السعة الحرارية النوعية لجدول احتراق الوقود. الآلات الحرارية

تعلمت البشرية في عملية تطورها الحصول على الطاقة الحرارية عن طريق حرق أنواع مختلفة من الوقود. أبسط مثال على ذلك هو النار المصنوعة من الخشب، والتي أشعلها الأشخاص البدائيون، ومنذ ذلك الحين الخث والفحم والبنزين والنفط والغاز الطبيعي - كل هذه أنواع من الوقود، والتي يحترقها الشخص يتلقى الطاقة الحرارية. إذن ما هي الحرارة النوعية للاحتراق؟

من أين تأتي الحرارة أثناء عملية الاحتراق؟

إن عملية احتراق الوقود بحد ذاتها عبارة عن تفاعل كيميائي مؤكسد. تحتوي معظم أنواع الوقود على كميات كبيرة من الكربون C والهيدروجين H والكبريت S ومواد أخرى. أثناء الاحتراق، تتحد ذرات C وH وS مع ذرات الأكسجين O 2، مما ينتج عنه جزيئات CO وCO 2 وH 2 O وSO 2. في هذه الحالة، يتم إطلاق كمية كبيرة من الطاقة الحرارية، والتي تعلم الناس استخدامها لأغراضهم الخاصة.

أرز. 1. أنواع الوقود: الفحم، الخث، النفط، الغاز.

المساهمة الرئيسية في إطلاق الحرارة تتم بواسطة الكربون C. أما المساهمة الثانية في كمية الحرارة فهي بواسطة الهيدروجين H.

أرز. 2. تتفاعل ذرات الكربون مع ذرات الأكسجين.

ما هي الحرارة النوعية للاحتراق؟

الحرارة النوعية للاحتراق q هي كمية فيزيائية تساوي كمية الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق الكامل لـ 1 كجم من الوقود.

تبدو صيغة الحرارة النوعية للاحتراق كما يلي:

$$q=(Q \over m)$$

Q هي كمية الحرارة المنبعثة أثناء احتراق الوقود، J؛

م - كتلة الوقود، كجم.

وحدة قياس q في النظام الدولي للوحدات (SI) هي J/kg.

$$[q]=(J \over كجم)$$

للدلالة على قيم كبيرة لـ q، غالبًا ما تستخدم وحدات الطاقة خارج النظام: كيلوجول (kJ)، ميجاجول (MJ) و جيجاجول (GJ).

يتم تحديد قيم q للمواد المختلفة بشكل تجريبي.

بمعرفة q، يمكننا حساب كمية الحرارة Q التي ستنتج عن احتراق الوقود بكتلة m:

كيف يتم قياس الحرارة النوعية للاحتراق؟

لقياس q، يتم استخدام أدوات تسمى المسعرات الحرارية (سعر حراري - حرارة، متريو - قياس).

يتم حرق حاوية بها جزء من الوقود داخل الجهاز. يتم وضع الحاوية في الماء مع كتلة معروفة. نتيجة للاحتراق، الحرارة المنبعثة تسخن الماء. إن حجم كتلة الماء والتغير في درجة حرارته يجعل من الممكن حساب حرارة الاحتراق. بعد ذلك، يتم تحديد q باستخدام الصيغة أعلاه.

أرز. 3. قياس الحرارة النوعية للاحتراق.

أين يمكنك العثور على قيم q

يمكن العثور على معلومات حول قيم حرارة الاحتراق النوعية لأنواع معينة من الوقود في الكتب المرجعية الفنية أو في نسخها الإلكترونية على موارد الإنترنت. وعادة ما يتم عرضها في الجدول التالي:

الحرارة النوعية للاحتراق، ف

موارد الوقود الحديث والمثبت محدودة. لذلك سيتم استبدالها في المستقبل بمصادر طاقة أخرى:

• الذرية، وذلك باستخدام طاقة التفاعلات النووية.
• الطاقة الشمسية، وتحويل طاقة ضوء الشمس إلى حرارة وكهرباء؛
• رياح؛
• الطاقة الحرارية الأرضية، وذلك باستخدام حرارة الينابيع الساخنة الطبيعية.

ماذا تعلمنا؟

لذلك، اكتشفنا سبب إطلاق الكثير من الحرارة عند احتراق الوقود. لحساب كمية الحرارة المنبعثة أثناء احتراق كتلة معينة م من الوقود، من الضروري معرفة القيمة ف - الحرارة النوعية لاحتراق هذا الوقود. تم تحديد قيم q تجريبيا بطرق قياس السعرات الحرارية وترد في الكتب المرجعية.

اختبار حول الموضوع

تقييم التقرير

متوسط ​​تقييم: 4.2. إجمالي التقييمات المستلمة: 65.

الآلات الحراريةفي الديناميكا الحرارية، هذه هي المحركات الحرارية وآلات التبريد (الضواغط الحرارية) التي تعمل بشكل دوري. نوع من آلات التبريد هو المضخة الحرارية.

تسمى الأجهزة التي تؤدي العمل الميكانيكي باستخدام الطاقة الداخلية للوقود المحركات الحرارية (المحركات الحرارية).لتشغيل المحرك الحراري، المكونات التالية مطلوبة: 1) مصدر حرارة بمستوى درجة حرارة أعلى t1، 2) مصدر حرارة بمستوى درجة حرارة أقل t2، 3) سائل عمل. بمعنى آخر: أي محركات حرارية (المحركات الحرارية) تتكون من سخان وثلاجة وسائل العمل .

مثل سائل العمليتم استخدام الغاز أو البخار، نظرًا لأنهما مضغوطان جيدًا، واعتمادًا على نوع المحرك، قد يكون هناك وقود (بنزين، كيروسين)، وبخار ماء، وما إلى ذلك. يقوم السخان بنقل كمية معينة من الحرارة (Q1) إلى سائل العمل ، وتزداد طاقته الداخلية بسبب هذه الطاقة الداخلية، ويتم تنفيذ العمل الميكانيكي (A)، ثم يطلق مائع التشغيل كمية معينة من الحرارة إلى الثلاجة (Q2) ويتم تبريده إلى درجة الحرارة الأولية. يمثل الرسم البياني الموصوف دورة تشغيل المحرك وهو عام في المحركات الحقيقية، ويمكن أداء دور السخان والثلاجة بواسطة أجهزة مختلفة. يمكن أن تكون البيئة بمثابة ثلاجة.

نظرًا لأن جزء المحرك من طاقة سائل العمل يتم نقله إلى الثلاجة، فمن الواضح أنه لا يتم استخدام كل الطاقة التي يتلقاها من المدفأة لأداء العمل. على التوالى، كفاءة(كفاءة) المحرك تساوي نسبة الشغل المنجز (أ) إلى كمية الحرارة التي يستقبلها من المدفأة (س1):

محرك الاحتراق الداخلي (ICE)

هناك نوعان من محركات الاحتراق الداخلي (ICE): المكربنو ديزل. في المحرك المكربن ​​يتم تحضير خليط العمل (خليط الوقود والهواء) خارج المحرك في جهاز خاص ومنه يدخل إلى المحرك. في محرك الديزل، يتم تحضير خليط الوقود في المحرك نفسه.

يتكون الجليد من اسطوانة ، حيث يتحرك مكبس ; هناك في الاسطوانة صمامين حيث يتم من خلال أحدهما إدخال الخليط القابل للاحتراق إلى داخل الأسطوانة، ومن خلال الآخر يتم تفريغ غازات العادم من الأسطوانة. استخدام المكبس آلية الكرنك يتصل مع العمود المرفقي والتي تبدأ بالتدوير مع الحركة الانتقالية للمكبس. الاسطوانة مغلقة بغطاء.

تتضمن دورة تشغيل محرك الاحتراق الداخلي أربعة أشرطة: المدخول، الضغط، السكتة الدماغية، العادم. أثناء السحب، يتحرك المكبس إلى الأسفل، وينخفض ​​الضغط في الأسطوانة، ويدخل إليه خليط قابل للاحتراق (في محرك المكربن) أو الهواء (في محرك الديزل) من خلال الصمام. الصمام مغلق في هذا الوقت. في نهاية كمية الخليط القابل للاحتراق، يغلق الصمام.

أثناء الشوط الثاني، يتحرك المكبس للأعلى، وتغلق الصمامات، ويتم ضغط خليط العمل أو الهواء. في الوقت نفسه، ترتفع درجة حرارة الغاز: يسخن الخليط القابل للاحتراق في محرك المكربن ​​إلى 300-350 درجة مئوية، والهواء في محرك الديزل - ما يصل إلى 500-600 درجة مئوية. في نهاية شوط الانضغاط، تقفز شرارة في محرك المكربن ​​ويشتعل الخليط القابل للاحتراق. في محرك الديزل، يتم حقن الوقود في الأسطوانة ويشتعل الخليط الناتج تلقائيًا.

عند احتراق خليط قابل للاحتراق، يتمدد الغاز ويدفع المكبس والعمود المرفقي المتصلين به، مما يؤدي إلى أداء الأعمال الميكانيكية. وهذا يؤدي إلى تبريد الغاز.

عندما يصل المكبس إلى أدنى نقطة، فإن الضغط فيه ينخفض. عندما يتحرك المكبس للأعلى، ينفتح الصمام وينطلق غاز العادم. في نهاية هذه السكتة الدماغية يغلق الصمام.

توربينات البخار

توربينات البخارإنه قرص مثبت على عمود يتم تركيب الشفرات عليه. يدخل البخار إلى الشفرات. يتم توجيه البخار المسخن إلى 600 درجة مئوية إلى الفوهة ويتوسع فيها. عندما يتمدد البخار، تتحول طاقته الداخلية إلى طاقة حركية للحركة الموجهة لنفث البخار. يأتي تيار من البخار من الفوهة إلى ريش التوربين وينقل جزءًا من طاقته الحركية إليها، مما يؤدي إلى دوران التوربين. عادة، تحتوي التوربينات على عدة أقراص، كل منها ينقل جزءًا من الطاقة البخارية. يتم نقل دوران القرص إلى العمود الذي يتصل به مولد التيار الكهربائي.

عند حرق أنواع مختلفة من الوقود بنفس الكتلة، يتم إطلاق كميات مختلفة من الحرارة. على سبيل المثال، من المعروف أن الغاز الطبيعي هو وقود موفر للطاقة أكثر من الخشب. وهذا يعني أنه للحصول على نفس الكمية من الحرارة، يجب أن تكون كتلة الخشب المراد حرقه أكبر بكثير من كتلة الغاز الطبيعي. وبالتالي فإن أنواع الوقود المختلفة من وجهة نظر الطاقة تتميز بكمية تسمى الحرارة النوعية لاحتراق الوقود .

الحرارة النوعية لاحتراق الوقود- كمية فيزيائية توضح مقدار الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق الكامل لوقود وزنه 1 كجم.

يشار إلى الحرارة النوعية للاحتراق بالحرف س ، وحدتها 1 ي/كجم.

يتم تحديد القيمة الحرارية المحددة تجريبيا. لديه أعلى حرارة احتراق محددة هيدروجين ، الأصغر - مسحوق .

الحرارة النوعية لاحتراق الزيت هي 4.4*10 7 جول/كجم. وهذا يعني أنه مع الاحتراق الكامل لـ 1 كجم من الزيت، تكون كمية الحرارة المنبعثة 4.4 * 10 7 J. وفي الحالة العامة، إذا كانت كتلة الوقود تساوي م فإن كمية الحرارة Q المنطلقة أثناء الاحتراق الكامل تساوي حاصل ضرب الحرارة النوعية لاحتراق الوقود س إلى كتلته:

س = كم.

مذكرة دروس الفيزياء للصف الثامن "المحركات الحرارية. جليد. حرارة الاحتراق النوعية".

(الشكل 14.1 - القيمة الحرارية
سعة الوقود)

انتبه إلى القيمة الحرارية (حرارة الاحتراق النوعية) لأنواع مختلفة من الوقود، وقارن المؤشرات. تحدد القيمة الحرارية للوقود كمية الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق الكامل للوقود الذي يزن 1 كجم أو الحجم 1 متر مكعب (1 لتر). في أغلب الأحيان، يتم قياس القيمة الحرارية بـ J/kg (J/m³; J/l). كلما زادت الحرارة النوعية لاحتراق الوقود، انخفض استهلاكه. ولذلك فإن القيمة الحرارية هي واحدة من أهم خصائص الوقود.

تعتمد الحرارة النوعية للاحتراق لكل نوع من أنواع الوقود على:

• من مكوناته القابلة للاشتعال (الكربون والهيدروجين والكبريت المتطاير القابل للاشتعال وغيرها).
• من محتواه من الرطوبة والرماد.

الجدول 4 - الحرارة النوعية لاحتراق حاملات الطاقة المختلفة، والتحليل المقارن للتكاليف.
نوع ناقل الطاقة	القيمة الحرارية				الحجمي كثافة المادة (ρ = م / الخامس)	سعر الوحدة الوقود القياسي	معامل. عمل مفيد (كفاءة) النظام التدفئة،٪	السعر لكل 1 كيلوواط ساعة	الأنظمة المنفذة
	إم جي		كيلووات ساعة
	(1 ميجا جول = 0.278 كيلو وات في الساعة)
كهرباء	-		1.0 كيلووات ساعة		-	3.70 فرك. لكل كيلوواط ساعة	98%	3.78 فرك.	التدفئة، وإمدادات المياه الساخنة (DHW)، وتكييف الهواء، والطبخ
الميثان (CH4، درجة الحرارة نقطة الغليان: -161.6 درجة مئوية)	39.8 ميجا جول/م3		11.1 كيلووات ساعة/م3		0.72 كجم/م3	5.20 فرك. لكل متر مكعب	94%	0.50 فرك.
البروبان (C3H8، درجة الحرارة نقطة الغليان: -42.1 درجة مئوية)	46,34 ميجا جول/كجم	23,63 ميجا جول/لتر	12,88 كيلووات ساعة/كجم	6,57 كيلوواط ساعة/لتر	0.51 كجم/لتر	18.00 فرك. قاعة	94%	2.91 فرك.	التدفئة، وإمدادات المياه الساخنة (DHW)، والطهي، وإمدادات الطاقة الاحتياطية والدائمة، وخزان الصرف الصحي المستقل (الصرف الصحي)، وسخانات الأشعة تحت الحمراء الخارجية، وحفلات الشواء الخارجية، والمدافئ، والحمامات، والإضاءة المصممة
البيوتان C4H10، درجة الحرارة نقطة الغليان: -0.5 درجة مئوية)	47,20 ميجا جول/كجم	27,38 ميجا جول/لتر	13,12 كيلووات ساعة/كجم	7,61 كيلوواط ساعة/لتر	0.58 كجم/لتر	14.00 فرك. قاعة	94%	1.96 فرك.	التدفئة، وإمدادات المياه الساخنة (DHW)، والطهي، وإمدادات الطاقة الاحتياطية والدائمة، وخزان الصرف الصحي المستقل (الصرف الصحي)، وسخانات الأشعة تحت الحمراء الخارجية، وحفلات الشواء الخارجية، والمدافئ، والحمامات، والإضاءة المصممة
البروبان البيوتان (غاز البترول المسال - المسال الغاز الهيدروكربوني)	46,8 ميجا جول/كجم	25,3 ميجا جول/لتر	13,0 كيلووات ساعة/كجم	7,0 كيلوواط ساعة/لتر	0.54 كجم/لتر	16.00 فرك. قاعة	94%	2.42 فرك.	التدفئة، وإمدادات المياه الساخنة (DHW)، والطهي، وإمدادات الطاقة الاحتياطية والدائمة، وخزان الصرف الصحي المستقل (الصرف الصحي)، وسخانات الأشعة تحت الحمراء الخارجية، وحفلات الشواء الخارجية، والمدافئ، والحمامات، والإضاءة المصممة
ديزل	42,7 ميجا جول/كجم		11,9 كيلووات ساعة/كجم		0.85 كجم/لتر	30.00 فرك. لكل كيلوغرام	92%	2.75 فرك.	التدفئة (تسخين المياه وتوليد الكهرباء مكلف للغاية)
الحطب (البتولا، الرطوبة - 12%)	15,0 ميجا جول/كجم		4,2 كيلووات ساعة/كجم		0.47-0.72 كجم/دم3	3.00 فرك. لكل كيلوغرام	90%	0.80 فرك.	التدفئة (غير مريحة لطهي الطعام، ويكاد يكون من المستحيل الحصول على الماء الساخن)
فحم	22,0 ميجا جول/كجم		6,1 كيلووات ساعة/كجم		1200-1500 كجم/م3	7.70 فرك. لكل كيلوغرام	90%	1.40 فرك.	التدفئة
غاز MAPP (خليط من غاز البترول المسال - 56% مع ميثيل أسيتيلين بروبادين - 44%)	89,6 ميجا جول/كجم		24,9 كيلووات ساعة/م3		0.1137 كجم/دم3	-ر.	0%		التدفئة، وإمدادات المياه الساخنة (DHW)، والطهي، وإمدادات الطاقة الاحتياطية والدائمة، وخزان الصرف الصحي المستقل (الصرف الصحي)، وسخانات الأشعة تحت الحمراء الخارجية، وحفلات الشواء الخارجية، والمدافئ، والحمامات، والإضاءة المصممة

لكل متر مكعب

(الشكل 14.2 - الحرارة النوعية للاحتراق)

وفقًا لجدول "الحرارة النوعية لاحتراق ناقلات الطاقة المختلفة، التحليل المقارن للتكاليف"، فإن البروبان البيوتان (غاز البترول المسال) أقل شأناً من حيث الفوائد الاقتصادية وآفاق الاستخدام فقط للغاز الطبيعي (الميثان). ومع ذلك، ينبغي الانتباه إلى الاتجاه نحو الزيادة الحتمية في تكلفة الغاز الرئيسي، والتي يتم التقليل من قيمتها بشكل كبير حاليًا. ويتوقع المحللون إعادة تنظيم حتمية للصناعة، الأمر الذي سيؤدي إلى زيادة كبيرة في أسعار الغاز الطبيعي، وربما تتجاوز تكلفة وقود الديزل.

سوف نتعلم في هذا الدرس كيفية حساب كمية الحرارة التي ينطلقها الوقود أثناء الاحتراق. بالإضافة إلى ذلك، سننظر في خصائص الوقود - الحرارة النوعية للاحتراق.

وبما أن حياتنا كلها مبنية على الحركة، والحركة تعتمد في الغالب على احتراق الوقود، فإن دراسة هذا الموضوع مهمة جدًا لفهم موضوع “الظواهر الحرارية”.

بعد دراسة المسائل المتعلقة بكمية الحرارة والسعة الحرارية النوعية، دعونا ننتقل إلى النظر فيها كمية الحرارة المنبعثة عند حرق الوقود.

تعريف

وقود- مادة تنتج الحرارة في بعض العمليات (الاحتراق، التفاعلات النووية). يعتبر مصدر للطاقة.

يحدث الوقود الصلبة والسائلة والغازية(رسم بياني 1).

أرز. 1. أنواع الوقود

• يشمل الوقود الصلب الفحم والجفت.
• يشمل الوقود السائل النفط والبنزين والمنتجات البترولية الأخرى.
• يشمل الوقود الغازي غاز طبيعي.
• بشكل منفصل، يمكننا تسليط الضوء على ما هو شائع جدا في الآونة الأخيرة وقود نووي.

احتراق الوقود هو عملية كيميائية مؤكسدة. أثناء الاحتراق، تتحد ذرات الكربون مع ذرات الأكسجين لتكوين جزيئات. ونتيجة لذلك، يتم إطلاق الطاقة التي يستخدمها الشخص لأغراضه الخاصة (الشكل 2).

أرز. 2. تكوين ثاني أكسيد الكربون

لتوصيف الوقود يتم استخدام الخاصية التالية: القيمة الحرارية. توضح القيمة الحرارية مقدار الحرارة المنبعثة أثناء احتراق الوقود (الشكل 3). في الفيزياء، القيمة الحرارية تتوافق مع هذا المفهوم الحرارة النوعية لاحتراق المادة.

أرز. 3. الحرارة النوعية للاحتراق

تعريف

حرارة الاحتراق النوعية- الكمية الفيزيائية المميزة للوقود تساوي عدديا كمية الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق الكامل للوقود.

يُشار عادةً إلى الحرارة النوعية للاحتراق بالحرف . الوحدات:

لا توجد وحدة قياس، لأن احتراق الوقود يحدث عند درجة حرارة ثابتة تقريبًا.

يتم تحديد الحرارة النوعية للاحتراق بشكل تجريبي باستخدام أدوات متطورة. ومع ذلك، هناك جداول خاصة لحل المشاكل. وفيما يلي نعرض قيم حرارة الاحتراق النوعية لبعض أنواع الوقود.

مادة

الجدول 4. الحرارة النوعية لاحتراق بعض المواد

ومن القيم المعطاة يتضح أنه أثناء الاحتراق يتم إطلاق كمية هائلة من الحرارة، لذلك يتم استخدام وحدتي القياس (ميجا جول) و (جيجا جول).

لحساب كمية الحرارة المنبعثة أثناء احتراق الوقود يتم استخدام الصيغة التالية:

هنا: - كتلة الوقود (كجم)، - الحرارة النوعية لاحتراق الوقود ().

وفي الختام نلاحظ أن معظم الوقود الذي تستخدمه البشرية يتم تخزينه باستخدام الطاقة الشمسية. الفحم والنفط والغاز - كل هذا تشكل على الأرض بسبب تأثير الشمس (الشكل 4).

أرز. 4. تكوين الوقود

وفي الدرس التالي سنتحدث عن قانون حفظ وتحويل الطاقة في العمليات الميكانيكية والحرارية.

قائمةالأدب

1. جيندنشتاين إل إي، كايدالوف إيه بي، كوزيفنيكوف في بي. / إد. أورلوفا في إيه، روزينا آي آي. الفيزياء 8. - م: منيموسين.
2. بيريشكين أ.ف. فيزياء 8. - م: بوستارد، 2010.
3. فاديفا أ.أ.، زاسوف أ.ف.، كيسيليف د.ف. الفيزياء 8. - م: التنوير.

1. بوابة الإنترنت "festival.1september.ru" ()
2. بوابة الإنترنت "school.xvatit.com" ()
3. بوابة الإنترنت "stringer46.narod.ru" ()

العمل في المنزل

عند حرق كمية معينة من الوقود، يتم إطلاق كمية قابلة للقياس من الحرارة. وفقا للنظام الدولي للوحدات، يتم التعبير عن القيمة بالجول لكل كجم أو م 3. ولكن يمكن أيضًا حساب المعلمات بالسعرات الحرارية أو بالكيلوواط. إذا كانت القيمة مرتبطة بوحدة قياس الوقود، تسمى محددة.

ما الذي يؤثر على القيمة الحرارية لأنواع الوقود المختلفة؟ ما هي قيمة مؤشر المواد السائلة والصلبة والغازية؟ الإجابات على الأسئلة المذكورة أعلاه موصوفة بالتفصيل في المقالة. بالإضافة إلى ذلك، قمنا بإعداد جدول يعرض الحرارة النوعية لاحتراق المواد - وستكون هذه المعلومات مفيدة عند اختيار نوع الوقود عالي الطاقة.

يجب أن يتميز إطلاق الطاقة أثناء الاحتراق بمعلمتين: الكفاءة العالية وغياب إنتاج المواد الضارة.

يتم الحصول على الوقود الاصطناعي عن طريق معالجة الوقود الطبيعي. بغض النظر عن حالة التجميع، فإن المواد الموجودة في تركيبها الكيميائي تحتوي على جزء قابل للاشتعال وغير قابل للاشتعال. الأول هو الكربون والهيدروجين. والثاني يتكون من الماء والأملاح المعدنية والنيتروجين والأكسجين والمعادن.

بناءً على حالة التجميع، ينقسم الوقود إلى سائل وصلب وغازي. تتفرع كل مجموعة إلى مجموعة فرعية طبيعية وصناعية (+)

عند حرق 1 كجم من هذا "الخليط"، يتم إطلاق كميات مختلفة من الطاقة. ويعتمد مقدار هذه الطاقة المنطلقة بالضبط على نسب هذه العناصر - الجزء القابل للاحتراق، والرطوبة، ومحتوى الرماد والمكونات الأخرى.

تتكون حرارة احتراق الوقود (TCF) من مستويين - الأعلى والأدنى. يتم الحصول على المؤشر الأول بسبب تكثيف الماء، وفي الثانية لا يؤخذ هذا العامل في الاعتبار.

هناك حاجة إلى أدنى TCT لحساب الحاجة إلى الوقود وتكلفته؛ وبمساعدة هذه المؤشرات، يتم تجميع موازين الحرارة وتحديد كفاءة منشآت حرق الوقود.

يمكن حساب TST تحليليا أو تجريبيا. وإذا كان التركيب الكيميائي للوقود معروفا، تطبق الصيغة الدورية. تعتمد التقنيات التجريبية على القياس الفعلي للحرارة الناتجة عن احتراق الوقود.

في هذه الحالات، يتم استخدام قنبلة احتراق خاصة - قنبلة حرارية مع مقياس سعر حراري ومنظم حرارة.

ميزات الحسابات فردية لكل نوع من أنواع الوقود. مثال: يتم حساب TCT في محركات الاحتراق الداخلي من القيمة الأدنى، لأن السائل لا يتكثف في الاسطوانات.

معلمات المواد السائلة

تتحلل المواد السائلة، مثل المواد الصلبة، إلى المكونات التالية: الكربون، الهيدروجين، الكبريت، الأكسجين، النيتروجين. يتم التعبير عن النسبة بالوزن.

يتكون صابورة الوقود العضوي الداخلي من الأكسجين والنيتروجين، ولا تحترق هذه المكونات ويتم تضمينها في التركيبة بشكل مشروط. يتكون الصابورة الخارجية من الرطوبة والرماد.

يحتوي البنزين على حرارة احتراق نوعية عالية. اعتمادًا على العلامة التجارية، فهي 43-44 ميجا جول.

يتم تحديد مؤشرات مماثلة لحرارة الاحتراق النوعية لكيروسين الطيران - 42.9 ميجا جول. يقع وقود الديزل أيضًا ضمن فئة القادة من حيث القيمة الحرارية - 43.4-43.6 ميجا جول.

يتميز وقود الصواريخ السائل والإيثيلين جلايكول بقيم TCT منخفضة نسبيًا. يمتلك الكحول والأسيتون الحد الأدنى من حرارة الاحتراق النوعية. أدائها أقل بكثير من أداء وقود المحركات التقليدية.

خصائص الوقود الغازي

يتكون الوقود الغازي من أول أكسيد الكربون والهيدروجين والميثان والإيثان والبروبان والبيوتان والإيثيلين والبنزين وكبريتيد الهيدروجين ومكونات أخرى. يتم التعبير عن هذه الأرقام كنسبة مئوية من حيث الحجم.

الهيدروجين لديه أعلى حرارة الاحتراق. عند احتراق كيلوغرام من المادة، يطلق 119.83 MJ من الحرارة. ولكن لديها درجة أعلى من الانفجار

يحتوي الغاز الطبيعي أيضًا على قيم حرارية عالية.

وهي تساوي 41-49 ميجا جول لكل كجم. ولكن، على سبيل المثال، يحتوي الميثان النقي على قيمة حرارية أعلى - 50 ميجا جول لكل كيلوغرام.

جدول مقارنة المؤشرات

يعرض الجدول قيم الحرارة النوعية للكتلة لاحتراق الوقود السائل والصلب والغازي.

نوع الوقود	وحدة يتغير	حرارة الاحتراق النوعية
		إم جي	كيلوواط	سعر حراري
الحطب: البلوط، البتولا، الرماد، الزان، شعاع البوق	كلغ	15	4,2	2500
الحطب: الصنوبر، الصنوبر، التنوب	كلغ	15,5	4,3	2500
الفحم البني	كلغ	12,98	3,6	3100
فحم	كلغ	27,00	7,5	6450
فحم	كلغ	27,26	7,5	6510
أنثراسايت	كلغ	28,05	7,8	6700
الكريات الخشبية	كلغ	17,17	4,7	4110
حبيبات القش	كلغ	14,51	4,0	3465
حبيبات عباد الشمس	كلغ	18,09	5,0	4320
نشارة الخشب	كلغ	8,37	2,3	2000
ورق	كلغ	16,62	4,6	3970
كرمة	كلغ	14,00	3,9	3345
غاز طبيعي	م 3	33,5	9,3	8000
الغاز المسال	كلغ	45,20	12,5	10800
بنزين	كلغ	44,00	12,2	10500
ديس. وقود	كلغ	43,12	11,9	10300
الميثان	م 3	50,03	13,8	11950
هيدروجين	م 3	120	33,2	28700
الكيروسين	كلغ	43.50	12	10400
زيت الوقود	كلغ	40,61	11,2	9700
زيت	كلغ	44,00	12,2	10500
البروبان	م 3	45,57	12,6	10885
الإيثيلين	م 3	48,02	13,3	11470

يوضح الجدول أن الهيدروجين يمتلك أعلى مؤشرات TST بين جميع المواد، وليس فقط المواد الغازية. إنه ينتمي إلى أنواع الوقود عالية الطاقة.

ناتج احتراق الهيدروجين هو الماء العادي. ولا تنبعث من هذه العملية خبث الفرن والرماد وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون، مما يجعل المادة قابلة للاحتراق صديقة للبيئة. لكنه متفجر وذو كثافة منخفضة، لذلك يصعب تسييل هذا الوقود ونقله.

استنتاجات وفيديو مفيد حول هذا الموضوع

حول القيمة الحرارية لأنواع مختلفة من الخشب. مقارنة المؤشرات لكل م 3 و كجم.

TCT هي الخاصية الحرارية والتشغيلية الأكثر أهمية للوقود. يستخدم هذا المؤشر في مختلف مجالات النشاط البشري: المحركات الحرارية ومحطات الطاقة والصناعة والتدفئة المنزلية والطهي.

تساعد قيم القيمة الحرارية على مقارنة أنواع الوقود المختلفة حسب درجة الطاقة المنطلقة، وحساب الكتلة المطلوبة من الوقود، وتوفير التكاليف.

هل لديك ما تضيفه أو لديك أسئلة حول القيمة الحرارية لأنواع الوقود المختلفة؟ يمكنك ترك تعليقات على المنشور والمشاركة في المناقشات - نموذج الاتصال موجود في الجزء السفلي.