АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

ТЕПЛОТА ГОРЕНИЯ

Читайте также:
  1. Алгоритм расчета температуры горения
  2. Горение, его виды, характеристика процессов горения.
  3. Горение. Условия и виды горения
  4. Лекция № 27. Процесс горения и виды горения
  5. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЦЕССАХ ГОРЕНИЯ
  6. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ГОРЕНИЯ
  7. ОСНОВНЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ГОРЕНИЯ
  8. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ФИЗИКИ ГОРЕНИЯ И ВЗРЫВА
  9. Пожарная безопасность производств: физика и химия горения, классификация процессов горения, теории горения, показатели горючести веществ
  10. Приведенная теплота.Энтропия.
  11. Пути изменения внутренней энергии. Теплота и работа. Первое начало термодинамики. Работа расширяющегося газа.
  12. Распространение горения в пылевых смесях

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 Qг (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 (O2) равна 32, углекислого газа (CO2) 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 CO2 содержится 44 грамма углекислого газа.

В технических расчетах чаще используется не теплота горения Qг, а теплотворная способность топлива Q (Дж/кг или Дж/м3). Теплотворной способностью вещества называется количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании 1 кг или 1 м3 вещества. Для жидких и твердых веществ расчет проводится на 1 кг, а для газообразных – на 1 м3.

Знание теплоты горения и теплотворной способности топлива необходимо для расчета температуры горения или взрыва, давления при взрыве, скорости распространения пламени и других характеристик. Теплотворная способность топлива определяется либо экспериментальным, либо расчетным способами. При экспериментальном определении теплотворной способности заданная масса твердого или жидкого топлива сжигается в калориметрической бомбе, а в случае газообразного топлива – в газовом калориметре. С помощью этих приборов измеряется суммарная теплота Q0, выделяющаяся при сгорании навески топлива массой m. Величина теплотворной способности Qг находится по формуле



.

 

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:

С+О2→СО2.

Продуктом полного горения водорода является вода:

22→2Н2О.

Продуктом полного горения серы является диоксид серы:

S+О2→SO2.

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 Qг=882.6 .

 

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

 

М=1∙12+4∙1=16 г/моль.

 

· Определим теплотворную способность 1 кг метана:

 

.

 

 

· Найдем объем 1 кг метана, зная его плотность ρ=0.717 кг/м3 при нормальных условиях:

.

 

· Определим теплотворную способность 1 м3 метана:

 

.

 

Аналогично определяется теплотворная способность любых горючих газов. Для многих распространенных веществ значения теплоты горения и теплотворной способности были измерены с высокой точностью и приведены в соответствующей справочной литературе. Приведем таблицу значений теплотворной способности некоторых газообразных веществ (табл. 5.1). Величина Q в этой таблице приведена в МДж/м3 и в ккал/м3, поскольку часто в качестве единицы теплоты используется 1 ккал = 4.1868 кДж.

Таблица 5.1

Теплотворная способность газообразных топлив

 

Вещество Метан Ацетилен Этан Пропан Бутан
Q МДж/м3 39.54 57.78 69.33 98.18 126.57
ккал/м3

 

 

Горючее вещество – жидкость или твердое тело

В качестве примера проведем расчет теплотворной способности этилового спирта С2Н5ОН, для которого теплота горения Qг = 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.

 

 

Таблица 5.2

Теплотворная способность жидких топлив

 

Вещество Метиловый спирт Этиловый спирт Ацетон Керосин Мазут, нефть Бензин
Q МДж/кг 23.85 29.85 30.98 41.87 43.96 46.89
ккал/кг

 

Таблица 5.3

Теплотворная способность твердых топлив

 

 

Вещество Дерево свежее Дерево сухое Бурый уголь Торф сухой Антрацит, кокс Парафин
Q МДж/кг 6.28 14.65 16.75 27.63 31.40 46.05
ккал/кг

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 |



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.)