Тема 1.2 Методы определения теплоты сгорания

Метод

Метод

Элементарным анализом находят содержание основных элементов (C, H, N, S; W, A) в процентах, причём кислород определяют по разности вычитанием из 100% всех основных компонентов:

O = 100 – (C +H + N + S + W + A).

На практике обычно пользуются другим выражением:

C + H +О + N + S + W + A = 100%.

C + H + O + N – органическая масса топлива «О».

C + H + O + N + S – горючая масса топлива «Г».

C + H + O + N + S + A – сухая масса топлива «С».

C + H + O + N + S + A + W – рабочая масса топлива «Р».

Для пересчета состава топлива из одной массы в другую будем пользоваться таблицей 2.

Таблица 2

Заданная масса	Масса топлива, в которую пересчитывают
органическая	горючая	сухая	рабочая
Органическая
Горючая
Сухая
Рабочая

Задача.

Определить состав рабочего топлива по заданному его элементарному составу.

Дано: С^о = 80%; О^о = 9%; Н^о = 8%; N^o = 3%; S^c = 1,5%; A^c = 10%; W^P = 2%.

Найти: рабочую массу топлива (р.м.т.).

Решение:

Так как нужно определить состав рабочего топлива → определим содержание S и A в р.т.:

Þ

Þ

Проверка:

С + H + O + N + S + A + W =100%;

69,384 + 6,9384 + 7,8057 + 2,6019 + 1,47 + 9,8 + 2 = 100(%).

Ответ: рабочая масса топлива =100%.

Задача 2.

Дано: С^г = 89%; О^г = 2%; Н^г = 4%; N^г = 2%; S^г = 3%; A^c = 10%; W^P = 12%.

Найти: р.м.т.

Решение:

Так как нужно определить состав р.т. → определим содержание S и A в р.т:

Þ

Þ

Проверка:

С + H + O + N + S + A + W =100%;

70,488 + 3,168 + 1,584 + 1,584 + 2,376 + 8,8 + 12 = 100%.

Ответ: рабочая масса топлива =100%.

Второй метод анализа предназначен для газообразного топлива.

Газообразное топливо состоит из смеси газообразных соединений: CO₂; H₂; CH₄; C₂H₄; C_mH_n; H₂S; CO; H₂O; N₂ и других.

Содержание перечисленных составляющих в объемных долях процента определяются специальным газовым анализом:

N₂ = 100 – (CO₂ + CO + H₂ + C_mH_n + …).

Для пересчета рабочего топлива следует содержание влаги (г/см³) пересчитать на объем при нормальных условиях, приходящихся на 100 м³ сухого газа по формуле:

0, 1242 ∙W, (м³).

Если состав сухого газа:

CO^c₂ + CO^c + H^c₂ + CH^c₄ + C_mH_n^c + N^c₂ + O^c₂ = 100%,

то состав влажного газа (р.м.т.) в объемных процентах определяется по формулам:

;

;

.

Задача 1.

Дано: .

Найти: р.м.т.

Решение:

Проверка:

.

81,45 + 1,81 + 2,715 + 2,2625 + 2,2625 + 9,554 = 100,054» 100%.

Ответ: рабочая масса топлива 100%.

Задача 2.

Дано: .

Найти: р.м.т.

Решение:

Проверка:

77,3177 + 2,72886 + 3,63848 + 2,27405 + 5,00291 + 9,04176 = 100,004» 100%.

Ответ: рабочая масса топлива 100%.

Теплота сгорания топлива – это количество тепла, выделяющееся при сжигании одной единицы топлива. [кДж/кг] – твердое, жидкое топливо; [кДж/м³] – газообразное топливо.

Различают высшую и низшую теплоты сгорания топлива:

, .

- пар конденсируется в жидкость с выделением теплоты парообразования.

- влага остается в виде пара. Низшая теплота сгорания больше соответствует действительному положению, так как практически при сжигании топлива пары воды в газообразном состоянии уносятся с продуктами сгорания.

Для нагрева 1кг воды требуется 2516 кДж.

Разность между исгорания на 1кг рабочего топлива составляет:

- = 2516(.

Если W₁ и H выражены в процентах, то уравнение принимает вид:

- = 25,16(

При расчете теплоты сгорания топлива наилучшие результаты дает формула Д.И.Менделеева, принятая для всех видов твердого и жидкого топлива:

=

Теплоту сгорания газа можно определить по следующей формуле:

=

Для сравнения различных видов топлива введено понятие условного топлива.

Условное топливо – топливо, теплота сгорания которого 29,3МДж/кг (это теплота сгорания донецкого каменного угля).

Тепловой эквивалент топлива – это величина, полученная в результате деления низшей теплоты сгорания топлива на теплоту сгорания условного топлива.