Degvielas un degošu materiālu īpatnējais sadegšanas siltums. Dažādu veidu degvielas siltumspēja
Šajā nodarbībā mēs uzzināsim, kā aprēķināt siltuma daudzumu, ko degviela izdala degšanas laikā. Turklāt jāņem vērā degvielas īpašības - īpatnējais sadegšanas siltums.
Tā kā visa mūsu dzīve ir balstīta uz kustību, un kustība lielākoties balstās uz degvielas sadegšanu, šīs tēmas izpēte ir ļoti svarīga tēmas "Siltuma parādības" izpratnei.
Izpētot jautājumus, kas saistīti ar siltuma daudzumu un īpatnējo siltuma jaudu, mēs pievēršamies izskatīšanai siltuma daudzums, kas izdalās kurināmā sadegšanas laikā.
Definīcija
Degviela- viela, kas dažos procesos (sadegšana, kodolreakcijās) izdala siltumu. Ir enerģijas avots.
Degviela notiek cieta, šķidra un gāzveida(1. att.).
Rīsi. 1. Degvielas veidi
- Cietais kurināmais ir ogles un kūdra.
- Šķidrā degviela ir nafta, benzīns un citi naftas produkti.
- Gāzveida degviela ietver dabasgāze.
- Atsevišķi var izcelt ļoti izplatītu pēdējā laikā kodoldegviela.
Degvielas sadegšana ir ķīmisks process, kas ir oksidatīvs. Degšanas laikā oglekļa atomi savienojas ar skābekļa atomiem, veidojot molekulas. Rezultātā izdalās enerģija, ko cilvēks izmanto saviem mērķiem (2. att.).
Rīsi. 2. Oglekļa dioksīda veidošanās
Degvielas raksturošanai izmanto tādu raksturlielumu kā siltumspēja. Siltuma vērtība parāda, cik daudz siltuma izdalās degvielas sadegšanas laikā (3. att.). Kaloritātes fizikā jēdziens atbilst vielas īpatnējais sadegšanas siltums.
Rīsi. 3. Īpatnējais sadegšanas siltums
Definīcija
Īpatnējais sadegšanas siltums- degvielu raksturojošais fiziskais lielums ir skaitliski vienāds ar siltuma daudzumu, kas izdalās kurināmā pilnīgas sadegšanas laikā.
Īpatnējo sadegšanas siltumu parasti apzīmē ar burtu . Vienības:
Mērvienībās nav, jo degvielas sadegšana notiek gandrīz nemainīgā temperatūrā.
Īpatnējo sadegšanas siltumu nosaka empīriski, izmantojot sarežģītus instrumentus. Tomēr problēmu risināšanai ir īpašas tabulas. Zemāk mēs sniedzam īpatnējā sadegšanas siltuma vērtības dažiem degvielas veidiem.
|
Viela |
|
4. tabula. Dažu vielu īpatnējais sadegšanas siltums
No dotajām vērtībām var redzēt, ka degšanas laikā izdalās milzīgs siltuma daudzums, tāpēc tiek izmantotas mērvienības (megadžouli) un (gigadžouli).
Lai aprēķinātu siltuma daudzumu, kas izdalās kurināmā sadegšanas laikā, tiek izmantota šāda formula:
Šeit: - degvielas masa (kg), - kurināmā īpatnējais sadegšanas siltums ().
Noslēgumā mēs atzīmējam, ka lielākā daļa no cilvēces izmantotās degvielas tiek uzglabāta ar saules enerģijas palīdzību. Akmeņogles, nafta, gāze – tas viss veidojās uz Zemes Saules ietekmē (4. att.).
Rīsi. 4. Degvielas veidošanās
Nākamajā nodarbībā runāsim par enerģijas nezūdamības un transformācijas likumu mehāniskos un termiskajos procesos.
Sarakstsliteratūra
- Gendenšteins L.E., Kaidalovs A.B., Koževņikovs V.B. / Red. Orlova V.A., Roižēna I.I. Fizika 8. - M.: Mnemosīns.
- Peryshkin A.V. Fizika 8. - M.: Bustards, 2010.
- Fadejeva A.A., Zasovs A.V., Kiseļevs D.F. Fizika 8. - M.: Apgaismība.
- Interneta portāls "festival.1september.ru" ()
- Interneta portāls "school.xvatit.com" ()
- Interneta portāls "stringer46.narod.ru" ()
Mājasdarbs
Tabulās parādīts kurināmā (šķidra, cieta un gāzveida) un dažu citu degošu materiālu masas īpatnējais sadegšanas siltums. Tiek ņemti vērā tādi kurināmie kā: ogles, malka, kokss, kūdra, petroleja, eļļa, spirts, benzīns, dabasgāze utt.
Tabulu saraksts:
Eksotermiskā degvielas oksidācijas reakcijā tā ķīmiskā enerģija tiek pārvērsta siltumenerģijā, atbrīvojot noteiktu siltuma daudzumu. Iegūto siltumenerģiju sauc par kurināmā sadegšanas siltumu. Tas ir atkarīgs no tā ķīmiskā sastāva, mitruma un ir galvenais. Degvielas siltumspēja, kas attiecas uz 1 kg masas vai 1 m 3 tilpuma, veido masas vai tilpuma īpatnējo siltumspēju.
Kurināmā īpatnējais sadegšanas siltums ir siltuma daudzums, kas izdalās cietā, šķidrā vai gāzveida kurināmā masas vai tilpuma vienības pilnīgas sadegšanas laikā. Starptautiskajā mērvienību sistēmā šo vērtību mēra J / kg vai J / m 3.
Kurināmā īpatnējo sadegšanas siltumu var noteikt eksperimentāli vai aprēķināt analītiski. Eksperimentālās siltumspējas noteikšanas metodes ir balstītas uz praktisku degvielas sadegšanas laikā izdalītā siltuma daudzuma mērīšanu, piemēram, kalorimetrā ar termostatu un degbumbu. Degvielai ar zināmu ķīmiskais sastāvsīpatnējo sadegšanas siltumu var noteikt pēc Mendeļejeva formulas.
Ir augstāki un zemāki īpatnējie sadegšanas siltumi. Augstākā siltumspēja ir vienāda ar maksimālais skaits siltums, kas izdalās degvielas pilnīgas sadegšanas laikā, ņemot vērā siltumu, kas iztērēts kurināmā esošā mitruma iztvaikošanai. Zemākā siltumspēja ir mazāka par augstāko par kondensācijas siltuma vērtību, kas veidojas no kurināmā mitruma un organiskās masas ūdeņraža, kas degšanas laikā pārvēršas ūdenī.
Noteikt kurināmā kvalitātes rādītājus, kā arī siltumtehnikas aprēķinos parasti izmanto zemāko īpatnējo sadegšanas siltumu, kas ir vissvarīgākais degvielas siltuma un ekspluatācijas raksturlielums, un tas ir norādīts zemāk esošajās tabulās.
Cietā kurināmā īpatnējais sadegšanas siltums (ogles, malka, kūdra, kokss)
Tabulā parādītas sausā cietā kurināmā īpatnējā sadegšanas siltuma vērtības mērvienībās MJ/kg. Degviela tabulā ir sakārtota pēc nosaukuma alfabēta secībā.
No aplūkotajiem cietajiem kurināmajiem visaugstākā siltumspēja ir koksa oglēm - to īpatnējais sadegšanas siltums ir 36,3 MJ/kg (jeb SI vienībās 36,3·10 6 J/kg). Turklāt augsta siltumspēja ir raksturīga akmeņoglēm, antracītam, kokoglēm un brūnoglēm.
Kurināmie ar zemu energoefektivitāti ir koksne, malka, šaujampulveris, degmaisījums, degslāneklis. Piemēram, malkas īpatnējais sadegšanas siltums ir 8,4 ... 12,5, bet šaujampulvera - tikai 3,8 MJ / kg.
| Degviela | |
|---|---|
| Antracīts | 26,8…34,8 |
| Koksnes granulas (granulas) | 18,5 |
| Malka sausa | 8,4…11 |
| Sausa bērza malka | 12,5 |
| gāzes kokss | 26,9 |
| domnas kokss | 30,4 |
| puskokss | 27,3 |
| Pulveris | 3,8 |
| Šīferis | 4,6…9 |
| Naftas slāneklis | 5,9…15 |
| Cietais degviela | 4,2…10,5 |
| Kūdra | 16,3 |
| šķiedraina kūdra | 21,8 |
| Frēzkūdra | 8,1…10,5 |
| Kūdras drupatas | 10,8 |
| Brūnogles | 13…25 |
| brūnogles (briketes) | 20,2 |
| brūnogles (putekļi) | 25 |
| Doņeckas ogles | 19,7…24 |
| Ogles | 31,5…34,4 |
| Ogles | 27 |
| Koksa ogles | 36,3 |
| Kuzņeckas ogles | 22,8…25,1 |
| Čeļabinskas ogles | 12,8 |
| Ekibastuza ogles | 16,7 |
| freztorf | 8,1 |
| Sārņi | 27,5 |
Šķidrās degvielas (spirta, benzīna, petrolejas, eļļas) īpatnējais sadegšanas siltums
Dota šķidrā kurināmā un dažu citu organisko šķidrumu īpatnējā sadegšanas siltuma tabula. Jāņem vērā, ka tādām degvielām kā benzīns, dīzeļdegviela un eļļa ir raksturīga augsta siltuma izdalīšanās degšanas laikā.
Spirta un acetona īpatnējais sadegšanas siltums ir ievērojami zemāks nekā tradicionālajām motordegvielām. Turklāt šķidrajam propelentam ir salīdzinoši zema siltumspēja, un, pilnībā sadedzinot 1 kg šo ogļūdeņražu, tiks atbrīvots siltuma daudzums, kas vienāds ar attiecīgi 9,2 un 13,3 MJ.
| Degviela | Īpatnējais sadegšanas siltums, MJ/kg |
|---|---|
| Acetons | 31,4 |
| Benzīns A-72 (GOST 2084-67) | 44,2 |
| Aviācijas benzīns B-70 (GOST 1012-72) | 44,1 |
| Benzīns AI-93 (GOST 2084-67) | 43,6 |
| Benzīns | 40,6 |
| Ziemas dīzeļdegviela (GOST 305-73) | 43,6 |
| Vasaras dīzeļdegviela (GOST 305-73) | 43,4 |
| Šķidrais degviela (petroleja + šķidrais skābeklis) | 9,2 |
| Aviācijas petroleja | 42,9 |
| Apgaismošanas petroleja (GOST 4753-68) | 43,7 |
| ksilola | 43,2 |
| Mazuts ar augstu sēra saturu | 39 |
| Mazsēra eļļa ar zemu sēra saturu | 40,5 |
| Mazsēra eļļa | 41,7 |
| Sēru saturošs mazuts | 39,6 |
| Metilspirts (metanols) | 21,1 |
| n-butilspirts | 36,8 |
| Eļļa | 43,5…46 |
| Eļļas metāns | 21,5 |
| Toluols | 40,9 |
| Vaitspirts (GOST 313452) | 44 |
| etilēna glikols | 13,3 |
| Etilspirts (etanols) | 30,6 |
Gāzveida kurināmā un degošu gāzu īpatnējais sadegšanas siltums
Tiek parādīta gāzveida kurināmā un dažu citu degošu gāzu īpatnējā sadegšanas siltuma tabula MJ/kg. No aplūkotajām gāzēm atšķiras lielākais masas īpatnējais sadegšanas siltums. Pilnībā sadegot vienam kilogramam šīs gāzes, izdalīsies 119,83 MJ siltuma. Arī degvielai, piemēram, dabasgāzei, ir augsta siltumspēja - dabasgāzes īpatnējais sadegšanas siltums ir 41 ... 49 MJ / kg (tīrai 50 MJ / kg).
| Degviela | Īpatnējais sadegšanas siltums, MJ/kg |
|---|---|
| 1-butēns | 45,3 |
| Amonjaks | 18,6 |
| Acetilēns | 48,3 |
| Ūdeņradis | 119,83 |
| Ūdeņradis, maisījums ar metānu (50% H2 un 50% CH4 pēc masas) | 85 |
| Ūdeņradis, maisījums ar metānu un oglekļa monoksīdu (33-33-33% no svara) | 60 |
| Ūdeņradis, maisījums ar oglekļa monoksīdu (50% H2 50% CO 2 pēc masas) | 65 |
| Domnas gāze | 3 |
| koksa krāsns gāze | 38,5 |
| LPG sašķidrināta ogļūdeņraža gāze (propāns-butāns) | 43,8 |
| Izobutāns | 45,6 |
| Metāns | 50 |
| n-butāns | 45,7 |
| n-heksāns | 45,1 |
| n-pentāns | 45,4 |
| Saistītā gāze | 40,6…43 |
| Dabasgāze | 41…49 |
| Propadien | 46,3 |
| Propāns | 46,3 |
| Propilēns | 45,8 |
| Propilēns, maisījums ar ūdeņradi un oglekļa monoksīdu (90%-9%-1% pēc svara) | 52 |
| Etāns | 47,5 |
| Etilēns | 47,2 |
Dažu degošu materiālu īpatnējais sadegšanas siltums
Tabulā ir norādīts dažu degošu materiālu (koks, papīrs, plastmasa, salmi, gumija utt.) īpatnējais sadegšanas siltums. Jāatzīmē materiāli ar augstu siltuma izdalīšanos degšanas laikā. Pie šādiem materiāliem pieder: dažāda veida gumija, putupolistirols (polistirols), polipropilēns un polietilēns.
| Degviela | Īpatnējais sadegšanas siltums, MJ/kg |
|---|---|
| Papīrs | 17,6 |
| Ādas izstrādājumi | 21,5 |
| Koksne (stieņi ar mitruma saturu 14%) | 13,8 |
| Koksne kaudzēm | 16,6 |
| ozolkoks | 19,9 |
| Egles koks | 20,3 |
| koka zaļš | 6,3 |
| Priedes koks | 20,9 |
| Kaprons | 31,1 |
| Karbolīta izstrādājumi | 26,9 |
| Kartons | 16,5 |
| Stirēna-butadiēna gumija SKS-30AR | 43,9 |
| Dabīgais kaučuks | 44,8 |
| Sintētiskā gumija | 40,2 |
| Gumijas SCS | 43,9 |
| Hloroprēna gumija | 28 |
| Polivinilhlorīda linolejs | 14,3 |
| Divslāņu polivinilhlorīda linolejs | 17,9 |
| Linoleja polivinilhlorīds uz filca bāzes | 16,6 |
| Linoleja polivinilhlorīds uz silta pamata | 17,6 |
| Linoleja polivinilhlorīds uz auduma bāzes | 20,3 |
| Linoleja gumija (relīns) | 27,2 |
| Parafīna cieta | 11,2 |
| Putuplasta PVC-1 | 19,5 |
| Polyfoam FS-7 | 24,4 |
| Polyfoam FF | 31,4 |
| Putupolistirols PSB-S | 41,6 |
| poliuretāna putas | 24,3 |
| šķiedru plātnes | 20,9 |
| Polivinilhlorīds (PVC) | 20,7 |
| Polikarbonāts | 31 |
| Polipropilēns | 45,7 |
| Polistirols | 39 |
| Augsta blīvuma polietilēns | 47 |
| Zema spiediena polietilēns | 46,7 |
| Gumija | 33,5 |
| Ruberoīds | 29,5 |
| Kvēpu kanāls | 28,3 |
| Siens | 16,7 |
| Salmi | 17 |
| Organiskais stikls (plexiglass) | 27,7 |
| Tekstolīts | 20,9 |
| Tol | 16 |
| TNT | 15 |
| Kokvilna | 17,5 |
| Celuloze | 16,4 |
| Vilna un vilnas šķiedras | 23,1 |
Avoti:
- GOST 147-2013 Cietā minerāldegviela. Augstākās siltumspējas noteikšana un zemākās siltumspējas aprēķināšana.
- GOST 21261-91 Naftas produkti. Augstākās siltumspējas noteikšanas un zemākās siltumspējas aprēķināšanas metode.
- GOST 22667-82 Degošās dabasgāzes. Aprēķina metode siltumspējas, relatīvā blīvuma un Voba skaitļa noteikšanai.
- GOST 31369-2008 Dabasgāze. Siltumspējas, blīvuma, relatīvā blīvuma un Voba skaitļa aprēķins, pamatojoties uz komponentu sastāvu.
- Zemskis G. T. Neorganisko un organisko materiālu uzliesmojošās īpašības: uzziņu grāmata M.: VNIIPO, 2016 - 970 lpp.
(14.1. att. — siltumspēja
degvielas ietilpība)
Pievērsiet uzmanību siltumspējai (īpatnējais sadegšanas siltums) dažāda veida degvielu, salīdziniet veiktspēju. Degvielas siltumspēja raksturo siltuma daudzumu, kas izdalās 1 kg smagas vai 1 m³ (1 l) tilpuma degvielas pilnīgas sadegšanas laikā. Visbiežāk siltumspēju mēra J/kg (J/m³; J/l). Jo augstāks ir kurināmā īpatnējais sadegšanas siltums, jo mazāks ir tā patēriņš. Tāpēc siltumspēja ir viens no nozīmīgākajiem degvielas parametriem.
Katra kurināmā veida īpatnējais sadegšanas siltums ir atkarīgs no:
- No tā degošām sastāvdaļām (ogleklis, ūdeņradis, gaistošs degošs sērs utt.).
- No tā mitruma un pelnu satura.
| 4. tabula. Dažādu enerģijas nesēju īpatnējais sadegšanas siltums, izmaksu salīdzinošā analīze. | |||||||||
| Enerģijas nesēja veids | Kaloritātes vērtība | Tilpuma vielas blīvums (ρ=m/V) | Vienības cena standartdegviela | Koefs. noderīga darbība (efektivitātes) sistēmas apkure, % | Cena par 1 kWh | Ieviestās sistēmas | |||
| MJ | kWh | ||||||||
| (1MJ=0,278kWh) | |||||||||
| Elektrība | - | 1,0 kWh | - | 3,70 rubļi. par kWh | 98% | 3,78 rubļi | Apkure, karstā ūdens apgāde (karstais ūdens), kondicionieris, ēdiena gatavošana | ||
| Metāns (CH4, temperatūra viršanas temperatūra: -161,6 °C) | 39,8 MJ/m³ | 11,1 kWh/m³ | 0,72 kg/m³ | 5,20 rubļi. par m³ | 94% | 0,50 rubļi. | |||
| Propāns (C3H8, temperatūra viršanas temperatūra: -42,1 °C) | 46,34 MJ/kg | 23,63 MJ/l | 12,88 kWh/kg | 6,57 kWh/l | 0,51 kg/l | 18.00 rub. Halle | 94% | 2,91 rublis. | Apkure, karstā ūdens apgāde (karstais ūdens), ēdiena gatavošana, rezerves un pastāvīgā barošana, autonomā septiskā tvertne (kanalizācija), āra infrasarkanie sildītāji, āra grili, kamīni, saunas, dizainera apgaismojums |
| Butāns C4H10, temperatūra viršanas temperatūra: -0,5 °C) | 47,20 MJ/kg | 27,38 MJ/l | 13,12 kWh/kg | 7,61 kWh/l | 0,58 kg/l | 14.00 rub. Halle | 94% | 1,96 rubļi. | Apkure, karstā ūdens apgāde (karstais ūdens), ēdiena gatavošana, rezerves un pastāvīgā barošana, autonomā septiskā tvertne (kanalizācija), āra infrasarkanie sildītāji, āra grili, kamīni, saunas, dizainera apgaismojums |
| propāna butāns (LPG - sašķidrināta ogļūdeņraža gāze) | 46,8 MJ/kg | 25,3 MJ/l | 13,0 kWh/kg | 7,0 kWh/l | 0,54 kg/l | 16.00 rub. Halle | 94% | 2,42 rubļi | Apkure, karstā ūdens apgāde (karstais ūdens), ēdiena gatavošana, rezerves un pastāvīgā barošana, autonomā septiskā tvertne (kanalizācija), āra infrasarkanie sildītāji, āra grili, kamīni, saunas, dizainera apgaismojums |
| Dīzeļdegviela | 42,7 MJ/kg | 11,9 kWh/kg | 0,85 kg/l | 30.00 rub. uz kg | 92% | 2,75 rubļi. | Apkure (ūdens sildīšana un elektrības ražošana ir ļoti dārgi) | ||
| Malka (bērzs, mitrums - 12%) | 15,0 MJ/kg | 4,2 kWh/kg | 0,47-0,72 kg/dm³ | 3,00 rubļi. uz kg | 90% | 0,80 rubļi. | Apkure (neērti gatavot ēdienu, gandrīz neiespējami iegūt karstu ūdeni) | ||
| Ogles | 22,0 MJ/kg | 6,1 kWh/kg | 1200-1500 kg/m³ | 7,70 rubļi. uz kg | 90% | 1,40 rubļi. | Apkure | ||
| MAPP gāze (sašķidrinātās naftas gāzes maisījums - 56% ar metilacetilēna-propadiēnu - 44%) | 89,6 MJ/kg | 24,9 kWh/m³ | 0,1137 kg/dm³ | -R. par m³ | 0% | Apkure, karstā ūdens apgāde (karstais ūdens), ēdiena gatavošana, rezerves un pastāvīgā barošana, autonomā septiskā tvertne (kanalizācija), āra infrasarkanie sildītāji, āra grili, kamīni, saunas, dizainera apgaismojums | |||
(14.2. att. — īpatnējais sadegšanas siltums)
Saskaņā ar tabulu "Dažādu enerģijas nesēju īpatnējā siltumspēja, izmaksu salīdzinošā analīze" propāns-butāns (sašķidrinātā ogļūdeņraža gāze) ir zemāks par ekonomiskajiem ieguvumiem un izredzēm izmantot tikai dabasgāzi (metānu). Tomēr uzmanība jāpievērš tendencei neizbēgami palielināt galvenās gāzes izmaksas, kas mūsdienās ir ievērojami nepietiekami novērtētas. Analītiķi prognozē neizbēgamu nozares reorganizāciju, kas izraisīs būtisku dabasgāzes cenas kāpumu, iespējams, pat pārsniegs dīzeļdegvielas cenas.
Tādējādi sašķidrinātā naftas gāze, kuras izmaksas paliks praktiski nemainīgas, joprojām ir ārkārtīgi daudzsološa - optimāls risinājums autonomām gazifikācijas sistēmām.
īpatnējais sadegšanas siltums- īpatnējā siltumietilpība - Tēmas naftas un gāzes nozare Sinonīmi īpatnējā siltumietilpība EN īpatnējais siltums ...
Siltuma daudzums, kas izdalās, pilnībā sadegot kurināmai, kuras masa ir 1 kg. Degvielas īpatnējais sadegšanas siltums tiek noteikts empīriski un ir vissvarīgākā degvielas īpašība. Skatīt arī: Degvielas finanšu vārdnīca Finam ... Finanšu leksika
īpatnējais kūdras sadegšanas siltums ar bumbu- Augstāka kūdras siltumspēja, ņemot vērā sērskābes un slāpekļskābes veidošanās un šķīšanas siltumu ūdenī. [GOST 21123 85] Nepieļaujamā, nerekomendējamā kūdras siltumspēja pēc bumbas Tēmas kūdra Vispārīgie termini kūdras īpašības LV ... ... Tehniskā tulkotāja rokasgrāmata
īpatnējais sadegšanas siltums (degviela)- 3.1.19. īpatnējā siltumspēja (degviela): kopējais enerģijas daudzums, kas izdalīts regulētos degvielas sadegšanas apstākļos. Avots…
Kūdras īpatnējais sadegšanas siltums atbilstoši bumbai- 122. Kūdras īpatnējā siltumspēja ar bumbu Augstāka kūdras siltumspēja, ņemot vērā sērskābes un slāpekļskābes veidošanās un šķīšanas siltumu ūdenī Avots: GOST 21123 85: Kūdra. Termini un definīcijas oriģinālā dokumenta... Normatīvās un tehniskās dokumentācijas terminu vārdnīca-uzziņu grāmata
kurināmā īpatnējais sadegšanas siltums- 35 kurināmā siltumspēja: kopējais enerģijas daudzums, kas izdalās noteiktos degvielas sadegšanas apstākļos. Avots: GOST R 53905 2010: Enerģijas taupīšana. Termini un definīcijas oriģinālā dokumenta... Normatīvās un tehniskās dokumentācijas terminu vārdnīca-uzziņu grāmata
Tas ir siltuma daudzums, kas izdalās pilnīgas masas (cietām un šķidrām vielām) vai tilpuma (gāzveida) vienības sadegšanas laikā. To mēra džoulos vai kalorijās. Degšanas siltums, kas attiecas uz degvielas masas vai tilpuma vienību, ... ... Wikipedia
Mūsdienu enciklopēdija
Degšanas siltums- (degšanas siltums, siltumspēja), siltuma daudzums, kas izdalās pilnīgas degvielas sadegšanas laikā. Ir īpatnējais sadegšanas siltums, tilpuma uc Piemēram, ogļu īpatnējais sadegšanas siltums ir 28 34 MJ / kg, benzīns ir aptuveni 44 MJ / kg; apjomīgs...... Ilustrētā enciklopēdiskā vārdnīca
Degvielas īpatnējais sadegšanas siltums- Degvielas īpatnējā siltumspēja: kopējais enerģijas daudzums, kas izdalās noteiktos degvielas sadegšanas apstākļos...
termiskās mašīnas termodinamikā tie ir periodiski strādājoši siltumdzinēji un aukstummašīnas (termokompresori). Dažādas saldēšanas iekārtas ir siltumsūkņi.
Tiek sauktas ierīces, kas veic mehānisku darbu degvielas iekšējās enerģijas dēļ siltumdzinēji (siltuma dzinēji). Siltumdzinēja darbībai ir nepieciešamas šādas sastāvdaļas: 1) siltuma avots ar augstāku temperatūras līmeni t1, 2) siltuma avots ar zemāku temperatūras līmeni t2, 3) darba šķidrums. Citiem vārdiem sakot: jebkuri siltumdzinēji (siltuma dzinēji) sastāv no sildītājs, dzesētājs un darba vide .
Kā darba ķermenis tiek izmantota gāze vai tvaiks, jo tie ir ļoti saspiežami, un atkarībā no dzinēja veida var būt degviela (benzīns, petroleja), ūdens tvaiki utt. Sildītājs nodod noteiktu siltuma daudzumu (Q1) darba šķidrumam , un tās iekšējā enerģija šīs iekšējās enerģijas dēļ palielinās, tiek veikts mehānisks darbs (A), tad darba šķidrums atdod noteiktu siltuma daudzumu ledusskapī (Q2) un atdziest līdz sākuma temperatūrai. Aprakstītā shēma attēlo dzinēja darbības ciklu un ir vispārīga, reālos dzinējos dažādas ierīces var pildīt sildītāja un ledusskapja lomu. Vide var kalpot kā ledusskapis.
Tā kā dzinējā daļa darba šķidruma enerģijas tiek pārnesta uz ledusskapi, ir skaidrs, ka ne visa enerģija, ko tas saņem no sildītāja, aiziet darba veikšanai. Respektīvi, efektivitāti dzinējs (efektivitāte) ir vienāds ar padarītā darba (A) attiecību pret siltuma daudzumu, ko tas saņem no sildītāja (Q1):
Iekšdedzes dzinējs (ICE)
Ir divu veidu iekšdedzes dzinēji (ICE): karburators Un dīzeļdegviela. Karburatora dzinējā darba maisījums (degvielas maisījums ar gaisu) tiek sagatavots ārpus dzinēja īpašā ierīcē un no tā nonāk dzinējā. Dīzeļdzinējā degvielas maisījumu sagatavo pašā dzinējā.
ICE sastāv no cilindrs
, kurā tas pārvietojas virzulis
; cilindram ir divi vārsti
, caur kuru vienu cilindrā tiek ievadīts degmaisījums, bet caur otru - izplūdes gāzes no cilindra. Virzuļa izmantošana kloķa mehānisms
savienojas ar kloķvārpsta
, kas nonāk rotācijā virzuļa translācijas kustības laikā. Cilindrs ir aizvērts ar vāciņu.
Iekšdedzes dzinēja darbības cikls ietver četri stieņi: ieplūde, kompresija, gājiens, izplūde. Ieplūdes laikā virzulis virzās uz leju, spiediens cilindrā samazinās, un caur vārstu tajā nonāk degmaisījums (karburatora dzinējā) vai gaiss (dīzeļdzinējā). Vārsts šajā laikā ir aizvērts. Degošā maisījuma ieplūdes beigās vārsts aizveras.
Otrā gājiena laikā virzulis virzās uz augšu, vārsti tiek aizvērti un darba maisījums vai gaiss tiek saspiests. Tajā pašā laikā paaugstinās gāzes temperatūra: degmaisījums karburatora dzinējā uzsilst līdz 300-350 °C, bet gaiss dīzeļdzinējā - līdz 500-600 °C. Kompresijas gājiena beigās karburatora dzinējā ielec dzirkstele, un degmaisījums aizdegas. Dīzeļdzinējā degviela tiek iesmidzināta cilindrā, un iegūtais maisījums spontāni aizdegas.
Degmaisījumam sadedzinot, gāze izplešas un spiež virzuli un ar to savienoto kloķvārpstu, veicot mehānisku darbu. Tas izraisa gāzes atdzišanu.
Kad virzulis sasniedz zemāko punktu, spiediens tajā samazināsies. Kad virzulis virzās uz augšu, vārsts atveras un izplūdes gāzes tiek atbrīvotas. Šī cikla beigās vārsts aizveras.
Tvaika turbīna
Tvaika turbīna apzīmē disku, kas uzstādīts uz vārpstas, uz kuras ir piestiprināti asmeņi. Tvaiks iekļūst asmeņos. Līdz 600 °C uzkarsēts tvaiks tiek nosūtīts uz sprauslu un tajā izplešas. Kad tvaiks izplešas, tā iekšējā enerģija tiek pārvērsta tvaika strūklas virzītās kustības kinētiskajā enerģijā. Tvaika strūkla no sprauslas iekļūst turbīnas lāpstiņās un nodod tām daļu savas kinētiskās enerģijas, izraisot turbīnas griešanos. Turbīnām parasti ir vairāki diski, no kuriem katrs saņem daļu no tvaika enerģijas. Diska rotācija tiek pārsūtīta uz vārpstu, kurai ir pievienots elektriskās strāvas ģenerators.
Dedzinot dažādas vienas masas degvielas, izdalās dažādi siltuma daudzumi. Piemēram, ir labi zināms, ka dabasgāze ir energoefektīvs kurināmais nekā malka. Tas nozīmē, ka, lai iegūtu vienādu siltuma daudzumu, dedzināmās malkas masai jābūt ievērojami lielākai par dabasgāzes masu. Līdz ar to dažādu veidu degvielu no enerģētikas viedokļa raksturo daudzums, ko sauc kurināmā īpatnējais sadegšanas siltums .
Degvielas īpatnējā sildīšanas vērtība- fizikāls lielums, kas parāda, cik daudz siltuma izdalās 1 kg smagas degvielas pilnīgas sadegšanas laikā.
Īpatnējo sadegšanas siltumu apzīmē ar burtu q , tā vienība ir 1 J/kg.
Īpatnējā siltuma vērtību nosaka eksperimentāli. Augstākais īpatnējais sadegšanas siltums ir ūdeņradis , mazākais - pulveris .
Eļļas īpatnējais sadegšanas siltums ir 4,4 * 10 7 J / kg. Tas nozīmē, ka, pilnībā sadedzinot 1 kg eļļas, tiek atbrīvots siltuma daudzums 4,4 * 10 7 J. vispārējs gadījums ja degvielas masa ir m , tad tā pilnīgas sadegšanas laikā izdalītais siltuma daudzums Q ir vienāds ar kurināmā īpatnējā sadegšanas siltuma reizinājumu q pēc tā svara:
Q = qm.
Fizikas stundas konspekts 8. klasē "Siltuma mašīnas. ICE. Īpatnējā siltumspēja”.