АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Формула Менделеева

Читайте также:
  1. Барометрическая формула
  2. Барометрическая формула. Распределение Больцмана.
  3. Визначити енергію вибуху балону. Формула (3)
  4. Внешний фотоэффект и его законы. Формула Эйнштейна для фотоэффекта.
  5. Вопрос 2 Формула апостериорной вероятности Байеса
  6. Вопрос 2 Формула апостериорной вероятности Байеса.
  7. Вопрос 2 Формула апостериорной вероятности Байеса.
  8. Глава 3. Периодическая система Д.И. Менделеева
  9. Давление газа. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона). Изопроцессы.
  10. Дифракция на трехмерных структурах. Формула Вульфа-Брэггов. Рентгеноструктурный анализ. Понятие о голографии.
  11. Из формулы (8.4) следует формула Байеса
  12. Интерполяционная формула Ньютона.

 

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:

- кислорода (О);

- водорода (Н);

- углерода (С);

- серы (S);

- золы (А);

- воды (W).

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 Qн топлива, которая учитывает тепловые потери с парами воды. Для твердых и жидких топлив величина Qн (МДж/кг) приближенно определяется по формуле Менделеева:

 

Qн=0.339[C]+1.025[H]+0.1085[S] – 0.1085[O] – 0.025[W], (5.1)

 

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 Qн (МДж/м3) сухих горючих газов с достаточной точностью может быть рассчитана как сумма произведений теплотворной способности отдельных компонентов и их процентного содержания в 1 м3 газообразного топлива.

Qн = 0.108[Н2] + 0.126[СО] + 0.358[СН4] + 0.5[С2Н2] + 0.234[Н2S]…, (5.2)

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

В среднем теплотворная способность природного газа составляет примерно 53.6 МДж/м3. В искусственно получаемых горючих газах содержание метана СН4 незначительно. Основными горючими составляющими являются водород Н2 и оксид углерода СО. В коксовальном газе, например, содержание Н2 доходит до (55 ÷ 60)%, а низшая теплотворная способность такого газа достигает 17.6 МДж/м3. В генераторном газе содержание СО ~ 30% и Н2 ~15%, при этом низшая теплотворная способность генераторного газа Qн = (5.2÷6.5) МДж/м3. В доменном газе содержание СО и Н2 меньше; величина Qн = (4.0÷4.2) МДж/м3.



Рассмотрим примеры расчета теплотворной способности веществ по формуле Менделеева.

Пример 1.

Определим теплотворную способность угля, элементный состав которого приведен в табл. 5.4.

Таблица 5.4

Элементный состав угля

Элемент C H S N O W A
Содержание, масс.% 37.2 2.6 0.6 0.4 7.2

 

· Подставим приведенные в табл. 5.4 данные в формулу Менделеева (5.1) (азот N и зола A в эту формулу не входят, поскольку являются инертными веществами и не участвуют в реакции горения):

Qн=0.339∙37.2+1.025∙2.6+0.1085∙0.6–0.1085∙12–0.025∙40=13.04 МДж/кг.

Пример 2.

Определим количество дров, необходимое для нагрева 50 литров воды от 10°С до 100°С, если на нагревание расходуется 5% теплоты, выделяемой при горении, а теплоемкость воды с=1 ккал/(кг∙град) или 4.1868 кДж/(кг∙град). Элементный состав дров приведен в табл. 5.5:

Таблица 5.5

Элементный состав дров

Элемент C H N O W
Содержание, масс.%

· Определим количество теплоты, необходимое для нагрева m=50 кг воды:

Q1= .

· Найдем теплотворную способность дров по формуле Менделеева (5.1):

Qн=0.339∙43+1.025∙7–0.1085∙41–0.025∙7= 17.12 МДж/кг.

· Определим количество теплоты, расходуемое на нагрев воды, при сгорании 1 кг дров (с учетом того, что на ее нагрев расходуется 5% теплоты (a=0.05), выделяемой при горении):

Q2=aQн=0.05·17.12=0.86 МДж/кг.

· Определим количество дров, необходимое для нагрева 50 литров воды от 10°С до 100°С:

кг.

Таким образом, для нагрева воды требуется около 22 кг дров.


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 (0.005 сек.)