Сравнительные показатели теплотворной способности сгорания разных видов горючего: угля, водорода, ацетона

В ведомости жидкого ГСМ заносят показатели спирта, бензина, керосина, нефти. Удельная теплота сгорания водорода, а также разных форм горючего выделяется при безусловном выгорании одного килограмма, одного метра кубического или одного литра. Чаще всего такие физические свойства измеряются в единицах измерения работы, энергии и количества выделяемой теплоты.

Сравнительные показатели теплотворной способности сгорания разных видов горючего: угля, водорода, ацетона

1 июня, 2013 admin

Теплота сгорания, или теплотворная способность (теплотворность), топ­лива С? это количество тепла, выделяющееся при полном сгорании 1 мо­ля (ккал/моль), 1 кг (ккал/кг) или 1 топлива (ккал/м3).

Значение объемной теплоты сгорания применяют обычно при расчетах, связанных о использованием газообразного топлива. При зтом различают теплоту сгорания 1 .к3 газа при нормальных условиях (ккал/нм3), т. о. при температуре газа О3 С и давлении 1 ата, и при стандартных усло­виях при температуре 20° и давлении 700 мм рт. ст. [2]

При анализе топлива и в теплотехнических расчетах приходится иметь дело с высшей и низшей теплотой сгорания.

Высшая теплота сгорания топлива (?„, как уже было сказано выше, пред­ставляет собой количество тепла, выделяющееся при полном сгорании еди­ницы топлива с образованием СО. Н20 в жидком состоянии и й02. К выс­шей теплоте сгорания близка теплота сгорания, определяемая путем сжи­гания топлива в калориметрической бомбе в атмосфере кислорода фб• Незначительное отличие теплоты сгорания в бомбе (),, от высшей теплоты сгорания 0а обусловлено тем, что при еншгапии п атмосфере кислорода происходит более глубокое окисление топлива, чем при его сгорании на воздухе. Так, например, сера топлива сгорает в калориметрической бомбе не до 802, а до 803, и при сжигании топлива в бомбе происходит образо­вание серной и азотной кислот.

Низшая теплота сгорания топлива ()„, как уже было сказано выше, пред­ставляет собой количество тепла, выделяющееся при полном сгорании еди­ницы топлива с образованием С0.2, 11.20 в парообразном состоянии и Э02. Кроме того, при подсчете низшей теплоты сгорания учитывается расход тепла на испарение влаги топлива.

Следовательно, низшая теплота сгорания отличается от высшей расходом тепла на испарение влаги, содержащейся в топливо ¥ и образующейся при сгорании топлива 911).

При подсчете разницы между высшей и низшей теплотой сгорания учи­тывается расход тепла:

На конденсацию водяного пара, н

Па охлаждение образующегося конденсата до 0°

Эта разница составляет около 600 ккал на 1 кг влаги, т. е. 6 ккал на каждый процент влаги, содержащейся в топливо или образующейся при. сгорании, водорода, входящего в состав горючего.

Значения высшей и низшей теплоты сгорания различных видов топлива показаны в табл. 10.

У топлива с малым содержанием водорода и влаги различие между выс­шей и низшей теплотой сгорания невелико, например у антрацита и кокса — всего лишь около 2,ьо. Однако у топлива с высоким содержанием водорода и влаги это различие становится весьма существенным. Так, у природного газа, состоящего в основном из СГ14 и содержащего 25% водорода по массе, высшая теплота сгорания превышает низшую па 11%.

Высшая теплота сгорания горючей массы дров, торфа и бурых углей, содержащей около С% водорода, превышает низшую теплоту сгорания на 4—5″’ Гораздо больше различие ме; ;ду высшей и низшей теплотой сгора-

Значения ооuciuoii и низшей теплоты сгорания некоторых пидоо топлина

Бурый у го; челпбпнеюгй

Рабочая Каменный уголь

Рабочая масс: Антрацит АС

* Тешюта сгорания умного топ.

Ния рабочей пассы этих весьма влажных видов топлива. Оно составляет около 20% (см. табл. 10).

При оценке эффективности использования указанных видов топлива уптественное значение имеет вопрос о тол, какая теплота сгорания принята расчет — высшая или низшая. Различие в подсчете к. п.д. установок в ■шипсимости от принятой теплоты сгорания рассмотрено в главе XXXII.

В СССР и в большинстве зарубежных стран теплотехнические расчеты выполняют обычно на основе низшей теплоты сгорания топлива, иоскольку температура уходящих газов, отводил)их из топлииоисполъзующих устаио-

1 , превышает 100°, и, следовательно, конденсации водяного пара, оодеу-

-щегося в продуктах его рант, не происходит.

В Великобритании и США аналогичные расчеты выполняют обычно па основе высшей теплоты сгорания топлива. Поэтому прп сопоставлении дан­ных испытаний котлов и печей, выполненных па основе шишей и высшей теплоты сгорания, необходимо производить соответствующий пересчет О* И

Читайте также:
Установка ворот: тонкости монтажного процесса

В теплотехнических расчетах целесообразно применение обоих значений теплоты сгорания. Так, для оценки эффективности использования природ­ного газа в котельных, оборудованных контактными экономайзерами, при температуре уходящих газов порядка 30—40° следует брать высшую теплоту сгорания, а расчет в условиях, когда конденсация водяного пара не про­исходит, удобнее выполнять исходя из низшей теплоты сгорания.

Теплота сгорания топлива определяется составом горючей массы и со­держанием балласта в рабочей массе топлива.

Теплота сгорания горючих элементов топлива существенно различна (для водорода примерно в 4 раза больше, чем для углерода, и в 10 раз больше, чем для серы).

Теплота сгорания 1 кг бензина, керосина, мазута, т. е. жидкого топлива с высоким содержанием водорода, значительно превышает теплоту сгорании горючей массы кокса, антрацита и других видов твердого топлива с высоким содержанием углерода и весьма малым содержанием водорода. Теплота сго — аипя горючей массы топлива обусловливается ее элементарным составом и химическим составом входящих в нее соединений.

Высшая теплота сгорания атомарного водорода, генерируемого в специ­альных установках, составляет около 85 500 ккал/кг*атом, а высшая теп­лота сгорания молекулярного водорода, содержащегося в газообразном топ­ливе, всего лишь 68 000ккал/молъ. Различие в теплотах сгорания (2-85 500 — —68 000), составляющее около 103 000 ккал/молъ, обусловлено расходом энергии на разрыв связей между атомами водорода.

Естественно, что различие в количестве тепла, выделяющегося при сго­рании водорода, входящего в состав горючей массы различных видов топлива, несравненно меньше различия между теплотами сгорания атомарного и моле­кулярного водорода, однако оно все же имеет место.

Существенное влияние на теплоту сгорания топлива оказывает также характер связей между атомами углерода в молекуле.

В состав различных видов топлива входят углеводороды различных го­мологических рядов. Влияние характера химических связей между атомами на теплоту сгорания горючей массы топлива видно из рассмотрения состава и теплоты сгорания углеводородного топлива.

1. А л к а н ы (парафиновые углеводороды) — насыщенные углеводороды алифатического строения. Общая формула алкаков

С,112Г1 пли СИз — (СШ). 2 — СН:1.

Наиболее легкий углеводород — метан — СН4 входит в состав большин­ства технических гагов и является основным компонентом сухих природных га ов: саратовского, дашавского, ставропольского, шебелинского и др.

Этап СоН6 содержится в нефтяных и природпых газах, а также в газах, полу­чаемых путем сухой перегонки твердого топлива. Из пропана СЭН8 и бу­тана С4Н10 состоят в основном сжиженные газы.

Алкапы с большим молекулярным весом входят в состав различных ви­дов жидкого топлива. В молекулах насыщенных углеводородов имеются следующие сняли между атомами: С — Н и С — С. Например, структур­ная форму.’ нормального гексапа СсП14 имеет вид

п із молекуле гексапа связей С—С и 14 связей С—Н.

2. Ц и к л а н ы — насыщенные углеводороды циклического строения. Общая формула щіклаион С„М2 ,.

Цикланы содержатся в жидком топливе. Связи между атомами в моле­кулах циклических углеводородов: С—Н и С—С; например, у циклогек­сан а (СцН. )

(> связей С—С и 12 связей — С—II.

3. А л к е н ы — непредельные моноолефиновые углеводороды. Общая формула СПН2;1.

Наиболее легкий углеводород этого гомологического ряда — этылен(этен) — содержится в коксовом, полукоксовом и в значительных количествах в пеф — тезаводских газах.

Связи между атомами: С—II, С—С и одна двойная (олефиновая) связь между двумя атомами углерода С — С; например, у нормального гексена С9Н13 (гексен-1)

-;дна дпойная связь С~=С, четыре одинарные связи С—С и двенадцать свя­зей С—Н.

4. Ароматические углеводороды — ненасыщенные угле­водороды циклического строения. Общая формула ароматических углеводо­родов СпНоП_с. Связи между атомами: С—Н, С—С и двойные С=С; например, бензол С6Н6 имеет строение:

5. А л к и н ы — непредельные углеводороды алифатического строения с тройной связью С = С. Общая формула алкинов С„Н2„_2. Наибольшее значение из углеводородов этого класса имеет ацетилен НС=СН. Связи меж­ду атомами у алкинов: Н—С, С—С иСзС.

На теплоту сгорания и жаропроизводительность углеводородов сильно влияет энергия разрыва связей между атомами в молекуле. Теплота раз­рыва связи Н—Н с образованием атомарного водорода составляет около 103 тыс. ккал/моль.

Читайте также:
Укладка ламината на бетонный пол: подготовка поверхности и монтаж

В табл. 11 приведены данные о теплотах разрыва связей в углеводородах по Я. К. Сыркину и М. Е. Дяткиной [181 и по Л. Паулингу [19].

Теплота разрыва гшязей (в тыс. ккал/.чоль)

Пи П. К Смрнииу и М. Е. Дяткиной

Для выяснения влияния характера связей между атомами углерода в молекуле углеводородов на теплоту их сгорания целесообразно использо­вать не абсолютные значения энергии связей между атомами, а различия в запасе энергии, обусловленные разным характером связей ме; ду атомами в молекуле.

Прп сопоставлении теплот разрыва связой между атомами углерода в молекуле углеводородов легко увидеть. разрыв одной двойной связи между атомами углерода требует значительно меньшего расхода энергии, чем разрыв двух одинарных связей. Еще меньше расход энергии на разрыв одной тройной связи по сравнению с расходом энергии на разрыв грех оди­нарных связей.

Для того чтобы установить влияние различия в теплотах разрыва двой­ной и одинарной связей между атомами углерода на теплоту сгорания угле­водородов. сопоставим два углеводорода различного строения: этилен Н.2С

СН» и циклогексан СвН12.

В обоих углеводородах на одни атом углерода приходится по два атома водорода. Однако у непредельного углеводорода этилена между атомами углерода двойная связь, а у предельного циклического углеводорода цик — логексана между атомами углерода одинарные связи.

Для удобства подсчета сопоставим три моля этилена (3*СД1.1) с одним молем циклогексана (С6Н12), так как в этом случае при разрыве связей между атомами образуется одинаковое число грамм-атомов углерода и водо­рода.

Энергия, необходимая для разрыва связей между атомами в трех молях этилена С>Н>, меньше энергии, необходимой на разрыв связей в одном моле циклогексана СвН,.;. В самом деле, в обоих случаях необходимо разорвать по 12 связей С—Н между атомами углерода и водорода и дополнительно

К этому в первом случае необходимо разорвать три двойных связи С = С, а во втором случае шесть одинарных связей С—С, что связано с большим расходом энергии.

Поскольку число грамм-атомов углерода и водорода, получаемых при разрыве связей в трех молях этилена и одном моле циклогексана. одинаково, теплота сгорания грех молей этилена должна быть выше теплоты сгорания одного моля циклогексана на число килокалорий, соответствующее разности в теплотах разрыва связей между атомами в одном моле циклогексана и трех молях этилена.

Низшая теплота сгорания трех молей этилена равна 316*3 = 948 тыс. ккалг а одного моля циклогексана — 882 тыс. ккал.

Теплоту образования углеводородов из графита и молекулярного водо­рода можно подсчитать по формуле

Где QcnIl^n — низшая теплота сгорания углеводорода, ккал/’молъ;

(>с — теплота сгорания углерода в виде графита, ккал/кг-атом; п — число атомов углерода в молекуле углеводорода;

(2н-2 — низшая теплота сгорания молекулярного водорода, ккал/молъ т — число атомов водорода в молекуле углеводорода.

В табл. 12 указаны теплоты образования графита и молекулярного газо­образного водорода из некоторых углеводородов и приведены значения от­ношений теплот образования к теплотам сгорания соответствующих коли­честв углерода и молекулярного водорода.

Теплота сгорании >глеподоро; окшталепттлх нм колнчестп углерода и нодородп

ІГи:шіап теплота сгораннп ^ угл1

О ииииа л ептн о го

ПрОПИЛ ЦИКЛ ОИСЦТс

Рассмотрим иесколько примеров, иллюстрирующих справедливость прпведенпьт. выше положений.

МЕТАН. Низшая теплота сгорания 191,8 тг. тс. ккал/моль. Теплосодержание 1 •атома углерода и 2 кг-моль водорода, якнлвалептных 1 — г-моль метана, равно 94 — г 2- • 57,8 = 209,6 тыс. ккал. Отсюда теплота образования из метана графита и молск. мяр — ппго водорода равна 191,8 — 209,6 —17.8 тыс. ккал/моль.

Отношение теплоты образоваппя углерода п водорода из метана к — ммо теплот сго­рания углерода и водорода, образующихся из метана, равно

Следовательно, теплота сгорания метана на 8,5°6 ниже теплоты сгорания образуй» тихся из него углррода и водорода.

ЭТАН С2На. Низшая теплота сгорания 341,4 тыс.. ккал/моль. Теплосодержание экви­валентных одному молю этана 2 кг-атомсв углерода п 3 кг-молл водорода равно

2- 94 + 3-57,3 = 361,4 тыс. ккал.

Глг’говательпо, теплота образования из этана графита и водорода равна

Читайте также:
Установка электрического полотенцесушителя по правилам – на заметку домашнему мастеру

—30! / —20 тыс. ккал/моль.

Отво.’ппа* теплоты образования пз этана углерода и водорода к сумме теплоты сг о­рания, чующейся на этана углерода п водорода, равно 20-100 = 361, 4“ — 5,5%‘

ПРОПАН СЭНВ. Низшая теплота сгорания пропана 488,7 тыс. ккал! молъ. Сумма теп — лот сгорания эквивалентных пропану количеств углерода и водорода равна

3- 94 -4- 4-57,8 = 513,2 тыс. ккал/моль.

Теплота образования из пропана графпта и водорода:

488,7—513,2 = —24,5 тыс. ккал! моль.

Отношение теплоты образования из пропана углерода и водорода к сумме теплот сгорания образующихся углерода и водорода равпо -24,5-100

ЭТИЛЕН (этен) С2Н4. Низшая теплота сгорания этилопа 316,3 тыс. ккал/моль. С. ма теплоты сгорания эквивалентных одному молю лтплена 2 кг-атомов углерода п 2 кг — моль водорода равна 303,6 тыс. ккал/моль.

Теплота образования из этилена графита и водорода равна

316,3 — 303,6 = 12,7 тыс. ккал/моль.

Следовательно, отногаепие теплоты образования углерода п водорода пз этнлепа сумме теплот сгорания образующихся из этилена углерода и водорода равпо 12,7-100

ПРОПИЛЕН (пропеп) С3НВ. Низшая теплота сгорания пропилена 460,6 тыс. ккал! моль Сумма теплот сгорания эквивалентных одному молю пропилена 3 кг/атомов углерод;

3 кг-мслъ водорода равна 455,4 тыс. ккал/моль.

Теплота образования из пропилена графита и водорода равна

460.6 — 455.4 = 5,2 тыс. ;кал/моль п отношение теплоты образовании из пропилена углерода и водорода к сумме их теплот сгорания равно

Теплота разложения на углерод и молекулярный водород у первых чле­нов соответствующих гомологических рядов непредельных углеводородов положительная (реакция экзотермическая), а с увеличением молекулярного веса теплота разложения уменьшается и становится величиной отрицатель­ной. Следовательно, среди непредельных углеводородов должно быть веще­ство определенного молекулярного веса, теплота разложения которого на углерод и водород имеет. малую величину.

Б ряду непредельных углеводородов С ОДНОЙ ДВОЙНОЙ СВЯЗЬЮ’— алке — нои — таким углеводородом является бутилен

Теплота разложения 1 кг-лоля бутилена на углерод и молекулярный во­дород равна всего лишь около ООО ккал, что составляет около 0,1% суммы теплот сгорания, образующихся при разложении бутилена углерода и во­дорода.

В соответствии с п. ложенным, теплоту сгорания углеводородов и других органических веществ точнее определять по их групповому компонентному составу. Однако фиксировать теплоту сгорания горючего на основе его груп­пового компонентного состава практически возможно только для газообраз­ного топлива.

Определение группового состава жидкого и особенно твердого топлива СТОЛЬ трудно, ЧТО приходится ограничиваться определением ЛИШЬ ЭЛе. МоР тарного состава топлива и подсчитывать теплоту сгорания по дашшм эле­ментарного анализа горючей массы топлива и содержанию в рабочей массе топлива балласта. Помимо углерода, водорода и серы, в состав го) ^чий мас­сы топлива входят азот и кислород.

Каждый процент азота, содержащийся в горючей массе топлива, снижает ее теплоту сгорання также на 1%. Содержание азота в горючей массе жид­кого топлива составляет обычно десятые доли процента, в твердом топливе — 1—2%. Поэтому наличие азота в горючей массе жидкого и твердого топлив сравнительно мало сказывается на его теплоте сгорания.

В газообразном топливе в отличие от жидкого и твердого топлива азот не входит в состав компонентов горючей массы, а содержится в виде моле­кулярного азота N. н является балластирующим газ компонентом. Содер­жание азота в некоторых видах газообразного топлива очень велико и силь­но сказывается на его теплоте сгорания.

Наличие кислорода в составе горючей массы топлива понижает ее теп­лоту сгорания по двум причинам.

Во-первых, кислород снижает процентное содержание в горючей массе углерода и водорода. Таким образом, кислород является как бы балластом, входящим непосредственно в состав органических соединений, образующих горючую массу топлива.

Во-вторых, кислород, входящий в состав горючей массы топлива, хими­чески связан с водородом и углеводородом, например в виде гидроксиль­ных групп ОН, карбоксильных групп СООН и т. д., вследствие чего водород и углерод находятся в топливе в частично окисленном состоянии и их топ — чота сгорания уже понижена.

Как уже было сказано выше, каждый процент химически связанного кис­лорода, содержащегося в горючей массе, снижает теплоту ее сгорания на 26 ккал! кг.

Таким образом, повышение на 1 % содержания кислорода в горючей массе твердого топлива, например каменных углей с теплотой сгорания около

Читайте также:
Стеклянные блоки для перегородок в ванной

Результате уменьшения содержания углерода и водорода на (26*100) 8000 = 0,32% вследствие частичного окисления горючей массы топлива, всего примерно на 1.3%. Следовательно, изменение содержания кислород; в горючей массе топлива сильно отражается на его теплоте сгорания.

Теплоты сгоранпя горючей массы твердого топлива с содержанием около /о водорода, сравнительно малым содержанием серы и различным содержа­нием кислорода и углерода приведены в табл. 13.

Запш’нмость теплоты порапия и жпролршэводнтсл. ли сти горючей массы твердого топлипа ‘»т держания 1> ней киолорэда 1

Сравнительная таблица теплотворности некоторых видов топлива

Обратите внимание на теплотворную способность (удельную теплоту сгорания) различных видов топлива, сравните показатели. Теплотворная способность топлива характеризует количество теплоты, выделяемое при полном сгорании топлива массой 1 кг или объёмом 1 м³ (1 л). Наиболее часто теплотворная способность измеряется в Дж/кг (Дж/м³; Дж/л). Чем выше удельная теплота сгорания топлива, тем меньше его расход. Поэтому теплотворная способность является одной из наиболее значимых характеристик топлива. Зная эти показатели, нужно учитывать их при проектирование котельной на твёрдом топливе.

Вид топлива Ед. изм. Удельная теплота сгорания Эквивалент
кКал кВт МДж Природный газ, м 3 Диз. топливо, л Мазут, л
Электроэнергия 1 кВт/ч 864 1,0 3,62 0,108 0,084 0,089
Дизельное топливо (солярка) 1 л 10300 11,9 43,12 1,288 1,062
Мазут 1 л 9700 11,2 40,61 1,213 0,942
Керосин 1 л 10400 12,0 43,50 1,300 1,010 1,072
Нефть 1 л 10500 12,2 44,00 1,313 1,019 1,082
Бензин 1 л 10500 12,2 44,00 1,313 1,019 1,082
Газ природный 1 м 3 8000 9,3 33,50 0,777 0,825
Газ сжиженный 1 кг 10800 12,5 45,20 1,350 1,049 1,113
Метан 1 м 3 11950 13,8 50,03 1,494 1,160 1,232
Пропан 1 м 3 10885 12,6 45,57 1,361 1,057 1,122
Этилен 1 м 3 11470 13,3 48,02 1,434 1,114 1,182
Водород 1 м 3 28700 33,2 120,00 3,588 2,786 2,959
Уголь каменный (W=10%) 1 кг 6450 7,5 27,00 0,806 0,626 0,665
Уголь бурый (W=30…40%) 1 кг 3100 3,6 12,98 0,388 0,301 0,320
Уголь-антрацит 1 кг 6700 7,8 28,05 0,838 0,650 0,691
Уголь древесный 1 кг 6510 7,5 27,26 0,814 0,632 0,671
Торф (W=40%) 1 кг 2900 3,6 12,10 0,363 0,282 0,299
Торф брикеты (W=15%) 1 кг 4200 4,9 17,58 0,525 0,408 0,433
Торф крошка 1 кг 2590 3,0 10,84 0,324 0,251 0,267
Пеллета древесная 1 кг 4100 4,7 17,17 0,513 0,398 0,423
Пеллета из соломы 1 кг 3465 4,0 14,51 0,433 0,336 0,357
Пеллета из лузги подсолнуха 1 кг 4320 5,0 18,09 0,540 0,419 0,445
Свежесрубленная древесина (W=50. 60%) 1 кг 1940 2,2 8,12 0,243 0,188 0,200
Высушенная древесина (W=20%) 1 кг 3400 3,9 14,24 0,425 0,330 0,351
Щепа 1 кг 2610 3,0 10,93 0,326 0,253 0,269
Опилки 1 кг 2000 2,3 8,37 0,250 0,194 0,206
Бумага 1 кг 3970 4,6 16,62 0,496 0,385 0,409
Лузга подсолнуха, сои 1 кг 4060 4,7 17,00 0,508 0,394 0,419
Лузга рисовая 1 кг 3180 3,7 13,31 0,398 0,309 0,328
Костра льняная 1 кг 3805 4,4 15,93 0,477 0,369 0,392
Кукуруза-початок (W>10%) 1 кг 3500 4,0 14,65 0,438 0,340 0,361
Солома 1 кг 3750 4,3 15,70 0,469 0,364 0,387
Хлопчатник-стебли 1 кг 3470 4,0 14,53 0,434 0,337 0,358
Виноградная лоза (W=20%) 1 кг 3345 3,9 14,00 0,418 0,325 0,345

Связаться с нами:

Пн – Пт 9:00-18:00
Украина
г.Киев ул.Васильковская 37
03022

Уголь

Это природный материал растительного происхождения, добываемый из осадочной породы.

В таком виде твердого топлива содержатся углерод и прочие химические элементы. Существует деление материала на типы в зависимости от его возраста. Самым молодым считается бурый уголь, за ним идет каменный, а старше всех остальных типов – антрацит. Возрастом горючего вещества определяется и его влажность, которая в большей степени присутствует в молодом материале.

Уголь

В процессе горения угля происходит загрязнение окружающей среды, а на колосниках котла образуется шлак, создающий в определенной мере препятствие для нормального горения. Наличие серы в материале также является неблагоприятным для атмосферы фактором, поскольку в воздушном пространстве этот элемент преобразуется в серную кислоту.

Однако потребители не должны опасаться за свое здоровье. Производители этого материала, заботясь о частных клиентах, стремятся уменьшить содержание в нем серы. Теплота сгорания угля может отличаться даже в пределах одного типа. Разница зависит от характеристик подвида и содержания в нем минеральных веществ, а также географии добычи. В качестве твердого топлива встречается не только чистый уголь, но и низкообогащенный угольный шлак, прессованный в брикеты.

Читайте также:
Химчистка мягкой мебели своими руками: секреты домохозяек
Вид угля Удельная теплота сгорания материала
кДж/кг ккал/кг
Бурый 14 700 3 500
Каменный 29 300 7 000
Антрацит 31 000 7 400

Виды топлива для твердотопливных котлов и сравнительная таблица их теплотворной способности

Характеристики топлива для отопительных котлов довольно значительно различаются. Правильный выбор топлива помогает экономить средства и сохранить оборудование работоспособным.

Характеристики топлива для отопительных котлов довольно значительно различаются. Правильный выбор топлива помогает экономить средства и сохранить оборудование работоспособным.

Основные виды топлива для твердотопливных котлов:

Дрова – пиленые или колотые куски дерева, предназначенные для сжигания в печах, каминах и др для получения тепла, жара и света.

Содержание влаги должно быть как можно меньшим.

Каминные дрова имеют длину около 25 – 33 см.

Приоритетная характеристика дрова для каминов и печей – их теплотворная способность, длительность горения и комфорт при использовании (картина пламени, запах).

Для отопительных целей важно, чтобы тепловыделение происходило медленнее, но более продолжительное время.

Для отопительных целей лучше всего подходят все дрова из лиственных пород, в тч дуб, ясень, береза, лещина, тис, боярышник.

Особенности горения дров разных пород древесины:

– дрова из бука, березы, ясеня, лещины трудно растапливать, но они могут гореть сырыми, потому что имеют небольшую влажность, причем дрова из всех этих пород деревьев, кроме бука, легко раскалываются;

– ольха и осина сгорают без образования сажи и даже выжигают ее из дымохода;

– березовые дрова хороши для тепла, но при недостатке воздуха в топке, горят дымно и образуют деготь (березовую смолу), который оседает на стенках трубы;

– сосновые дрова горят жарче еловых из-за большего содержания смолы, с искрением при резком повышении температуры;

– дуб и граб обладают лучшей теплоотдачей при горении, но плохо раскалываются;

– дрова из груши и яблони легко раскалываются и хорошо горят;

– дрова из пород средней твердости, легко колоть;

– кедр дает долго тлеющие угли;

– дрова из вишни и вяза при горении дымят;

– дрова из платана легко растапливаются, но тяжело колются;

– дрова хвойных пород имеют низкую теплотворную способность, дымят и искрят, способствуя образованию смолистых отложений в трубе, но легко колются и растапливаются;

– тополь и липа хорошо горят, сильно искрят и очень быстро прогорают.

Показатель теплотворной способности дров разных пород древесины сильно изменяется, что влечет колебания плотности древесины и колебания в пересчетных коэффициентах кубометр => складометр.

Таблица со средними значениями теплотворной способности на 1 складометр дров.

Дрова из лиственницы

1 складометр сухой древесины лиственных деревьев заменяет 200 – 210 л жидкого топлива или 200 – 210 м³ природного газа.

Пеллеты (топливные гранулы) – это прессованное под высоким давлением натуральное сырье растительного происхождения в форме цилиндрических гранул стандартного размера.

Сырьем для их производства является кора, опилки, щепа и другие отходы лесозаготовки, и отходы сельского хозяйства (лузга подсолнечника, солома, некондиционный лен и др), а также органические упаковочные материалы, картонная тара и тд.

Процесс производства пеллет состоит из этапов: дробления, сушки и грануляции.

Сырье измельчается до состояния муки, затем тщательно высушивается и сжимается в гранулы стандартного размера при помощи специального оборудования – гранулятора.

Во время грануляции, сопровождающейся повышением температуры материала, содержащийся в нем полимер лигнин, содержащийся в клетках растительного сырья, плотно склеивает измельченные частицы. Химические связующие примеси не используются.

На выходе получается легкое, недорогое, удобное в хранении и абсолютно безопасное топливо, альтернативное традиционным видам топлива (уголь, торф, дрова, природный газ).

Гранулятор пресса придает пеллетам форму.

Пеллеты – современный универсальный вид биотоплива, по эффективности применения равноценный каменному углю.

– полученные путем переработки кругляка твердых и мягких пород деревьев;

Читайте также:
Шлифование дерева: видео-инструкция как отшлифовать своими руками, особенности шлифовальных дисков, чашек, щеток, инструментов, оборудования, чем лучше, цена, фото

– полученные путем переработки соломы;

– полученные переработки подсолнечниковой шелухи;

– полученные путем переработки початков и стебля кукурузы;

– экологически чистое , соответствующее зеленой технологии топливо, произведенное из безвредных для человека и окружающей среды материалов, подлежащих утилизации: в 10-50 раз ниже эмиссия углекислого газа (СО2) в окружающую среду, в 15-20 раз меньше образование золы, чем при сжигании угля;

– неограниченное производств, в тч из древесины низкого качества,

– меньшая стоимость, в сравнении с ценой угля, жидкого топлива или дров,

– удобство транспортировки, как в фасованных пакетах, так и россыпью, и разгрузки через рукава с возможностью автоматизации процесса;

– не требуют больших складских площадей и могут храниться на открытом воздухе, не разбухая, без гниения,

– при хранении не самовоспламеняются,

– не требуют дополнительной обработки перед применением, не хуже газа или угля.

– большая теплотворная способность, чем опилки и щепа, в 1,5 раз больше, чем у дров,

– при сжигании 1,9 т пеллет выделяется примерно такое же количество тепла, что при сжигании 1 т мазута, при стоимости пеллет на внутреннем рынке в 3 раза дешевле, то есть обогрев пеллетами на 40% дешевле мазута;

– почти полное сгорание с минимальным количеством шлаков, что снижает частоту чистки котла можно производить намного реже,

– возможна автоматизация загрузки пеллет в топку в промышленных условиях,

– регулировка бытовых нагревательных устройств, работающих на пеллетах, регулируются в автоматическом режиме,

– малая волатильность цены, тк цена внутренняя,

– котлы на пеллетах работают дольше, нуждаются в меньшем обслуживании и более экономичны,

– для отопления жилых домов путем сжигания в печах, каминах и котлах,

– для обеспечения теплом и электроэнергией промышленных объектов и небольших населенных пунктов (с использованием крупных гранул с высоким содержанием древесной коры.

Спрос на это альтернативное топливо и на оборудование для его производства и сжигания постоянно возрастает.

Сравнительные характеристики видов топлива

Углекислый газ
кг/ГДж

Гранулы из соломы

«0» означает, что при сжигании продукта количество выделяемого СО2 не превышает объема, который образуется при естественном разложении, а количество других вредных выбросов ничтожно мало.

  1. Измерение теплоты сгорания в Ккал/кг. 1 калория – это количество тепла необходимое для нагрева 1 г воды на 1 о С. 4,500 Кал/кг ( 4,500 Кал/кг ) – теплота сгорания 1 кг топлива в Кал.
  2. Измерение теплоты сгорания в МДж/кг. Системная международная тепловая единица. 1 Калория = 4,19 Джоуля, 4,500 Ккал/кг * 4,19 Дж = 18,855 МДж/кг – теплота сгорания 1 кг топлива в Джоулях.
  3. Измерение теплоты сгорания в Квт*час. 5,238 Квт* час/ кг – теплота сгорания 1 кг топлива, измеренная в «электротехнических единицах». Количество энергии выделямое в секеунду (то есть тепловая мощность) = 18.855.000 Дж (см. пункт 2 ) /3600 сек = 5238 Дж/сек = 5,238 Квт*час.

Таблица 1. Теплоотдача пеллет и альтернативных источников энергии

Стандарты производства пеллет:

– в США: Standard Regulations & Standards for Pellets in the US: The PFI (pellet), которым разрешено производство пеллет сортов Премиум и Стандарт. Премиум, который составляет около 95% производимых в США пеллет, – не более 1 % золы, а Стандарт- не более 3 %. Премиум может применяться для отопления любых зданий. Сорт Стандарт содержит больший объем коры или сельскохозяйственных отходов. Стандарты определяют также плотность, размеры пеллет, влажность, содержание пыли и других веществ.

– в Германии : DIN 51731, в Австрии : ONORM M-7135, в Великобритания : The British BioGen Code of Practice for biofuel (pellets), в Швейцария : SN 166000, в Швеция :SS 187120.

Основные европейские стандарты качества топливных гранул

Плотность (кг/дм 3 )

Насыпная масса (кг/м 3 )

Теплота сгорания (МДж/кг)

Закрепитель, связующие материалы (%)

* «нет» – не означает величины, это может быть, нет сведений, не определено, нет точной величины и т.д.

Топливные брикеты – это спрессованные отходы деревообработки (стружка, щепа), отходы сельского хозяйства (солома, шелуха семечки подсолнуха, гречихи), а также торфа.

Связующее вещество – натуральный полимер лигнин. Химические связующие примеси не используются.

Топливные брикеты активно используются для отопления частных домов в различных типах топок (печах), дровяных котлах, каминах, при приготовлении еды на гриле.

Читайте также:
Фрезерный стол своими руками – чертежи, видео, фото

Преимущества топливных брикетов:

– экологически чистый продукт, материалом которого в полном объеме является природное сырье, а

– не поддаются воздействию грибков,

– горят дольше, чем дрова в 2-4 раза,

– удобно хранить и использовать.

– высокая сопоставимая с каменным углем теплотворность, в среднем в 2 раза больше, в сравнении с обычными дровами,

– постоянная температура на каждом этапе горения за счет ровного пламени,

– содержание золы после сгорания – 1-3%. Для сравнения: содержание золы после сгорания каменного угля – 30-40%, дров- 8 -16%, щепы- 11-18%,

– современные твердотопливные котлы на брикетах можно чистить не чаще 1 раз в год,

– золу можно использовать, как экологически чистое удобрение,

– угарный газ не выделяется и другие вредные вещества не образуются,

– затраты на отопления ниже, чем в случае использования каменного угля или дров.

Типа топливных брикетов:

– RUF-брикеты – в форме набольшего кирпичика прямоугольной формы,

– NESTRO-брикеты – брикет цилиндрической формы, иногда с радиальным отверстием внутри,

– Pini&Kay-брикеты – брикет, имеющий 4, 6 или 8 граней с продольным радиальным отверстием внутри.

Уголь – это горючая осадочная порода растительного происхождения, состоящая в основном из углерода и ряда других химических элементов.

Состав угля зависит от возраста и условий углефикации:

– бурый уголь – самый молодой,

– антрацит – самый возрастной.

По мере старения происходила концентрация углерода и снижение содержания летучих составляющих, в частности, влаги.

Бурый уголь имеет влажность 30-40%, более 50% летучих компонентов, у антрацита эти 2 показателя составляют 5-7%.

Влажность каменного угля- 12-16%, количество летучих компонентов – около 40%.

Уголь также содержит различные негорючие золообразующие добавки, «породу».

Зола загрязняет окружающую среду и спекается в шлак на колосниках, что затрудняет горение угля.

Наличие породы уменьшает удельную теплоту сгорания угля.

В зависимости от сорта и условий добычи количество минеральных веществ различается очень сильно, зольность каменного угля около 15% (10-20%).

Вредным компонентом угля также является сера, в процессе сгорания которой образуются окислы, которые в воздухе превращаются в серную кислоту.

Удельная теплота сгорания (угольного концентрата)

Удельная теплота сгорания угля

Реальные цифры могут существенно отличаться.

Кузбасский каменный уголь – 5000-5500 ккал/кг. .

Плотность угля 1 – 1,7 (каменный уголь – 1,3-1,4) г/см 3 в зависимости от вида и содержания минеральных веществ.

Используется показатель «насыпная плотность», который составляет около 800-1 000 кг/м 3 .

Виды и сорта угля

Уголь классифицируется по многим параметрам (география добычи, химический состав), но с «бытовой» точки зрения достаточно знать маркировку и возможности использования.

Используется следующая система обозначений угля: Сорт = (марка) + (класс крупности).

Кроме основных марок, есть промежуточные марки каменного угля: ДГ (длиннопламенно-газовые), ГЖ (газовые жирные), КЖ (коксовые жирные), ПА (полуантрациты), бурые угли также делятся по группам.

Коксующиеся марки угля (Г, кокс, Ж, К, ОС) в теплоэнергетике практически не используются, так как они являются дефицитным сырьем для коксохимической промышленности.

По классу крупности (размеру кусков, фракции) сортовой каменный уголь подразделяется на:

не ограниченный размерами

Кроме сортового угля в продаже присутствуют совмещенные фракции и отсевы (ПК, КО, ОМ, МС, СШ, МСШ, ОМСШ).

Размер угля определяют исходя из меньшего значения самой мелкой фракции и большего значения самой крупной фракции, указанных в названии марки угля.

Например, фракция ОМ (М – 13-25, О – 25-50) составляет 13-50 мм.

Кроме указанных сортов угля в продаже можно встретить угольные брикеты, которые прессуют из низкообогащенного угольного шлама.

Процесс горения угля.

Уголь состоит из 2 х горючих компонентов: летучие вещества и твердый (коксовый) остаток

На 1 м этапе горения выделяются летучие вещества; при избытке кислорода они быстро сгорают, давая длинное пламя, но малое количество тепла.

На 2 м этапе выгорает коксовый остаток; интенсивность его горения и температура воспламенения зависит от степени углефикации, то есть, от вида угля (бурый, каменный, антрацит).

Чем выше степень углефикации (самая высокая она у антрацита), тем выше температура воспламенения и теплота сгорания, но ниже интенсивность горения.

Уголь марок Б, Д, Г

Из-за высокого содержания летучих веществ такой уголь быстро разгорается и быстро сгорает.

Читайте также:
Угловые шкафы: варианты наполнения и тонкости выбора

Уголь этих марок доступен и пригоден практически для всех видов котлов, однако для полного сгорания этот уголь должен подаваться маленькими порциями, чтобы выделяющиеся летучие вещества успевали полностью соединяться с кислородом воздуха.

Полное сгорание угля характеризуется желтым пламенем и прозрачными дымовыми газами; неполное сгорание летучих веществ дает багровое пламя и черный дым

Для эффективного сжигания такого угля процесс должен постоянно контролироваться.

Уголь марок СС, Т, А

Разжечь его труднее, зато он горит долго и выделяет намного больше тепла.

Уголь можно загружать большими партиями, так как в них горит преимущественно коксовый остаток, нет массового выделения летучих веществ.

Очень важен режим поддува, так как при недостатке воздуха горение происходит медленно, возможно его прекращение, либо, напротив, чрезмерное повышение температуры, приводящее к уносу тепла и прогоранию котла.

Сравнительная таблица теплотворности некоторых видов топлива

Теплотворная способность топлива характеризует количество теплоты, выделяемое при полном сгорании топлива массой 1 кг или объемом 1 м³ (1 л).

Наиболее часто теплотворная способность измеряется в Дж/кг (Дж/м³; Дж/л).

Чем выше удельная теплота сгорания топлива, тем меньше его расход.

Удельная теплота сгорания каждого вида топлива зависит:

– от его горючих составляющих (углерода, водорода, летучей горючей серы и др.);

Теплотворная способность различных видов топлива. Сравнительный анализ

Теплотворная способность топлива

Обратите внимание на теплотворную способность (удельную теплоту сгорания) различных видов топлива, сравните показатели. Теплотворная способность топлива характеризует количество теплоты, выделяемое при полном сгорании топлива массой 1 кг или объёмом 1 м³ (1 л). Наиболее часто теплотворная способность измеряется в Дж/кг (Дж/м³; Дж/л). Чем выше удельная теплота сгорания топлива, тем меньше его расход. Поэтому теплотворная способность является одной из наиболее значимых характеристик топлива.

Удельная теплота сгорания каждого вида топлива зависит:

  • От его горючих составляющих (углерода, водорода, летучей горючей серы и др.).
  • От его влажности и зольности.
Таблица 4 – Удельная теплота сгорания различных энергоносителей, сравнительный анализ расходов .
Вид энергоносителя Теплотворная способность Объёмная
плотность вещества
(ρ=m/V)
Цена за единицу
условного топлива
Коэфф.
полезного действия
(КПД) системы
отопления, %
Цена за
1 кВт·ч
Реализуемые системы
МДж кВт·ч
(1Мдж=0.278кВт·ч)
Электричество 1,0 кВт·ч 3,70р. за кВт·ч 98% 3,78р. Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), кондиционирование, приготовление пищи
Метан
(CH4, температура
кипения: -161,6 °C)
39,8 МДж/м³ 11,1 кВт·ч/м³ 0,72 кг/м³ 5,20р. за м³ 94% 0,50р. Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), приготовления пищи, резервное и постоянное электроснабжение, автономный септик (канализация), уличные инфракрасные обогреватели, уличные барбекю, камины, бани, дизайнерское освещение
Пропан
(C3H8, температура
кипения: -42.1 °C)
46,34
МДж/кг
23,63
МДж/л
12,88
кВт·ч/кг
6,57
кВт·ч/л
0,51 кг/л 18,00р. за л 94% 2,91р. Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), приготовления пищи, резервное и постоянное электроснабжение, автономный септик (канализация), уличные инфракрасные обогреватели, уличные барбекю, камины, бани, дизайнерское освещение
Бутан
C4H10, температура
кипения: -0,5 °C)
47,20
МДж/кг
27,38
МДж/л
13,12
кВт·ч/кг
7,61
кВт·ч/л
0,58 кг/л 14,00р. за л 94% 1,96р. Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), приготовления пищи, резервное и постоянное электроснабжение, автономный септик (канализация), уличные инфракрасные обогреватели, уличные барбекю, камины, бани, дизайнерское освещение
Пропан-бутан
(СУГ – сжиженный
углеводородный газ)
46,8
МДж/кг
25,3
МДж/л
13,0
кВт·ч/кг
7,0
кВт·ч/л
0,54 кг/л 16,00р. за л 94% 2,42р. Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), приготовления пищи, резервное и постоянное электроснабжение, автономный септик (канализация), уличные инфракрасные обогреватели, уличные барбекю, камины, бани, дизайнерское освещение
Дизельное топливо 42,7
МДж/кг
11,9
кВт·ч/кг
0,85 кг/л 30,00р. за кг 92% 2,75р. Отопление (нагрев воды и выработка электричества – очень затратны)
Дрова
(берёзовые, влажность – 12%)
15,0
МДж/кг
4,2
кВт·ч/кг
0,47-0,72 кг/дм³ 3,00р. за кг 90% 0,80р. Отопление (неудобно готовить пищу, практически невозможно получать горячую воду)
Каменный уголь 22,0
МДж/кг
6,1
кВт·ч/кг
1200-1500 кг/м³ 7,70р. за кг 90% 1,40р. Отопление
МАРР газ (смесь сжиженного нефтяного газа – 56% с метилацетилен-пропадиеном – 44%) 89,6
МДж/кг
24,9
кВт·ч/м³
0,1137 кг/дм³ -р. за м³ 0% Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), приготовления пищи, резервное и постоянное электроснабжение, автономный септик (канализация), уличные инфракрасные обогреватели, уличные барбекю, камины, бани, дизайнерское освещение
Читайте также:
Фундамент на болоте для дома: какой лучше строить

Удельная теплота сгорания

Согласно таблице «Удельная теплота сгорания различных энергоносителей, сравнительный анализ расходов», пропан-бутан (сжиженный углеводородный газ) уступает в экономической выгоде и перспективности использования только природному газу (метану). Однако следует обратить внимание на тенденцию к неизбежному росту стоимости магистрального газа, которая на сегодняшний день существенно занижена. Аналитики предрекают неминуемую реорганизацию отрасли, которая приведёт к существенному удорожанию природного газа, возможно, даже превысит стоимость дизельного топлива.

Таким образом, сжиженный углеводородный газ, стоимость которого практически не изменится, остаётся исключительно перспективным – оптимальным решением для систем автономной газификации.

Сравнительная таблица показателей

В таблице представлены значения массовой удельной теплоты сгорания жидких, твердых, газообразных разновидностей топлива.

Вид топлива Ед. изм. Удельная теплота сгорания
МДж кВт кКал
Дрова: дуб, береза, ясень, бук, граб кг 15 4,2 2500
Дрова: лиственница, сосна, ель кг 15,5 4,3 2500
Уголь бурый кг 12,98 3,6 3100
Уголь каменный кг 27,00 7,5 6450
Уголь древесный кг 27,26 7,5 6510
Антрацит кг 28,05 7,8 6700
Пеллета древесная кг 17,17 4,7 4110
Пеллета соломенная кг 14,51 4,0 3465
Пеллета из подсолнуха кг 18,09 5,0 4320
Опилки кг 8,37 2,3 2000
Бумага кг 16,62 4,6 3970
Виноградная лоза кг 14,00 3,9 3345
Природный газ м 3 33,5 9,3 8000
Сжиженный газ кг 45,20 12,5 10800
Бензин кг 44,00 12,2 10500
Диз. топливо кг 43,12 11,9 10300
Метан м 3 50,03 13,8 11950
Водород м 3 120 33,2 28700
Керосин кг 43.50 12 10400
Мазут кг 40,61 11,2 9700
Нефть кг 44,00 12,2 10500
Пропан м 3 45,57 12,6 10885
Этилен м 3 48,02 13,3 11470

Из таблицы видно, что наибольшие показатели ТСТ из всех веществ, а не только из газообразных, имеет водород. Он относится к высокоэнергетическим видам топлива.

Продукт сгорания водорода — обычная вода. В процессе не выделяется топочные шлаки, зола, угарный и углекислый газ, что делает вещество экологически чистым горючим. Но оно взрывоопасно и отличается низкой плотностью, поэтому такое топливо сложно сжижается и транспортируется.

Сравнительные таблицы

С помощью табличек сравнения возможно объяснить, почему разные энергоресурсы обладают различной теплотворной способностью. Например, такие как:

Таблицы могут продемонстрировать не только, например, удельную теплоту сгорания дизельного топлива. В сводки сравнительных анализов вписывают ещё и другие показатели: теплотворные способности, объёмные плотности веществ, цену за одну часть условного питания, коэффициент полезного действия отопительных систем, стоимость одного киловатта за час.

В этом видео вы узнаете о работе топлива:

Пеллеты

Пеллетами (топливными гранулами) называется твердое топливо, созданное промышленным путем из древесных и растительных отходов: стружки, коры, картона, соломы.

Измельченное до состояния трухи сырье высушивается и засыпается в гранулятор, откуда уже выходит в виде гранул определенной формы. Для добавления массе вязкости применяют растительный полимер – лигнин. Сложность производственного процесса и высокий спрос формируют стоимость пеллетов. Материал используется в специально обустроенных котлах.

Разновидности топлива определяются в зависимости от того, из какого материала они переработаны:

  • кругляка деревьев любых пород;
  • соломы;
  • торфа;
  • подсолнечной шелухи.

Среди преимуществ, которыми обладают топливные гранулы, стоит отметить следующие качества:

  • экологичность;
  • неспособность к деформации и устойчивость к грибку;
  • удобство хранения даже под открытым небом;
  • равномерность и длительность горения;
  • относительно невысокая стоимость;
  • возможность использования для различных отопительных устройств;
  • подходящий размер гранул для автоматической загрузки в специально обустроенный котел.

Сравнительная таблица показателей

В таблице представлены значения массовой удельной теплоты сгорания жидких, твердых, газообразных разновидностей топлива.

Вид топлива Ед. изм. Удельная теплота сгорания
МДж кВт кКал
Дрова: дуб, береза, ясень, бук, граб кг 15 4,2 2500
Дрова: лиственница, сосна, ель кг 15,5 4,3 2500
Уголь бурый кг 12,98 3,6 3100
Уголь каменный кг 27,00 7,5 6450
Уголь древесный кг 27,26 7,5 6510
Антрацит кг 28,05 7,8 6700
Пеллета древесная кг 17,17 4,7 4110
Пеллета соломенная кг 14,51 4,0 3465
Пеллета из подсолнуха кг 18,09 5,0 4320
Опилки кг 8,37 2,3 2000
Бумага кг 16,62 4,6 3970
Виноградная лоза кг 14,00 3,9 3345
Природный газ м 3 33,5 9,3 8000
Сжиженный газ кг 45,20 12,5 10800
Бензин кг 44,00 12,2 10500
Диз. топливо кг 43,12 11,9 10300
Метан м 3 50,03 13,8 11950
Водород м 3 120 33,2 28700
Керосин кг 43.50 12 10400
Мазут кг 40,61 11,2 9700
Нефть кг 44,00 12,2 10500
Пропан м 3 45,57 12,6 10885
Этилен м 3 48,02 13,3 11470
Читайте также:
Станок улитка для холодной ковки металла: чертежи и инструкция

Из таблицы видно, что наибольшие показатели ТСТ из всех веществ, а не только из газообразных, имеет водород. Он относится к высокоэнергетическим видам топлива.

Продукт сгорания водорода — обычная вода. В процессе не выделяется топочные шлаки, зола, угарный и углекислый газ, что делает вещество экологически чистым горючим. Но оно взрывоопасно и отличается низкой плотностью, поэтому такое топливо сложно сжижается и транспортируется.

Различают высшую и низшую удельные теплоты сгорания. Высшая теплота сгорания равна максимальному количеству теплоты, выделяемому при полном сгорании топлива, с учетом тепла затраченного на испарение влаги, содержащейся в топливе. Низшая теплота сгорания меньше значения высшей на величину теплоты конденсации водяного пара, который образуется из влаги топлива и водорода органической массы, превращающегося при горении в воду.

Ход урока

Оргмомент.

Приветствие учащихся, проверка готовности к уроку.

Известно, что великий ученый М. В. Ломоносов ещё в 1744 г работал над трактатом «Размышления о причине теплоты и холода». Тепловые явления играют огромную роль в окружающем нас мире, в жизни человека, растений, животных, а также в технике.

Давайте проверим, насколько хорошо вы усвоили эти знания.

Мотивация к учебной деятельности.

Есть ли у вас вопросы по домашнему заданию? Давайте проверим, как вы справились с ним:

  • двое учащихся представляют решение домашних задач на доске.

1) Определите абсолютную влажность воздуха в кладовке объемом 10 м 3 , если в нем содержится водяной пар массой 0,12 кг.

2) Давление водяного пара в воздухе равно 0,96 кПа, относительная влажность воздуха 60 %. Чему равно давление насыщенного водяного пара при той же температуре?

  • 1 ученик (Дима) на доске заполняет схему;

задание: подпишите около каждой стрелки название процессов и формулу для расчета количества теплоты в каждом из них

  • А пока ребята работают у доски, мы с вами выполним другое задание.

Посмотрите на текст, изображенный на слайде, и найдите в нем физические ошибки, которые допустил автор (предложите правильный ответ):

1) В яркий солнечный день ребята отправились в поход. Чтобы было не так жарко, ребята оделись в темные костюмы

. К вечеру стало свежо, но после купания
стало теплее.
Ребята налили себе горячий чай в железные кружки и с удовольствием пили его,
не обжигаясь
. Было очень здорово.

Ответ: темное больше поглощает тепла; при испарении температура тела понижается; теплопроводность металлов больше, поэтому он нагревается сильнее.

2) Проснувшись раньше обычного, Вася сразу вспомнил, что на восемь утра договорился с Толей идти на речку смотреть ледоход. Вася выбежал на улицу, Толя был уже там. «Вот погодка сегодня! – вместо приветствия восхищённо произнёс он. – Солнце какое, а температура с утра -2 градуса по Цельсию.» «Нет, -4», возразил Вася. Мальчики заспорили, потом сообразили, в чём дело. «У меня термометр на ветру, а у тебя в укромном месте, поэтому твой и показывает больше

», – догадался Толя. И ребята побежали,
шлёпая по лужам.
Ответ: при наличии ветра испарение происходит интенсивнее, поэтому первый термометр должен показывать температуру ниже; при температуре ниже 00С вода замерзает.

Молодцы, все ошибки нашли верно.

Давайте проверим правильность решения задач (ученики, решавшие задачи, комментируют свое решение).

А теперь давайте проверим, как Дима справился со своим заданием.

Все ли фазовые переходы Дима назвал верно? А что произойдет, если в пламя поместить деревянную палочку? (Она будет гореть)

Вы верно заметили, что происходит процесс горения.

Наверное, вы уже догадались, о чем мы сегодня с вами будем говорить (выдвигают гипотезы).

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: