teknologista ketjua, saadaan erinomainen materiaali, jota voidaan käyttää asuintilojen täyteen lämmitykseen talvella. lämmityskausi. Tietenkin hiilen palamislämpötila on korkeampi, mutta tällainen polttoaine ei ole edullinen kaikilla alueilla.

Hiilen palaminen alkaa 1250 asteen lämpötilassa. Esimerkiksi sulatusuuni toimii puuhiilellä. Liekki, joka syntyy, kun ilmaa syötetään uuniin, sulattaa metallin helposti.

Optimaaliset olosuhteet palamiselle

Koska korkea lämpötila Kaikki sisäisiä elementtejä Uunit on valmistettu erityisistä tulenkestävästä tiilestä. Niiden asennuksessa käytetään tulenkestävää savea. Jos erityisolosuhteet luodaan, on täysin mahdollista saavuttaa uunin lämpötila, joka ylittää 2000 astetta. Jokaisella kivihiilityypillä on oma leimahduspisteensä. Tämän indikaattorin saavuttamisen jälkeen on tärkeää ylläpitää sytytyslämpötilaa syöttämällä jatkuvasti ylimääräistä happea tulipesään.

Tämän prosessin haitoista korostamme lämpöhäviötä, koska osa vapautuneesta energiasta karkaa putken läpi. Tämä johtaa tulipesän lämpötilan laskuun. Aikana kokeellinen tutkimus Tutkijat pystyivät määrittämään optimaalisen ylimääräisen happitilavuuden eri tyyppisille polttoaineille. Ylimääräisen ilman valinnan ansiosta voit luottaa polttoaineen täydelliseen palamiseen. Tämän seurauksena voit luottaa minimaalisiin lämpöenergiahäviöihin.

Johtopäätös

Polttoaineen vertailuarvo arvioidaan sen perusteella lämpöarvo kalorissa mitattuna. Kun otetaan huomioon sen eri tyyppien ominaisuudet, voimme päätellä, että kivihiili on optimaalinen kiinteä kivihiilen tyyppi lämmitysjärjestelmät He yrittävät käyttää kattiloita, jotka toimivat sekapolttoaineilla: kiinteällä, nestemäisellä, kaasumaisella.

Eri polttoainetyypeille (kiinteille, nestemäisille ja kaasumaisille) on tunnusomaista yleiset ja erityiset ominaisuudet. Polttoaineen yleisiä ominaisuuksia ovat ominaispalamislämpö ja kosteus, erityisominaisuuksia tuhkapitoisuus, rikkipitoisuus (rikkipitoisuus), tiheys, viskositeetti ja muut ominaisuudet.

Polttoaineen ominaispalolämpö on lämpömäärä, joka vapautuu palaessaan täydellisesti \(1\) kg kiinteää tai nestemäistä polttoainetta tai \(1\) m³ kaasumaista polttoainetta.

Polttoaineen energiaarvon määrää ensisijaisesti sen ominaispalolämpö.

Ominaispalamislämpö on merkitty kirjaimella \(q\). Ominaispalolämmön yksikkö on \(1\) J/kg kiinteillä ja nestemäisillä polttoaineilla ja \(1\) J/m³ kaasumaisilla polttoaineilla.

Ominaispalamislämpö määritetään kokeellisesti melko monimutkaisilla menetelmillä.

Taulukko 2. Tiettyjen polttoainetyyppien ominaispalolämpö.

Kiinteä polttoaine

Nestemäinen polttoaine

Kaasumaista polttoainetta

(normaaliolosuhteissa)

Tästä taulukosta voidaan nähdä, että vedyn ominaispalamislämpö on suurin, se on \(120\) MJ/m³. Tämä tarkoittaa, että vedyn täydellisessä palamisessa tilavuudella \(1\) m³ vapautuu \(120\) MJ \(=\)\(120\) ⋅ 10 6 J energiaa.

Vety on yksi korkean energian polttoaineista. Lisäksi vedyn palamisen tuote on tavallista vettä, toisin kuin muut polttoainetyypit, joissa palamistuotteita ovat hiilidioksidi ja hiilimonoksidi, tuhka ja uunikuona. Tämä tekee vedystä ympäristöystävällisimmän polttoaineen.

Vetykaasu on kuitenkin räjähtävää. Lisäksi sillä on pienin tiheys verrattuna muihin kaasuihin samassa lämpötilassa ja paineessa, mikä vaikeuttaa vedyn nesteyttämistä ja sen kuljettamista.

\(m\) kg kiinteän tai nestemäisen polttoaineen täydellisen palamisen aikana vapautuvan lämmön kokonaismäärä \(Q\) lasketaan kaavalla:

\(V\) m³ kaasumaisen polttoaineen täydellisen palamisen aikana vapautuvan lämmön kokonaismäärä \(Q\) lasketaan kaavalla:

Polttoaineen kosteus (kosteuspitoisuus) alentaa sen lämpöarvoa, kun lämmönkulutus kosteuden haihduttamiseen kasvaa ja palamistuotteiden tilavuus kasvaa (vesihöyryn läsnäolon vuoksi).
Tuhkapitoisuus on tuhkamäärä, joka muodostuu polttoaineen sisältämien mineraalien palaessa. Polttoaineen sisältämät mineraaliaineet alentavat sen lämpöarvoa, koska palavien komponenttien pitoisuus laskee (pääsyy) ja lämmönkulutus mineraalimassan lämmittämiseen ja sulattamiseen kasvaa.
Rikkipitoisuus (rikkipitoisuus) viittaa negatiivinen tekijä polttoaine, koska sen palaessa syntyy rikkidioksidikaasuja, jotka saastuttavat ilmakehän ja tuhoavat metallin. Lisäksi polttoaineen sisältämä rikki siirtyy osittain sulatettuun metalli- ja hitsauslasisulaan heikentäen niiden laatua. Esimerkiksi kristalli-, optisten ja muiden lasien sulattamiseen ei voi käyttää rikkiä sisältävää polttoainetta, koska rikki heikentää merkittävästi lasin optisia ominaisuuksia ja väriä.

Eri tyyppisiä polttoaineita on erilaisia ​​ominaisuuksia. Tämä riippuu lämpöarvosta ja vapautuvan lämmön määrästä, kun polttoaine palaa kokonaan. Esimerkiksi vedyn suhteellinen palamislämpö vaikuttaa sen kulutukseen. Lämpöarvo määritetään taulukoiden avulla. Ne osoittavat vertailevia analyyseja eri energiaresurssien kulutuksesta.

Palavia aineita on valtava määrä. joista jokaisella on omat hyvät ja huonot puolensa

Vertailutaulukot

Vertailutaulukoiden avulla voidaan selittää, miksi eri energialähteillä on erilaiset lämpöarvot. Esimerkiksi kuten:

• sähkö;
• metaani;
• butaani;
• propaani-butaani;
• diesel polttoaine;
• polttopuut;
• turve;
• kivihiili;
• nesteytettyjen kaasujen seokset.

Propaani on yksi suosituimmista polttoainetyypeistä

Taulukoissa voidaan osoittaa paitsi esimerkiksi dieselpolttoaineen ominaispalolämpö. Vertailevissa analyysiraporteissa on mukana myös muita indikaattoreita: lämpöarvo, aineiden tilavuustiheydet, ehdollisen virransyötön yhden osan hinta, lämmitysjärjestelmien hyötysuhde, kilowatin hinta tunnissa.

Tässä videossa opit kuinka polttoaine toimii:

Polttoaineiden hinnat

Kiitos raporteista vertaileva analyysi määrittää metaanin tai dieselpolttoaineen käyttömahdollisuudet. Kaasun hinta keskitetyssä kaasuputkessa pyrkii lisääntymään. Se voi olla jopa korkeampi kuin dieselpolttoaine. Siksi nestekaasun hinta ei juuri muutu, ja sen käyttö jää ainoaksi ratkaisuksi itsenäistä kaasutusjärjestelmää asennettaessa.

Polttoaineille ja voiteluaineille (polttoaineille ja voiteluaineille) on olemassa useita nimityksiä: kiinteät, nestemäiset, kaasumaiset ja jotkut muut syttyvät materiaalit, joissa polttoaineiden ja voiteluaineiden lämpöä tuottavan hapetusreaktion aikana sen kemiallinen lämpöenergia muuttuu lämpötilan säteilyä.

Vapautunutta lämpöenergiaa kutsutaan erityyppisten polttoaineiden lämpöarvoksi minkä tahansa palavan aineen täydellisen palamisen aikana. Sen riippuvuus kemiallisesta koostumuksesta ja kosteudesta on ravinnon pääindikaattori.

Lämpöherkkyys

Polttoaineen OTC:n määritys tehdään kokeellisesti tai analyyttisiä laskelmia käyttäen. Lämpöherkkyyden kokeellinen määritys suoritetaan kokeellisesti määrittämällä polttoaineen palamisen aikana vapautuvan lämmön tilavuus lämpövarastossa termostaatilla ja polttopommilla.

Tarvittaessa määritä polttoaineen ominaispalolämpö taulukosta Ensin laskelmat tehdään Mendelejevin kaavojen mukaan. OTC-polttoaineita on korkeampia ja pienempiä. Suurimmalla suhteellisella lämmöllä vapautuu suuri määrä lämpöä, kun mikä tahansa polttoaine palaa. Tässä otetaan huomioon polttoaineessa olevan veden haihduttamiseen kuluva lämpö.

Alimmalla loppuunpalamisasteella TTC on pienempi kuin korkeimmalla, koska tällöin vapautuu vähemmän haihtumista. Polttoaineen palaessa vedestä ja vedystä haihtuu. Teknisissä laskelmissa polttoaineen ominaisuuksien määrittämiseksi otetaan huomioon alhaisin suhteellinen lämpöarvo, joka on tärkeä parametri polttoainetta.

Kiinteiden polttoaineiden ominaispalamislämmön taulukoihin sisältyvät seuraavat komponentit: kivihiili, polttopuu, turve, koksi. Ne sisältävät kiinteän palavan materiaalin GTC-arvot. Polttoaineiden nimet merkitään taulukoihin aakkosjärjestyksessä. Kaikista kiinteistä polttoaineista ja voiteluaineista koksilla, kivillä, ruskealla ja voiteluaineilla on suurin lämmönsiirtokyky. puuhiili, sekä antrasiitti. Alhaisen tuottavuuden polttoaineita ovat:

• puu;
• polttopuut;
• jauhe;
• turve;
• palava liuske.

Alkoholin, bensiinin, kerosiinin ja öljyn indikaattorit on merkitty nestemäisten polttoaineiden ja voiteluaineiden luetteloon. Vedyn ominaispalamislämpö sekä erilaisia ​​muotoja polttoainetta vapautuu, kun yksi kilogramma, yksi kuutiometri tai litra palaa kokonaan. Useimmiten nämä fyysiset ominaisuudet mitataan työn, energian ja vapautuvan lämmön yksiköissä.

Riippuen siitä, missä määrin polttoaineen ja voiteluaineiden OTC on korkea, tämä on sen kulutus. Tämä osaaminen on polttoaineen merkittävin parametri, ja tämä on otettava huomioon suunniteltaessa erityyppisiä polttoaineita käyttäviä kattilaasennuksia. Lämpöarvo riippuu kosteudesta ja tuhkapitoisuudesta sekä syttyvistä ainesosista, kuten hiilestä, vedystä, haihtuvasta palavasta rikistä.

Alkoholin ja asetonin palamisen SG (ominaislämpö) on paljon pienempi kuin perinteisillä moottoripolttoaineilla ja voiteluaineilla, ja se on 31,4 MJ/kg polttoöljyllä tämä luku vaihtelee välillä 39-41,7 MJ/kg. Maakaasun palamishyötysuhde on 41-49 MJ/kg. Yksi kcal (kilokalori) on 0,0041868 MJ. Erilaisten polttoaineiden kaloripitoisuus eroaa toisistaan ​​palamisen suhteen. Miten lisää lämpöä luovuttaa mitä tahansa ainetta, sitä suurempi on sen lämmönsiirto. Tätä prosessia kutsutaan myös lämmönsiirroksi. Nesteet, kaasut ja kovat hiukkaset osallistuvat lämmönsiirtoon.

Mikä on polttoaine?

Tämä on yksi komponentti tai seos aineista, jotka kykenevät lämmön vapautumiseen liittyviin kemiallisiin muutoksiin. Eri tyypit polttoaineet eroavat toisistaan ​​hapettimen määrällisesti, jota käytetään lämpöenergian vapauttamiseen.

Laajassa merkityksessä polttoaine on energian kantaja, toisin sanoen potentiaalinen energiatyyppi.

Luokittelu

Tällä hetkellä polttoainetyypit jaetaan aggregaatiotilan mukaan nestemäisiin, kiinteisiin ja kaasumaisiin.

Luonnollisia kovia materiaaleja ovat kivi, polttopuu ja antrasiitti. Briketit, koksi, termoantrasiitti ovat keinotekoisia kiinteitä polttoaineita.

Nesteitä ovat aineet, jotka sisältävät orgaanista alkuperää olevia aineita. Niiden pääkomponentit ovat: happi, hiili, typpi, vety, rikki. Keinotekoinen nestemäinen polttoaine on erilaisia ​​hartseja ja polttoöljyä.

Se on sekoitus erilaisia ​​kaasuja: eteeni, metaani, propaani, butaani. Niiden lisäksi kaasumaisessa polttoaineessa on hiilidioksidia ja hiilimonoksidia, rikkivetyä, typpeä, vesihöyryä ja happea.

Polttoaineilmaisimet

Palamisen tärkein indikaattori. Lämpöarvon määrityskaavaa tarkastellaan lämpökemiassa. päästää "standardipolttoainetta", mikä tarkoittaa 1 kilogramman antrasiittia lämpöarvoa.

Kotitalouksien lämmitysöljy on tarkoitettu poltettavaksi pienitehoisissa lämmityslaitteissa, jotka sijaitsevat asuintiloissa, lämmönkehittimissä, joita käytetään maataloudessa rehun kuivaamiseen, purkitukseen.

Polttoaineen ominaispalolämpö on arvo, joka osoittaa lämpömäärän, joka syntyy polttoaineen, jonka tilavuus on 1 m 3 tai massa on yksi kilogramma, täydellisessä palamisessa.

Tämän arvon mittaamiseen käytetään J/kg, J/m3, kalori/m3. Palamislämmön määrittämiseen käytetään kalorimetriamenetelmää.

Polttoaineen ominaispalamislämmön kasvaessa se pienenee ominaiskulutus polttoainetta, ja hyötysuhde pysyy ennallaan.

Aineiden palamislämpö on kiinteän, nestemäisen tai kaasumaisen aineen hapettumisen aikana vapautuva energiamäärä.

Sen määrää kemiallinen koostumus sekä aggregaation tila palava aine.

Palamistuotteiden ominaisuudet

Korkeammat ja alhaisemmat lämpöarvot liittyvät veden aggregoitumistilaan polttoaineen polton jälkeen saaduissa aineissa.

Korkeampi lämpöarvo on lämmön määrä, joka vapautuu aineen täydellisen palamisen aikana. Tämä arvo sisältää myös vesihöyryn kondensaatiolämmön.

Pienin palamislämpö on arvo, joka vastaa lämmön vapautumista palamisen aikana ottamatta huomioon vesihöyryn kondensaatiolämpöä.

Latentti kondensaatiolämpö on vesihöyryn kondensaatioenergian määrä.

Matemaattinen suhde

Korkeammat ja pienemmät lämpöarvot liittyvät toisiinsa seuraavalla suhteella:

Q B = Q H + k (L + 9 H)

jossa W on syttyvässä aineessa olevan veden määrä painoprosentteina;

H on vedyn määrä (massa-%) palavassa aineessa;

k - kerroin 6 kcal/kg

Laskelmien suoritusmenetelmät

Korkeammat ja pienemmät lämpöarvot määritetään kahdella päämenetelmällä: laskennalla ja kokeellisella.

Kalorimetrejä käytetään kokeellisissa laskelmissa. Ensin siihen poltetaan näyte polttoainetta. Vapautuva lämpö imeytyy kokonaan veteen. Kun sinulla on käsitys veden massasta, voit määrittää sen lämpötilan muutoksella sen palamislämmön arvon.

Tätä tekniikkaa pidetään yksinkertaisena ja tehokkaana, ja se vaatii vain teknisten analyysitietojen tuntemista.

Laskentamenetelmässä korkeampi ja pienempi lämpöarvo lasketaan Mendeleevin kaavalla.

Q p H = 339 C p +1 030 H p -109 (O p - S p) - 25 W p (kJ/kg)

Se ottaa huomioon hiilen, hapen, vedyn, vesihöyryn, rikin pitoisuuden työkoostumuksessa (prosentteina). Lämmön määrä palamisen aikana määritetään ottaen huomioon vastaava polttoaine.

Kaasun palamislämpö sallii alustavia laskelmia, tunnistaa tietyntyyppisen polttoaineen käytön tehokkuus.

Alkuperän ominaisuudet

Jotta ymmärtää, kuinka paljon lämpöä vapautuu, kun tietty polttoaine poltetaan, on oltava käsitys sen alkuperästä.

Luonnossa on erilaisia ​​muunnelmia kiinteät polttoaineet, jotka eroavat koostumukseltaan ja ominaisuuksiltaan.

Sen muodostuminen tapahtuu useissa vaiheissa. Ensin muodostuu turvetta, sitten saadaan ruskeaa ja kivihiiltä, ​​sitten muodostuu antrasiittia. Tärkeimmät kiinteän polttoaineen muodostumisen lähteet ovat lehdet, puu ja männyn neulaset. Kun kasvien osat kuolevat ja joutuvat alttiiksi ilmalle, sienet tuhoavat ne ja muodostavat turvetta. Sen kerääntyminen muuttuu ruskeaksi massaksi, jolloin saadaan ruskeaa kaasua.

klo korkea verenpaine ja lämpötila, ruskea kaasu muuttuu hiileksi, sitten polttoaine kerääntyy antrasiitin muodossa.

Polttoaine sisältää orgaanisen aineen lisäksi lisäpainolastia. Orgaanisena pidetään sitä osaa, joka muodostuu orgaanisista aineista: vedystä, hiilestä, typestä, hapesta. Näiden kemiallisten alkuaineiden lisäksi se sisältää painolastia: kosteutta, tuhkaa.

Polttotekniikka käsittää palaneen polttoaineen käyttö-, kuiva- ja palavan massan erottamisen. Käyttömassa on kuluttajalle toimitettu polttoaine alkuperäisessä muodossaan. Kuiva massa on koostumus, jossa ei ole vettä.

Yhdiste

Arvokkaimmat komponentit ovat hiili ja vety.

Näitä elementtejä on kaikentyyppisissä polttoaineissa. Turpeessa ja puussa hiilen osuus on 58 prosenttia, kivi- ja ruskohiilessä 80 prosenttia ja antrasiitissa 95 painoprosenttia. Tästä indikaattorista riippuen polttoaineen palamisen aikana vapautuvan lämmön määrä muuttuu. Vety on minkä tahansa polttoaineen toiseksi tärkein elementti. Sitoutuessaan hapen kanssa se muodostaa kosteutta, mikä vähentää merkittävästi minkä tahansa polttoaineen lämpöarvoa.

Sen prosenttiosuus vaihtelee öljyliuskeen 3,8:sta polttoöljyn 11:een. Polttoaineen sisältämä happi toimii painolastina.

Se ei tuota lämpöä kemiallinen alkuaine, vaikuttaa siksi negatiivisesti sen palamislämmön arvoon. Palamistuotteissa vapaassa tai sitoutuneessa muodossa olevan typen palamista pidetään haitallisena epäpuhtautena, joten sen määrä on selvästi rajallinen.

Rikki sisältyy polttoaineeseen sulfaattien, sulfidien ja myös rikkidioksidikaasujen muodossa. Kun hydratoituu, muodostuu rikin oksideja rikkihappo joka tuhoaa kattilan varusteet, vaikuttaa negatiivisesti kasvillisuuteen ja eläviin organismeihin.

Siksi rikki on kemiallinen alkuaine, jonka esiintyminen luonnonpolttoaineessa on erittäin epätoivottavaa. Jos rikkiyhdisteitä pääsee työalueelle, ne aiheuttavat merkittävän käyttöhenkilöstön myrkytyksen.

Tuhkaa on kolmea tyyppiä sen alkuperän mukaan:

• ensisijainen;
• toissijainen;
• tertiäärinen

Ensisijainen laji muodostuu kasveista löytyvistä mineraaleista. Toissijaista tuhkaa muodostuu kasvien jäännösten joutuessa hiekkaan ja maaperään muodostumisen aikana.

Tertiääristä tuhkaa esiintyy polttoaineen koostumuksessa louhinnan, varastoinnin ja kuljetuksen aikana. Merkittävällä tuhkakerrostumalla kattilayksikön lämmityspinnalla tapahtuu lämmönsiirron vähenemistä, mikä vähentää lämmönsiirtoa veteen kaasuista. Valtava määrä tuhkaa vaikuttaa negatiivisesti kattilan toimintaan.

Lopulta

Haihtuvilla aineilla on merkittävä vaikutus minkä tahansa polttoaineen palamisprosessiin. Mitä suurempi niiden teho on, sitä suurempi on liekin etuosan tilavuus. Esimerkiksi kivihiili ja turve syttyvät helposti, prosessiin liittyy pieniä lämpöhäviöitä. Haihtuvien epäpuhtauksien poistamisen jälkeen jäljelle jäävä koksi sisältää vain mineraali- ja hiiliyhdisteitä. Polttoaineen ominaisuuksista riippuen lämmön määrä muuttuu merkittävästi.

Riippuen kemiallinen koostumus Kiinteän polttoaineen muodostumisessa on kolme vaihetta: turve, ruskohiili ja kivihiili.

Luonnonpuuta käytetään pienissä kattilaasennuksissa. He käyttävät pääasiassa haketta, sahanpurua, laattoja, kuorta ja itse polttopuuta käytetään pieniä määriä. Puulajista riippuen syntyvän lämmön määrä vaihtelee huomattavasti.

Palamislämmön pienentyessä polttopuulla on tiettyjä etuja: nopea syttyvyys, vähäinen tuhkapitoisuus ja rikkijäämien puuttuminen.

Luotettavaa tietoa luonnollisen tai synteettisen polttoaineen koostumuksesta, sen lämpöarvosta on hienolla tavalla lämpökemiallisten laskelmien tekeminen.

Tällä hetkellä on olemassa todellinen mahdollisuus tunnistaa ne kiinteiden, kaasumaisten ja nestemäisten polttoaineiden päävaihtoehdot, jotka ovat tehokkain ja edullisin käyttää tietyssä tilanteessa.

Lämpökoneet termodynamiikassa nämä ovat määräajoin toimivia lämpökoneita ja jäähdytyskoneita (termokompressoreita). Lajike jäähdytyskoneet ovat lämpöpumppuja.

Suorittavat laitteet mekaaninen työ johdosta sisäinen energia polttoaineita kutsutaan lämpömoottorit (lämpömoottorit). Lämpökoneen toimintaan tarvitaan seuraavat komponentit: 1) lämmönlähde, jolla on korkeampi lämpötilataso t1, 2) lämmönlähde, jolla on alhaisempi lämpötilataso t2, 3) työneste. Toisin sanoen: kaikki lämpömoottorit (lämpömoottorit) koostuvat lämmitin, jääkaappi ja käyttöneste .

Kuten työnestettä käytetään kaasua tai höyryä, koska ne ovat hyvin puristettuja, ja moottorityypistä riippuen voi olla polttoainetta (bensiini, kerosiini), vesihöyryä jne. Lämmitin siirtää tietyn määrän lämpöä (Q1) käyttönesteeseen , ja sen sisäinen energia kasvaa tämän sisäisen energian ansiosta, suoritetaan mekaanista työtä (A), sitten työneste luovuttaa tietyn määrän lämpöä jääkaappiin (Q2) ja jäähdytetään alkulämpötilaan. Kuvattu kaavio esittää moottorin toimintajaksoa ja on yleinen todellisissa moottoreissa, lämmittimen ja jääkaapin roolia voidaan käyttää erilaisia ​​laitteita. Ympäristö voi toimia jääkaapina.

Koska moottorissa osa käyttönesteen energiasta siirtyy jääkaappiin, on selvää, että kaikkea sen lämmittimestä saamaa energiaa ei käytetä työn suorittamiseen. Vastaavasti, tehokkuutta moottori (hyötysuhde) on sama kuin tehdyn työn (A) suhde sen lämmön määrään, jonka se saa lämmittimestä (Q1):

Polttomoottori (ICE)

Moottoreita on kahdenlaisia sisäinen palaminen(ICE): kaasutin Ja diesel. SISÄÄN kaasuttimen moottori työseos (polttoaineen ja ilman seos) valmistetaan moottorin ulkopuolelle erityinen laite ja siitä tulee moottoriin. Dieselmoottorissa polttoaineseos valmistetaan itse moottorissa.

ICE koostuu sylinteri , jossa se liikkuu mäntä ; niitä on sylinterissä kaksi venttiiliä , joista toisen kautta sylinteriin päästetään palava seos ja toisen kautta pakokaasut poistetaan sylinteristä. Männän käyttö kampimekanismi yhdistää kanssa kampiakseli , joka alkaa pyöriä männän siirtoliikkeen myötä. Sylinteri on suljettu kannella.

Polttomoottorin toimintajakso sisältää neljä baaria: imu, puristus, isku, pako. Innon aikana mäntä liikkuu alas, paine sylinterissä laskee ja palava seos (kaasutinmoottorissa) tai ilma (dieselmoottorissa) tulee siihen venttiilin kautta. Venttiili on tällä hetkellä kiinni. Palavan seoksen sisäänoton lopussa venttiili sulkeutuu.

Toisen iskun aikana mäntä liikkuu ylöspäin, venttiilit sulkeutuvat ja työseos tai ilma puristuu. Samaan aikaan kaasun lämpötila nousee: kaasutinmoottorissa oleva palava seos kuumenee 300-350 °C:seen ja dieselmoottorin ilma - 500-600 °C:seen. Puristustahdin lopussa kipinä hyppää kaasuttimen moottoriin ja palava seos syttyy. Dieselmoottorissa polttoainetta ruiskutetaan sylinteriin ja muodostuva seos syttyy itsestään.

Kun palava seos palaa, kaasu laajenee ja työntää mäntää ja siihen kytkettyä kampiakselia suorittaen mekaanista työtä. Tämä saa kaasun jäähtymään.

Kun mäntä saavuttaa alimman pisteen, sen paine laskee. Kun mäntä liikkuu ylöspäin, venttiili avautuu ja pakokaasu vapautuu. Tämän iskun lopussa venttiili sulkeutuu.

Höyryturbiini

Höyryturbiini Se on akselille asennettu levy, johon terät on asennettu. Höyryä tulee teriin. 600 °C:een kuumennettu höyry ohjataan suuttimeen ja laajenee siinä. Kun höyry laajenee, sen sisäinen energia muuttuu höyrysuihkun suunnatun liikkeen kineettiseksi energiaksi. Höyrysuihku tulee suuttimesta turbiinin siipille ja siirtää osan kineettisestä energiastaan ​​niille, jolloin turbiini pyörii. Tyypillisesti turbiineissa on useita kiekkoja, joista jokainen siirtää osan höyryenergiasta. Levyn pyöriminen välittyy akselille, johon on kytketty sähkövirtageneraattori.

Kun poltetaan saman massaisia ​​eri polttoaineita, vapautuu eri määriä lämpöä. Tiedetään esimerkiksi, että maakaasu on energisesti enemmän kannattavaa polttoainetta kuin polttopuut. Tämä tarkoittaa, että saman lämpömäärän saamiseksi poltettavan puun massan on oltava huomattavasti suurempi kuin maakaasun massa. Siten, erilaisia polttoaineille energian näkökulmasta on ominaista määrä ns polttoaineen ominaispalolämpö .

Polttoaineen ominaispalolämpö - fyysinen määrä, joka näyttää kuinka paljon lämpöä vapautuu 1 kg painavan polttoaineen täydellisen palamisen aikana.