Как рассчитать теплотворную способность

Расчет низшей теплотворной способности топлива

Для установления связи между теплотой горения и теплотворной способностью вещества необходимо записать уравнение химической реакции горения.

Продуктом полного горения углерода является диоксид углерода:

Продуктом полного горения водорода является вода:

Продуктом полного горения серы является диоксид серы:

При этом выделяются в свободном виде азот, галоиды и другие негорючие элементы.

Горючее вещество – газ

В качестве примера проведем расчет теплотворной способности метана CH₄, для которого теплота горения равна Q_г=882.6 .

· Определим молекулярную массу метана в соответствии с его химической формулой (СН₄):

· Определим теплотворную способность 1 кг метана:

.

· Найдем объем 1 кг метана, зная его плотность ρ=0.717 кг/м 3 при нормальных условиях:

.

· Определим теплотворную способность 1 м 3 метана:

.

Теплотворная способность газообразных топлив

Горючее вещество – жидкость или твердое тело

В качестве примера проведем расчет теплотворной способности этилового спирта С₂Н₅ОН, для которого теплота горения Q_г = 1373.3 кДж/моль.

· Определим молекулярную массу этилового спирта в соответствии с его химической формулой (С₂Н₅ОН):

М = 2∙12 + 5∙1 + 1∙16 + 1∙1 = 46 г/моль.

· Определим теплотворную способность 1 кг этилового спирта:

.

Аналогично определяется теплотворная способность любых жидких и твердых горючих. В табл. 5.2 и 5.3 приведены значения теплотворной способности Q (МДж/кг и ккал/кг) для некоторых жидких и твердых веществ.

Теплотворная способность жидких топлив

Теплотворная способность твердых топлив

Если теплотворная способность топлива неизвестна, то ее можно рассчитать с помощью эмпирической формулы, предложенной Д.И. Менделеевым. Для этого необходимо знать элементарный состав топлива (эквивалентную формулу топлива), то есть процентное содержание в нем следующих элементов:

В продуктах сгорания топлив всегда содержатся пары воды, образующиеся как из-за наличия влаги в топливе, так и при сгорании водорода. Отработанные продукты сгорания покидают промышленную установку при температуре выше температуры точки росы. Поэтому тепло, которое выделяется при конденсации водяных паров, не может быть полезно использовано и не должно учитываться при тепловых расчетах.

Для расчета обычно применяется низшая теплотворная способность Q_н топлива, которая учитывает тепловые потери с парами воды. Для твердых и жидких топлив величина Q_н (МДж/кг) приближенно определяется по формуле Менделеева:

где в скобках указано процентное (масс. %) содержание соответствующих элементов в составе топлива.

В этой формуле учитывается теплота экзотермических реакций горения углерода, водорода и серы (со знаком «плюс»). Кислород, входящий в состав топлива, частично замещает кислород воздуха, поэтому соответствующий член в формуле (5.1) берется со знаком «минус». При испарении влаги теплота расходуется, поэтому соответствующий член, содержащий W, берется также со знаком «минус».

Сравнение расчетных и опытных данных по теплотворной способности разных топлив (дерево, торф, уголь, нефть) показало, что расчет по формуле Менделеева (5.1) дает погрешность, не превышающую 10%.

Низшая теплотворная способность Q_н (МДж/м 3 ) сухих горючих газов с достаточной точностью может быть рассчитана как сумма произведений теплотворной способности отдельных компонентов и их процентного содержания в 1 м 3 газообразного топлива.

где в скобках указано процентное (объем. %) содержание соответствующих газов в составе смеси.

Рассмотрим примеры расчета теплотворной способности веществ по формуле Менделеева.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Источник

Как рассчитать теплотворную способность

5.ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ГОРЕНИЯ

Рассмотрим методы расчета теплового баланса процесса горения газообразных, жидких и твердых топлив. Расчет сводится к решению следующих задач.

· Определение теплоты горения (теплотворной способности) топлива.

· Определение теоретической температуры горения.

Химические реакции сопровождаются выделением или поглощением теплоты. При выделении теплоты реакция называется экзотермической, а при поглощении – эндотермической. Все реакции горения являются экзотермическими, а продукты горения относятся к экзотермическим соединениям.

Выделяемая (или поглощаемая) при протекании химической реакции теплота называется теплотой реакции. В экзотермических реакциях она положительна, в эндотермических – отрицательна. Реакция горения всегда сопровождается выделением теплоты. Теплотой горения Q _г (Дж/моль) называется количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании одного моля вещества и превращении горючего вещества в продукты полного горения. Моль является основной единицей количества вещества в системе СИ. Один моль – это такое количество вещества, в котором находится столько же частиц (атомов, молекул и т.д.), сколько содержится атомов в 12 г изотопа углерода–12. Масса количества вещества, равного 1 молю (молекулярная или молярная масса) численно совпадает с относительной молекулярной массой данного вещества.

Например, относительная молекулярная масса кислорода ( O ₂) равна 32, углекислого газа ( CO ₂) равна 44, а соответствующие молекулярные массы будут равны M =32 г/моль и M =44 г/моль. Таким образом, в одном моле кислорода содержится 32 грамма этого вещества, а в одном моле CO ₂ содержится 44 грамма углекислого газа.

.

Связь между теплотой горения и
теплотворной способностью топлива

Для установления связи между теплотой горения и теплотворной способностью вещества необходимо записать уравнение химической реакции горения.

Продуктом полного горения углерода является диоксид углерода:

Продуктом полного горения водорода является вода:

Продуктом полного горения серы является диоксид серы:

При этом выделяются в свободном виде азот, галоиды и другие негорючие элементы.

Горючее вещество – газ

В качестве примера проведем расчет теплотворной способности метана CH ₄, для которого теплота горения равна Q _г=882.6 .

· Определим молекулярную массу метана в соответствии с его химической формулой (СН₄):

· Определим теплотворную способность 1 кг метана:

.

· Найдем объем 1 кг метана, зная его плотность ρ=0.717 кг/м 3 при нормальных условиях:

.

· Определим теплотворную способность 1 м 3 метана:

.

Теплотворная способность газообразных топлив

Горючее вещество – жидкость или твердое тело

В качестве примера проведем расчет теплотворной способности этилового спирта С₂Н₅ОН, для которого теплота горения Q _г = 1373.3 кДж/моль.

· Определим молекулярную массу этилового спирта в соответствии с его химической формулой (С₂Н₅ОН):

М = 2∙12 + 5∙1 + 1∙16 + 1∙1 = 46 г/моль.

· Определим теплотворную способность 1 кг этилового спирта:

.

Аналогично определяется теплотворная способность любых жидких и твердых горючих. В табл. 5.2 и 5.3 приведены значения теплотворной способности Q (МДж/кг и ккал/кг) для некоторых жидких и твердых веществ.

Источник

Расчет теплотворности древесины.

Древесинное вещество горит с выделением тепла. Теплотворность древесины – это количество тепла, которое образуется при горении древесинного вещества и сопутствующих углеводородов (смол и эфирных масел).

При горении древесины образуются также водяные пары. В зависимости от того, учитывается или нет теплота горения топлива, расходуемая на испарение и синтез воды и разогрев водяного пара – различают высшую и низшую теплотворность древесины.

В зависимости от того, в массовых или объёмных единицах измерения производится учёт топлива, теплотворность древесины может быть массовой или объёмной.

Низшая теплотворность изменяется в зависимости от степени влажности древесины, поскольку влажность древесины – очень переменчивая величина.

Расчёт теплотворности древесины.

1. Расчёт высшей теплотворной способности сухой древесины.

Высшая теплотворность 1кг древесины мало зависит от породы дерева, принципиально равна величине высшей теплотворной способности древесинного вещества и соответствует ≈ 4752.9 ккал/кг

2. Расчёт массовой низшей (рабочей) теплотворной способности древесины.

Массовая рабочая теплотворная способность древесины (МРТС) определяется по формуле Надеждина и находится в зависимости от влажности дров:

где W – относительная влажность древесины в процентах,
4600, 4370, 3870 – значения массовой абсолютной (высшей) теплотворности древесины, которые высчитываются индивидуально для каждого образца, исходя из процентного соотношения абсолютно сухого древесного вещества и содержащейся в нём влаги.

3. Расчёт удельной объёмной рабочей (низшей) теплотворной способности древесины.

Объёмная рабочая теплотворная способность древесины (ОРТС) определяется умножением массовой рабочей теплотворной способности на величину плотности древесины.

Например, средняя теплотворность для ясеня:
4000 ккал/кг X 0,750 кг/дм 3 = 3000 ккал/дм 3

Источник

Расчет теплотворной способности топлива по элементарному составу.

Элементарный состав и теплотворная способность различных топлив приведены в таблице 1.

Эти данные следует рассматривать как средние, ориентировочные. В практических условиях зависимости от происхождения и способов получения состав топлив меняется, в соответствии с этим теплотворная способность их может колебаться для:

где C, H, O, S и W – процентное содержание в топливе углерода, водорода, серы и влаги.

При определении высшей теплотворной способности учитывается то количество тепла, которое выделяется при конденсации паров воды, образовавщейся за счет сгорания и содержащейся в топливе. Для практических целей важнее знать низшую теплотворную способность топлив.

Охарактеризовать дефекты черепка керамической плитки.

Деформация изделия выражается в его искривлении. Деформация изделия образуется в результате неравномерной усадки при сушке и обжиге изделия. Особенно характерен для плоских изделий. Она определяется визуально и замерами с помощью измерительного клина. Замеряется деформация с помощью ступенчатого шаблона в миллиметрах и для основных видов изделий имеет допуски по ГОСТу. Недостаточная просвечиваемость фарфоровых изделий может быть связана с заниженной температурой обжига изделия, увеличением толщины стенок изделия и плохим качеством сырья. Выбоины и щербины – небольшие углубления, образующиеся чаще всего на краях и дне изделия. Дефекты образуются в процессе производства, транспортирования и хранения. Пузыри и прыщи – это вздутия на поверхности черепка, вызванные образованием при обжиге газообразных веществ. Слипыш – след от спекания при обжиге соприкасающихся между собой изделий. Выгорка – поверхностное углубление, образовавшееся после выгорания попавшего в керамическую массу инородного тела. Мушка проявляется в виде темных (коричневые или черные)точек на изделии. Появляется этот дефект вследствие попадания в керамическую массу оксидов железа.

Охарактеризовать дефекты глазурного покрытия керамической плитки.

Охарактеризовать дефекты декорирования керамической плитки.

К дефектам декорирования относятся недожог, пережог и отслоения краски, царапины на рисунке, разрыв декора, разнотонность – отклонение тона красочного покрытия от эталона. Наличие дефектов проверяется путем тщательного внешнего осмотра изделий с использованием лупы, линейки, микрометра и т. д. Пережог или не дожег красок, образуется при нарушении муфельного обжига. Краска не должна стираться. Сборка деколькомании допускается, если она не нарушает рисунка. Помарки краской надглазурные на лицевой стороне изделия в первом сорте не допускаются. Отслоение краски переводит изделие в брак.

Рассказать о маркировке керамической плитки.

КШ и ТКШ — шамотные плитки;

КФ — фарфоровые плитки;

ТКД — дунитовые плитки;

КС — плитки полусухого прессования;

Источник