Ενεργειακή ένταση καυσίμων

Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό του καυσίμου είναι η ενεργειακή του ένταση ή θερμογόνος δύναμη.Ως ενεργειακή ένταση (ή θερμογόνος δύναμη) νοείται η ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται κατά την πλήρη καύση μιας μονάδας μάζας ή όγκου καυσίμου και μετράται σε σταθερή πίεση και θερμοκρασία (συνήθως στους 25 ° C).

Στην τεχνολογία, χρησιμοποιείται η τιμή της χαμηλότερης θερμογόνου δύναμης 1 kg (βάρος) ή 1 λίτρου (όγκος) καυσίμου. Η χαμηλότερη θερμογόνος δύναμη του καυσίμου (υπολογισμένη) προκύπτει με τη μείωση της τιμής της υψηλότερης θερμογόνου δύναμης (πειραματική) κατά την ποσότητα της θερμότητας που δαπανάται για την εξάτμιση ορισμένων προϊόντων καύσης, η οποία κανονική θερμοκρασίαείναι υγρά. Βασικά, αυτό είναι νερό που αφαιρείται από τον κινητήρα με προϊόντα καύσης σε κατάσταση ατμού. Σε αυτή την περίπτωση, θεωρείται ότι η θερμότητα σχηματισμού υδρατμών χάνεται ανεπανόρθωτα.

Στην περίπτωση που μεταξύ των προϊόντων της καύσης καυσίμου δεν υπάρχουν ενώσεις που συμπυκνώνονται σε κανονικές θερμοκρασίες, για παράδειγμα κατά την καύση CO σε CO 2 , η υψηλότερη και η χαμηλότερη θερμιδική αξία είναι ίσες.

Για τη λειτουργία σύγχρονων κινητήρων καρμπυρατέρ, ντίζελ και πυραύλων, είναι επίσης σημαντικό να γνωρίζουμε τη θερμότητα καύσης του μίγματος εργασίας, που αποτελείται από καύσιμο και οξειδωτικό, σε ποσότητα επαρκή για την πλήρη καύση του καυσίμου. Σε αυτή την περίπτωση, η υψηλότερη θερμογόνος δύναμη θα είναι για το μείγμα εργασίας στο οποίο η στοιχειομετρική αναλογία καυσίμου: οξειδωτικό; ισούται με 1.

Η τιμή της χαμηλότερης θερμογόνου δύναμης των μιγμάτων εργασίας που αποτελούνται από ατμούς υδρογονανθράκων με αέρα προσεγγίζει τα 667-674 kcal/kg.

Τα καύσιμα υδρογονανθράκων χαρακτηρίζονται από υψηλή θερμογόνο δύναμη. Τα προϊόντα της πλήρους καύσης τους είναι κυρίως διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Μόνο το υδρογόνο, το βηρύλλιο και το βόριο έχουν υψηλότερες θερμιδικές αξίες από τους υδρογονάνθρακες. Ωστόσο, όταν τα χρησιμοποιούνται ως καύσιμα, προκύπτουν πολύ περίπλοκα προβλήματα που δεν συζητούνται εδώ. Όσον αφορά τις λειτουργικές ιδιότητες, οι υδρογονάνθρακες ως καύσιμα έχουν σημαντικά πλεονεκτήματα.

Η θερμότητα της καύσης προσδιορίζεται με την καύση ενός δείγματος καυσίμου σε μια θερμιδομετρική βόμβα γεμάτη με οξυγόνο υπό πίεση. Αυτή η μέθοδος είναι πολύπλοκη και η εφαρμογή της απαιτεί ειδικές συνθήκες.

Για τον προσδιορισμό της θερμότητας της καύσης χρησιμοποιώντας υπολογισμούς, χρησιμοποιούνται ευρέως εμπειρικοί τύποι, η ακρίβεια των οποίων είναι ±2-3%.

Οι εμπειρικοί τύποι υπολογισμού που συγκεντρώθηκαν από διάφορους συγγραφείς βασίζονται στα ακόλουθα δεδομένα.

1. Στοιχειακή σύνθεση του καυσίμου. Σε αυτή την περίπτωση, θεωρείται ότι η θερμότητα της καύσης του καυσίμου είναι ίση με το άθροισμα της θερμότητας καύσης των επιμέρους στοιχείων των συστατικών του.

2. Η ποσότητα οξυγόνου (αέρα) που απαιτείται για την καύση του καυσίμου. Οι εμπειρικοί τύποι βασίζονται στην ποσότητα οξυγόνου που απαιτείται για την πλήρη καύση των στοιχείων που συνθέτουν το καύσιμο. Από τους τύπους αυτού του τύπου, ο τύπος του Konovalov διακρίνεται για τη μεγαλύτερη ακρίβεια:

Q n = 3050 Κ

Όπου Q n - χαμηλότερη θερμαντική αξία καυσίμου, kcal/kg. K είναι η ποσότητα οξυγόνου που απαιτείται για την καύση μιας μονάδας μάζας καυσίμου, που υπολογίζεται με τον τύπο:

όπου C, H, O - περιεκτικότητα σε άνθρακα, υδρογόνο και οξυγόνο στο καύσιμο, βάρος. %.

3. Θερμότητα σχηματισμού. Οι εμπειρικοί τύποι βασίζονται στο νόμο του Hess, από τον οποίο προκύπτει ότι η θερμότητα της καύσης του καυσίμου αντιστοιχεί στη διαφορά μεταξύ της θερμότητας σχηματισμού του καυσίμου και του αθροίσματος των θερμοτήτων σχηματισμού των τελικών προϊόντων της καύσης του (νερό, διοξείδιο του άνθρακα, κ.λπ.).

4. Φυσικοχημικά χαρακτηριστικά του καυσίμου. Για τα υγρά καύσιμα υδρογονανθράκων, που αποτελούνται κυρίως από δύο στοιχεία - άνθρακα και υδρογόνο, δημιουργείται μια ορισμένη σχέση μεταξύ της αναλογίας αυτών των στοιχείων, του σημείου βρασμού τους, του σημείου ανιλίνης, της πυκνότητας, της δομής των υδρογονανθράκων και άλλων φυσικών και χημικών δεικτών, αφενός. , και η θερμότητα της καύσης - από την άλλη.

Για καύσιμα υδρογονανθράκων με πυκνότητα από 0,510 έως 0,990, η θερμογόνος δύναμη βάρους μπορεί να προσδιοριστεί με ακρίβεια 3-5% (για κλάσματα αλκανικής βάσης έως 1 - 1,5%) χρησιμοποιώντας τους τύπους Cragoe:

Πού είναι η πυκνότητα του καυσίμου στους 15°C;Q V - υψηλότερη θερμογόνος δύναμη, kcal/kg. ΓΙΑ n - χαμηλότερη θερμογόνος δύναμη, kcal/kg.

Έχει διαπιστωθεί ότι κατά τη χρήση αυτού του τύπου, το μικρότερο σφάλμα είναι 40 kcal/kg. για ένα μείγμα αρωματικών υδρογονανθράκων με αλκάνια, το μεγαλύτερο σφάλμα φτάνει τα 400-530 kcal/kg.

Ο Λαυρέντιεφ πρότεινε έναν εμπειρικό τύπο για τον υπολογισμό της θερμιδικής αξίας του χαμηλότερου βάρους με βάση την τιμή του δείκτη διάθλασης:

Για τα εμπορικά καύσιμα αεριωθουμένων, η μέγιστη απόκλιση των υπολογισμένων δεδομένων που προσδιορίζεται πειραματικά είναι ±95 kcal/kg με μέση απόκλιση ±1,4 kcal/kg. Μη ικανοποιητικά αποτελέσματα λαμβάνονται για στενά κλάσματα ελαίου, μεμονωμένους υδρογονάνθρακες, ιδιαίτερα αρωματικούς υδρογονάνθρακες, για τους οποίους η απόκλιση υπερβαίνει τα 400 kcal/kg.

Πιο ακριβή αποτελέσματα (απόκλιση ±20-25 kcal/kg), συμπεριλαμβανομένων των αρωματικών υδρογονανθράκων, δίνονται από έναν τύπο που χρησιμοποιεί τον δείκτη διάθλασης και το σημείο ανιλίνης:

Οπουt ΕΝΑ - σημείο ανιλίνης, °C.

Για καύσιμα πετρελαίου μεσαίου αποστάγματος, η χαμηλότερη θερμογόνος δύναμη της καύσης μπορεί να υπολογιστεί με μεγάλη ακρίβεια, γνωρίζοντας την περιεκτικότητα σε υδρογόνο, χρησιμοποιώντας τον τύπο:

όπου H είναι περιεκτικότητα σε υδρογόνο, βάρος. %.

Πολλοί συγγραφείς πιστεύουν ότι η μεγαλύτερη ακρίβεια επιτυγχάνεται όταν χρησιμοποιούνται τύποι υπολογισμού που παρουσιάζουν τη σχέση μεταξύ της θερμογόνου δύναμης, της πυκνότητας και του σημείου ανιλίνης των καυσίμων μεσαίου αποστάγματος. Τα αποτελέσματα υπολογισμού με χρήση αυτής της εξάρτησης είναι αποδεκτά σε όλες τις προδιαγραφές των ΗΠΑ και άλλων χωρών για τα καύσιμα αεριωθουμένων στο ίδιο επίπεδο με τις τιμές που προσδιορίστηκαν πειραματικά. Για την κηροζίνη, οι αποκλίσεις από τα πειραματικά δεδομένα είναι 12-14 kcal/kg, οι μέγιστες αποκλίσεις είναι ± 45 kcal/kg. Η μικρή περιεκτικότητα σε ολεφίνες στην κηροζίνη δεν επηρεάζει σημαντικά τα αποτελέσματα. Για αλκυλικά και μεμονωμένους υδρογονάνθρακες που βράζουν μέσα σε κλάσματα κηροζίνης, αυτή η μέθοδος είναι ελάχιστη χρήσιμη.

Οι προδιαγραφές για τα καύσιμα αεριωθουμένων παρέχουν έναν συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας που είναι το γινόμενο της πυκνότητας που εκφράζεται σε °API (ASTM D 287-55) και του σημείου ανιλίνης σε °F (ASTM D 611-55T), ο οποίος ποικίλλει γραμμικά με τη θερμότητα της καύσης το καύσιμο. Ως αποτέλεσμα της δοκιμής αυτής της μεθόδου σε πολυάριθμα δείγματα καυσίμων αεριωθουμένων στη χώρα μας, προτάθηκε ο τύπος:

ΟπουΝΑ - θερμογόνος δύναμη καυσίμου, αριθμητικά ίση με το γινόμενο της πυκνότητας του καυσίμου σε °API και του σημείου ανιλίνης σε °F. Η πυκνότητα προσδιορίζεται στους 15,6 °C σύμφωνα με το GOST 3900-47 και το σημείο ανιλίνης προσδιορίζεται με τη μέθοδο ίσου όγκου (OST 17872 M.I. 20K-40). Για να λάβετε την πυκνότητα σε °API και το σημείο ανιλίνης σε °F, χρησιμοποιήστε τους πίνακες μετατροπής που δίνονται στις εργασίες.

Όταν χρησιμοποιείτε αυτόν τον τύπο, είναι δυνατόν να ληφθούν αποτελέσματα με ακρίβεια 0,12% και μέγιστη απόκλιση 0,43% για προϊόντα πετρελαίου με πυκνότητα ? 5.16 15.6 =0,8448-0,7585 (36-55°API), με σημείο ανιλίνης 51-78,3°C (124-173°F) και θερμογόνους αξίες που κυμαίνονται από 4414 έως 8969.

Παρουσιάζεται κάποιο σφάλμα όταν υπάρχει θείο στο καύσιμο. Έτσι, σε θείο 1%, η θερμογόνος δύναμη για την κηροζίνη μπορεί να υπερεκτιμηθεί κατά περίπου 60 kcal/kg. Επομένως, για τον υπολογισμό της χαμηλότερης θερμογόνου δύναμης, προτείνεται ένας τύπος που λαμβάνει υπόψη την περιεκτικότητα σε θείο:

ΟπουQ n -θερμότητα καύσης καυσίμου που περιέχει θείο, kcal/kg.

Q n - η θερμογόνος δύναμη που υπολογίζεται για το καύσιμο με βάση το σημείο και την πυκνότητα ανιλίνης χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η περιεκτικότητα σε θείο, kcal/kg. %S - περιεκτικότητα σε θείο στο καύσιμο, βάρος. %.

Γνωρίζοντας την πυκνότητα; 15.6 15.6 και ιξώδες καυσίμου (σε cst) στους 37,8 °C, χρησιμοποιώντας το νομόγραμμα (Εικ. 18) μπορείτε να προσδιορίσετε το σημείο ανιλίνης σε °C και στη συνέχεια να το μετατρέψετε σε °F. Οι αποκλίσεις για την κηροζίνη από τα δεδομένα που λαμβάνονται με την τυπική μέθοδο δεν υπερβαίνουν το ± 2%.

Ακολουθούν οι θερμογόνοι αξίες και οι χαμηλότερες βαρυμετρικές τιμές θέρμανσης για διάφορα καύσιμα αεριωθουμένων, που υπολογίζονται με βάση τον τύπο.

Για να απλοποιηθούν οι υπολογισμοί, προτείνονται νομογράμματα με βάση τη σχέση μεταξύ των φυσικοχημικών και ενεργειακών χαρακτηριστικών των κλασμάτων ελαίου. Παρακάτω, ως παράδειγμα, παρουσιάζεται ένα από αυτά τα νομογράμματα,

χτίστηκε με βάση τη σχέση μεταξύ πυκνότητας, μοριακού βάρους, ψευδοκρίσιμης πίεσης, σημείου ανιλίνης, μέσου σημείου βρασμού, θερμότητας εξάτμισης και υψηλότερης θερμογόνου δύναμης για τα κλάσματα πετρελαίου (Εικ. 19).

Γνωρίζοντας οποιαδήποτε δύο από τα χαρακτηριστικά που αναφέρονται, μπορείτε να προσδιορίσετε τα υπόλοιπα χρησιμοποιώντας το νομόγραμμα. Όταν εργάζεστε με ένα νομόγραμμα, το μέσο σημείο βρασμού του κλάσματος μπορεί να ληφθεί ίσο με το σημείο βρασμού των 50 vol. % αυτού του κλάσματος υπό τυπικές συνθήκες απόσταξης.

Δεδομένου ότι το νομόγραμμα δείχνει τις τιμές της υψηλότερης θερμιδικής αξίας, η τιμή της χαμηλότερης θερμιδικής αξίας μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο:

ΟπουΝΑ - περιεκτικότητα σε νερό σε καύσιμο, βάρος. %.

Οι αποκλίσεις των δεδομένων που λαμβάνονται από το νομόγραμμα από τα πραγματικά δεδομένα είναι 1%.

Στο Σχ. Το Σχήμα 20 δείχνει ένα νομόγραμμα της σχέσης μεταξύ της χαμηλότερης ογκομετρικής θερμογόνου δύναμης, της πυκνότητας, του ιξώδους και του μέσου σημείου βρασμού των καυσίμων ντίζελ.

Χρησιμοποιώντας ένα τέτοιο νομόγραμμα, χρησιμοποιώντας γνωστά χαρακτηριστικά, μπορεί κανείς εύκολα να προσδιορίσει την ογκομετρική θερμότητα της καύσης των καυσίμων ντίζελ.

Η θερμότητα της καύσης εξαρτάται από τη στοιχειακή σύνθεση των καυσίμων υδρογονανθράκων, η οποία επιβεβαιώνεται από τα ακόλουθα δεδομένα:

Η θερμότητα βάρους της καύσης του υδρογόνου είναι 3,5 φορές μεγαλύτερη από τη θερμότητα βάρους της καύσης του άνθρακα. Όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε υδρογόνο, τόσο μεγαλύτερη είναι η θερμογόνος δύναμη του καυσίμου υδρογονάνθρακα.

Για τα αλκάνια των κλασμάτων μεσαίου αποστάγματος, η περιεκτικότητα σε άνθρακα ποικίλλει ελαφρώς - εντός 84-85%, για τους κυκλώνες αυτή η τιμή είναι σταθερή και είναι περίπου 85,75%, για τους αρωματικούς υδρογονάνθρακες ποικίλλει ευρέως - από 91 έως 87,5% και εξαρτάται από το μήκος του πλαϊνές αλυσίδες.

Το βάρος της θερμότητας της καύσης του καυσίμου ποικίλλει ανάλογα με την περιεκτικότητα σε άνθρακα: για τα αλκάνια και τα κυκλάνια είναι ασήμαντη και για τους αρωματικούς υδρογονάνθρακες με αριθμό ατόμων άνθρακα από 6 έως 20 - έως 700kcal(Εικ. 21). Πυκνότητα? 4 20 υδρογονάνθρακες που συνθέτουν εμπορικά καύσιμα και βράζουν στην περιοχή από 80-300°C, αλλάζουν ως εξής:

Η πυκνότητα εντός μιας κατηγορίας υδρογονανθράκων ποικίλλει σημαντικά. Καθορίζεται όχι μόνο από το μοριακό βάρος, αλλά και από τη δομή των υδρογονανθράκων. Ως αποτέλεσμα, η ογκομετρική θερμότητα της καύσης των υδρογονανθράκων διαφέρει σημαντικά.

Για υδρογονάνθρακες βιομηχανικών κλασμάτων που έχουν τον ίδιο τύπο δομής και βράζουν στην περιοχή από 100-300°C, η διαφορά μεταξύ της μέγιστης και της ελάχιστης τιμής της θερμότητας βάρους της καύσης είναι από 30 έως 350 kcal/kg , και η ογκομετρική θερμότητα είναι από 30 έως 1100 kcal/l. Η διαφορά στην ογκομετρική θερμότητα καύσης για τα κυκλάνια είναι ιδιαίτερα μεγάλη - 700-1100 kcal/l (Πίνακας 19).

Η ογκομετρική θερμότητα της καύσης μπορεί να αυξηθεί σημαντικά διατηρώντας παράλληλα επαρκή υψηλό επίπεδοβάρος θερμότητας καύσης, η συμπερίληψη κυκλανών ορισμένης δομής στη σύνθεση των καυσίμων.

Τα καύσιμα πετρελαίου χαρακτηρίζονται από θερμογόνο δύναμη κοντά στο ανώτατο δυνατό όριο. Ωστόσο, παραμένουν ορισμένα αποθέματα για περαιτέρω αύξηση της θερμογόνου δύναμης των καυσίμων υδρογονανθράκων. Όλο και περισσότεροι υδρογονάνθρακες αυτής της δομής συντίθενται και επίσης απομονώνονται από το πετρέλαιο, η θερμότητα της καύσης (βάρος και όγκος) του οποίου υπερβαίνει σημαντικά τη θερμότητα καύσης των κλασμάτων του εμπορικού λαδιού. Με βάση τέτοιους υδρογονάνθρακες, προτείνονται νέες συνθέσεις καυσίμων υψηλής ενέργειας, τόσο απαραίτητες για κινητήρες αεριωθουμένων και πυραύλων.

Η χρήση καυσίμου με αυξημένη θερμότητα καύσης για κινητήρες καρμπυρατέρ και ντίζελ θα οδηγήσει σε μείωση της ειδικής κατανάλωσής του (καθώς η θερμότητα καύσης του μείγματος εργασίας πρέπει να είναι σταθερή). στη μείωση του όγκου των δεξαμενών καυσίμων με το ίδιο εύρος λειτουργίας των οχημάτων· σε κάποια αλλαγή στη διατομή των πίδακα ανάλογα με την ποσότητα του εισερχόμενου καυσίμου. Η ισχύς των κινητήρων καρμπυρατέρ και ντίζελ δεν εξαρτάται από τη θερμότητα της καύσης του καυσίμου και, ως εκ τούτου, παραμένει αμετάβλητη.

Για κινητήρες τζετ και πυραύλων, στους οποίους η δύναμη ώθησης δημιουργείται μόνο λόγω των δυνάμεων αντίδρασης των αερίων που ρέουν από το ακροφύσιο, η θερμότητα της καύσης του καυσίμου παίζει ρόλο μεγάλο ρόλο. Η δύναμη ώθησης ενός κινητήρα αεριωθούμενου είναι το αποτέλεσμα των δυνάμεων των ροών αέρα και αερίου, που επηρεάζουν τα στοιχεία του τμήματος ροής και την εξωτερική επιφάνεια του κινητήρα. Είναι ευθέως ανάλογη με την ποσότητα του αέρα που διέρχεται από τον κινητήρα και η ταχύτητα ροής του αερίου μέσω του ακροφυσίου του Η κατανάλωση βάρους του καυσίμου είναι 1,5-2% της κατανάλωσης του αέρα, όταν καίγεται, θερμαίνει τον αέρα και έτσι αυξάνει την κινητική του ενέργεια που δαπανάται για χρήσιμη εργασία. Ως εκ τούτου, όσο μεγαλύτερη είναι η θερμότητα της καύσης του καυσίμου, τόσο πιο χρήσιμη εργασία μπορεί να προσφέρει ο κινητήρας.

Η αύξηση της θερμότητας της καύσης του καυσίμου θα οδηγήσει σε αύξηση του όγκου των αερίων που διέρχονται από τον κινητήρα και, κατά συνέπεια, σε αύξηση της ταχύτητας ροής τους, γεγονός που θα αυξήσει την απόδοση του κινητήρα. Τα αεροπορικά καύσιμα, τα οποία απελευθερώνουν περισσότερη θερμότητα κατά την καύση, μπορούν να αυξήσουν το εύρος πτήσης ή την ικανότητα ωφέλιμου φορτίου του αεροσκάφους. Η σχέση μεταξύ της ενεργειακής έντασης του καυσίμου αεριωθούμενων αεροσκαφών και της εμβέλειας πτήσης του αεροσκάφους μπορεί να κριθεί χρησιμοποιώντας τον τύπο Breguet:

ΟπουΝΑ - Εύρος ολέταςQ n - χαμηλότερη τιμή θέρμανσης βάρους του καυσίμου. ? - συνολική απόδοση κινητήρα.μεγάλο / ρε - η αναλογία ανύψωσης προς έλξη.W 0 - βάρος του αεροσκάφους κατά την εκτόξευση·W φά - το βάρος του καυσίμου που χύνεται στις δεξαμενές του αεροσκάφους.

Από τον παραπάνω τύπο προκύπτει ότι η εμβέλεια πτήσης του αεροσκάφους αλλάζει (ευθεία ανάλογη με τη θερμότητα που απελευθερώνεται κατά την καύση του καυσίμου. Έτσι, με σταθερό βάρος καυσίμου, η αύξηση του βάρους της θερμότητας καύσης θα επιτρέψει σε έναν κινητήρα τζετ όχι μόνο να επιτύχει πλεονεκτήματα που υποδεικνύονται για κινητήρες καρμπυρατέρ, αλλά και για την αύξηση της ισχύος του κινητήρα, την ταχύτητα m εμβέλειας πτήσης του αεροσκάφους ή τη μείωση συγκεκριμένη κατανάλωσηκαύσιμα.

Μια αύξηση της ογκομετρικής θερμότητας καύσης του καυσίμου, που σχετίζεται με την υποχρεωτική αύξηση της πυκνότητάς του, θα προσφέρει οφέλη μόνο εάν η αύξηση της θερμότητας καύσης υπερβαίνει τις απώλειες ενέργειας που θα πρέπει να δαπανηθούν επιπλέον λόγω αύξησης του βάρους πτήσης ενός αεροσκάφους φορτωμένου με τον ίδιο όγκο καυσίμου, αλλά με μεγαλύτερη πυκνότητα. Το κριτήριο για την ενεργειακή εκτίμηση του καυσίμου θα είναι η ειδική θερμότητα καύσης του φορτωμένου καυσίμου, ανά μονάδα βάρους πτήσης του αεροσκάφους.

Είναι πολύ επιθυμητό να υπάρχουν ίσες τιμές του βάρους και της ογκομετρικής θερμότητας της καύσης των καυσίμων. Μια τέτοια ισότητα μπορεί να προσεγγιστεί αυξάνοντας την πυκνότητα του μίγματος υδρογονανθράκων στη μονάδα.

Είναι ακόμα δύσκολο να εκπληρωθεί αυτή η προϋπόθεση, αν και με σύνθεση είναι δυνατό να ληφθούν κορεσμένοι υδρογονάνθρακες των οποίων η πυκνότητα υπερβαίνει τα 0,9 g/cm 3 .

Στο Σχ. Το Σχήμα 22 δείχνει την επίδραση της θερμότητας καύσης και της πυκνότητας καυσίμου στην εμβέλεια πτήσης του αεροσκάφους σε διάφορα ύψη. Όπως φαίνεται από το σχήμα, τα ενεργειακά οφέλη του καυσίμου με αυξημένη πυκνότητα είναι πιο αισθητά σε υψηλές ταχύτητες πτήσης (2,5-4 Μαχ).

Εάν είναι απαραίτητο να αυξηθεί η εμβέλεια πτήσης, το καύσιμο με υψηλότερη θερμογόνο δύναμη υπό συγκρίσιμες συνθήκες θα έχει πλεονέκτημα έναντι του καυσίμου με υψηλότερη ογκομετρική αξία (μεγαλύτερη πυκνότητα, όταν χρησιμοποιείται το τελευταίο, θα είναι πρόσθετη ενέργεια). δαπανήθηκαν για τη μεταφορά τους.

Για έναν πυραυλοκινητήρα, η σημασία του καυσίμου με υψηλή θερμογόνο δύναμη αυξάνεται ακόμη περισσότερο. Το ύψος απογείωσης ενός πυραυλοκινητήρα αυξάνεται τόσες φορές όσο αυξάνεται η θερμότητα της καύσης του καυσίμου. Έτσι, όταν χρησιμοποιούνται καύσιμα με υψηλότερη θερμογόνο δύναμη για κινητήρες πυραύλων, επιτυγχάνονται τα πλεονεκτήματα που υποδεικνύονται για κινητήρες πυραύλων αέρα και αυξάνεται το ύψος απογείωσης του πυραύλου.

Οι ερευνητές προσπαθούν να αποκτήσουν ένα καύσιμο υδρογονανθράκων που θα ανταποκρίνεται καλύτερα στις απαιτήσεις των υπερηχητικών κινητήρων αεριωθουμένων, και ιδιαίτερα των κινητήρων πυραύλων. Τέτοια καύσιμα θα πρέπει να χαρακτηρίζονται από υψηλό βάρος και ογκομετρική θερμότητα καύσης με ελάχιστες διαφορές στις τιμές τους. Επιπλέον, οι υδρογονάνθρακες που αποτελούν το καύσιμο πρέπει να έχουν ικανοποιητικές ιδιότητες χαμηλής θερμοκρασίας, υψηλή χημική σταθερότητα σε υψηλές θερμοκρασίες, όρια βρασμού κ.λπ. Γίνονται προσπάθειες να ληφθούν τέτοια καύσιμα όχι μόνο με βάση τα αντίστοιχα κλάσματα και ομάδες λαδιών υδρογονανθράκων του ίδιου τύπου σε χημική δομή, αλλά και με βάση τη σύνθετη σύνθεση μεμονωμένων ενώσεων, αν και αυτή η διαδρομή είναι πολύ πιο ακριβή. Στον πίνακα 20 παρέχει πληροφορίες για ορισμένους μεμονωμένους υδρογονάνθρακες που συντίθενται για το σκοπό αυτό στις ΗΠΑ σύμφωνα με τη βιβλιογραφία διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας που δημοσιεύθηκε κυρίως το 1964.

Όπως φαίνεται από τα στοιχεία του πίνακα. 20, πραγματοποιήθηκε η σύνθεση υδρογονανθράκων με πολύπλοκες και ενδιαφέρουσες δομές. Η μελέτη των ιδιοτήτων τους υποδεικνύει τις γνωστές δυνατότητες που ανακαλύφθηκαν σε αυτό το μονοπάτι. Οι περισσότεροι υδρογονάνθρακες είναι δι- και τρικυκλάνια με πολύ υψηλές πυκνότητες και, επομένως, υψηλή ογκομετρική θερμότητα καύσης.

Προφανώς, οι υδρογονάνθρακες κυκλανίου πληρούν γενικά τις απαιτήσεις για καύσιμα, σε μεγαλύτερο βαθμό από τους υδρογονάνθρακες άλλων δομών. Μπορεί να προβλεφθεί ότι οι ισοαλκανικοί υδρογονάνθρακες ορισμένης δομής θα αποδειχθούν επίσης ευνοϊκά υλικά για το σκοπό αυτό.

Δεδομένου ότι το πιο κατάλληλο και επί του παρόντος διαθέσιμο υλικό για καύσιμα αεριωθουμένων υπερηχητικών αεροσκαφών είναι οι κυκλανικοί υδρογονάνθρακες, που χαρακτηρίζονται από μια αρκετά υψηλή θερμογόνο δύναμη και πυκνότητα, οι τιμές της χαμηλότερης θερμογόνου δύναμης των κυκλανών διαφόρων δομών είναι στους 25°C ( σε kcal/kg).

Μαζί με τους κυκλώνες, οι υδρογονάνθρακες ισοαλκανίου, που χαρακτηρίζονται από μέγιστη περιεκτικότητα σε υδρογόνο και, κατά συνέπεια, μέγιστη θερμογόνο δύναμη κατά βάρος, αξίζουν μεγάλης προσοχής από την άποψη της χρήσης ως καύσιμα υψηλής ενέργειας. Η δυσκολία έγκειται στην επιλογή τέτοιων δομών ισοαλκανίων, των οποίων τα χαρακτηριστικά χαμηλής θερμοκρασίας (σημείο ροής, κρυστάλλωση, ιξώδες και μεταβολή του με τη θερμοκρασία) θα ήταν ικανοποιητικά και η πυκνότητα θα ήταν μέγιστη.

Αυτοί οι υδρογονάνθρακες περιλαμβάνουν προφανώς αλκάνια με δομή χτενίσματος με συμπαγή και συμμετρικά διατεταγμένες κοντές πλευρικές αλυσίδες που έχουν ένα ή δύο άτομα άνθρακα. Είναι απαραίτητο να βρεθεί ο πιο οικονομικά εφικτός τρόπος απόκτησης αλκανίων που αντιστοιχούν σε αυτή τη δομή.

Είναι γνωστή μια άλλη ομάδα υδρογονανθράκων, η ενεργειακή ένταση της οποίας αποτελείται όχι μόνο από τη θερμότητα της καύσης των στοιχείων, αλλά και από την ενέργεια που απελευθερώνεται κατά την καταστροφή των πολλαπλών δεσμών και των έντονων κύκλων τους. Αυτά περιλαμβάνουν παράγωγα ακετυλενίου και υδρογονάνθρακες, η δομή των οποίων περιέχει δακτυλίους κυκλοπροπανίου. Η ενέργεια του δεσμού ακετυλενίου -C=C- είναι περίπου

195 kcal/mol, δηλαδή υπερδιπλάσια ενέργεια δέσμευσης (84 kcalimol). Ωστόσο, είναι πολύ δύσκολο να πραγματοποιηθεί αυτή η πρόσθετη ενέργεια λόγω της τάσης των υδρογονανθράκων του ακετυλενίου να πολυμερίζονται στη θέση των ακόρεστων δεσμών. Η καύση του κυκλοπροπανίου και των ομολόγων του απελευθερώνει επίσης πρόσθετη ενέργεια, η οποία, σε αντίθεση με την ενέργεια του δεσμού ακετυλενίου, μπορεί να χρησιμοποιηθεί. Στον πίνακα Το 21 δείχνει τις θερμότητες σχηματισμού και καύσης ορισμένων υδρογονανθράκων με απλούς και πολλαπλούς δεσμούς, καθώς και έντονους κύκλους.

Όπως φαίνεται από τα στοιχεία του πίνακα. 21, οι υδρογονάνθρακες κυκλοπροπανίου και ακετυλενίου χαρακτηρίζονται από πολύ υψηλές θερμότητες καύσης, πολύ υψηλότερες από τις θερμότητες καύσης κορεσμένων υδρογονανθράκων με τον ίδιο αριθμό ατόμων άνθρακα στο μόριο, αλλά χωρίς τέτοιους τεταμένους δεσμούς. Το κυκλοπροπάνιο έχει την υψηλότερη θερμιδική αξία. Τα ομόλογα του κυκλοπροπανίου χαρακτηρίζονται από ελαφρώς χαμηλότερη θερμότητα καύσης. Έτσι, το χαμηλότερο βάρος θερμότητας καύσης του φαινυλοκυκλοπροπανίου είναι 10.280 kcal/kg, το κυκλοεξυλοκυκλοπροπάνιο είναι 10.610 kcal/kg. Τα ομόλογα του κυκλοπροπανίου έχουν τα ακόλουθα πολύ σημαντικά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με τα ακετυλένια: καλή σταθερότητα αποθήκευσης, ιδιότητες χαμηλής θερμοκρασίας, μη εκρηκτικότητα κ.λπ.

Προφανώς, τα δι- και τρικυκλοπροπάνια θα είναι καύσιμα με την υψηλότερη ενεργειακή ένταση μεταξύ των υδρογονανθράκων άλλων δομών, συμπεριλαμβανομένων των αλκανίων.

Στον πίνακα Ο Πίνακας 22 δείχνει συγκεκριμένες τιμές παλμών για συστήματα καυσίμου πυραύλων όταν χρησιμοποιείται ακετυλένιο ή κυκλοπροπάνιο ως καύσιμο.

Οι υδρογονάνθρακες κυκλοπροπυλίου μπορούν να ληφθούν μέσω μιας μάλλον πολύπλοκης διαδικασίας σύνθεσης, η οποία λαμβάνει χώρα σε διάφορα στάδια. Οι υδρογονάνθρακες ακετυλενίου μπορούν να παραχθούν σε γνωστές βιομηχανικές διεργασίες.

Σε αντίθεση με τα κυκλοπροπάνια, τα οποία είναι αρκετά σταθερά, τα ακετυλένια απαιτούν ειδικά σταθεροποιητικά πρόσθετα και πρέπει να αντιμετωπίζονται σαν εκρηκτικά.

Έτσι, η δυνατότητα απόκτησης υδρογονανθράκων με υψηλότερη ενεργειακή ένταση δεν μπορεί να θεωρηθεί ότι έχει εξαντληθεί.

Οι ουσίες οργανικής προέλευσης περιλαμβάνουν καύσιμα που, όταν καίγονται, απελευθερώνουν μια ορισμένη ποσότητα θερμικής ενέργειας. Η παραγωγή θερμότητας πρέπει να χαρακτηρίζεται από υψηλή απόδοση και απουσία παρενεργειών, ιδίως ουσιών επιβλαβών για την ανθρώπινη υγεία και το περιβάλλον.

Για ευκολία φόρτωσης στην εστία, το ξύλο κόβεται σε μεμονωμένα στοιχεία μήκους έως 30 cm Για να αυξηθεί η αποτελεσματικότητα της χρήσης τους, τα καυσόξυλα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν στεγνά και η διαδικασία καύσης πρέπει να είναι σχετικά αργή. Από πολλές απόψεις, το ξύλο από σκληρά ξύλα όπως η βελανιδιά και η σημύδα, η φουντουκιά και η τέφρα και ο κράταιγος είναι κατάλληλα για θέρμανση χώρων. Λόγω της υψηλής περιεκτικότητας σε ρητίνη, του αυξημένου ρυθμού καύσης και της χαμηλής θερμογόνου δύναμης, τα κωνοφόρα δέντρα είναι σημαντικά κατώτερα από αυτή την άποψη.

Πρέπει να γίνει κατανοητό ότι η τιμή της θερμογόνου δύναμης επηρεάζεται από την πυκνότητα του ξύλου.

Είναι φυσικό υλικό φυτικής προέλευσης, που εξάγεται από ιζηματογενή πετρώματα.

Σε αυτή τη μορφή στερεό καύσιμοπεριέχει άνθρακα και άλλα χημικά στοιχεία. Υπάρχει διαχωρισμός του υλικού σε τύπους ανάλογα με την ηλικία του. Ο νεότερος θεωρείται λιγνίτης, ακολουθούμενη από πέτρα, και παλαιότερη από όλους τους άλλους τύπους είναι ο ανθρακίτης. Η ηλικία μιας εύφλεκτης ουσίας καθορίζει επίσης την περιεκτικότητά της σε υγρασία, η οποία είναι περισσότερο παρούσα σε νεαρό υλικό.

Κατά την καύση του άνθρακα, εμφανίζεται περιβαλλοντική ρύπανση και σχηματίζεται σκωρία στις σχάρες του λέβητα, η οποία σε κάποιο βαθμό δημιουργεί εμπόδιο στην κανονική καύση. Η παρουσία θείου στο υλικό είναι επίσης δυσμενής παράγοντας για την ατμόσφαιρα, αφού στον εναέριο χώρο αυτό το στοιχείο μετατρέπεται σε θειικό οξύ.

Ωστόσο, οι καταναλωτές δεν πρέπει να φοβούνται για την υγεία τους. Οι κατασκευαστές αυτού του υλικού, φροντίζοντας τους ιδιώτες πελάτες, προσπαθούν να μειώσουν την περιεκτικότητα σε θείο σε αυτό. Η θερμαντική αξία του άνθρακα μπορεί να ποικίλλει ακόμη και στον ίδιο τύπο. Η διαφορά εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του υποείδους και την περιεκτικότητά του σε ορυκτά, καθώς και από τη γεωγραφία παραγωγής. Ως στερεό καύσιμο, δεν υπάρχει μόνο καθαρός άνθρακας, αλλά και σκωρία άνθρακα χαμηλού εμπλουτισμού, συμπιεσμένη σε μπρικέτες.

Τα πέλλετ (κοκκία καυσίμου) είναι στερεά καύσιμα που δημιουργούνται βιομηχανικά από ξύλα και φυτικά απόβλητα: ρινίσματα, φλοιός, χαρτόνι, άχυρο.

Η πρώτη ύλη, θρυμματισμένη μέχρι σκόνης, ξηραίνεται και χύνεται σε κοκκοποιητή, από όπου βγαίνει με τη μορφή κόκκων ορισμένου σχήματος. Για να προσθέσετε ιξώδες στη μάζα, χρησιμοποιείται ένα φυτικό πολυμερές, η λιγνίνη. Περίπλοκο διαδικασία παραγωγήςκαι η υψηλή ζήτηση καθορίζουν το κόστος των pellet. Το υλικό χρησιμοποιείται σε ειδικά εξοπλισμένους λέβητες.

Οι τύποι καυσίμων καθορίζονται ανάλογα με το υλικό από το οποίο υποβάλλονται σε επεξεργασία:

• στρογγυλή ξυλεία δέντρων οποιουδήποτε είδους.
• άχυρο;
• τύρφη;
• φλοιό ηλίανθου.

Μεταξύ των πλεονεκτημάτων που έχουν τα πέλλετ καυσίμου, αξίζει να σημειωθούν οι ακόλουθες ιδιότητες:

• φιλικότητα προς το περιβάλλον·
• αδυναμία παραμόρφωσης και αντοχή σε μύκητες.
• εύκολη αποθήκευση ακόμα και σε εξωτερικούς χώρους.
• ομοιομορφία και διάρκεια καύσης·
• σχετικά χαμηλό κόστος?
• Δυνατότητα χρήσης για διάφορες συσκευές θέρμανσης.
• κατάλληλο μέγεθος κόκκου για αυτόματη φόρτωση σε ειδικά εξοπλισμένο λέβητα.

Μπρικέτες

Οι μπρικέτες είναι στερεά καύσιμα που είναι από πολλές απόψεις παρόμοια με τα πέλλετ. Για την κατασκευή τους χρησιμοποιούνται πανομοιότυπα υλικά: ροκανίδια, ροκανίδια, τύρφη, φλοιοί και άχυρο. Κατά τη διαδικασία παραγωγής, οι πρώτες ύλες θρυμματίζονται και διαμορφώνονται σε μπρικέτες με συμπίεση. Αυτό το υλικό είναι επίσης ένα φιλικό προς το περιβάλλον καύσιμο. Είναι βολικό για αποθήκευση ακόμη και σε εξωτερικούς χώρους. Ομαλή, ομοιόμορφη και αργή καύση αυτού του καυσίμου μπορεί να παρατηρηθεί τόσο σε τζάκια και σόμπες όσο και σε λέβητες θέρμανσης.

Οι τύποι φιλικών προς το περιβάλλον στερεών καυσίμων που συζητήθηκαν παραπάνω είναι μια καλή εναλλακτική για την παραγωγή θερμότητας. Σε σύγκριση με τις ορυκτές πηγές θερμικής ενέργειας, οι οποίες έχουν δυσμενή επίδραση στην καύση περιβάλλοκαι είναι, επιπλέον, μη ανανεώσιμες, εναλλακτικό καύσιμοέχει σαφή πλεονεκτήματα και σχετικά χαμηλό κόστος, το οποίο είναι σημαντικό για ορισμένες κατηγορίες καταναλωτών.

Ταυτόχρονα, ο κίνδυνος πυρκαγιάς τέτοιων καυσίμων είναι πολύ υψηλότερος. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να ληφθούν ορισμένα μέτρα ασφαλείας σχετικά με την αποθήκευση τους και τη χρήση πυράντοχων υλικών για τοίχους.

Υγρά και αέρια καύσιμα

Όσον αφορά τις υγρές και αέριες εύφλεκτες ουσίες, η κατάσταση εδώ έχει ως εξής.

ειδική θερμότητα καύσης- ειδική θερμοχωρητικότητα - Θέματα βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου Συνώνυμα ειδική θερμοχωρητικότητα EN ειδική θερμότητα ...

Η ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται κατά την πλήρη καύση 1 kg καυσίμου. Η ειδική θερμότητα καύσης του καυσίμου προσδιορίζεται πειραματικά και είναι το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό του καυσίμου. Δείτε επίσης: Fuel Financial Dictionary Finam... Οικονομικό Λεξικό

ειδική θερμότητα καύσης τύρφης με βόμβα- Υψηλότερη θερμότητα καύσης τύρφης, λαμβάνοντας υπόψη τη θερμότητα σχηματισμού και διάλυσης σε θείο και νιτρικά οξέα. [GOST 21123 85] Απαράδεκτη, μη συνιστώμενη θερμογόνος δύναμη τύρφης για βόμβα Θέματα τύρφη Γενικοί όροι ιδιότητες τύρφης EN ... ... Οδηγός Τεχνικού Μεταφραστή

ειδική θερμότητα καύσης (καύσιμο)- 3.1.19 ειδική θερμότητα καύσης (καύσιμο): Η συνολική ποσότητα ενέργειας που απελευθερώνεται υπό ρυθμιζόμενες συνθήκες καύσης καυσίμου. Πηγή…

Ειδική θερμότητα καύσης τύρφης με βόμβα- 122. Ειδική θερμότητα καύσης τύρφης με βόμβα Υψηλότερη θερμότητα καύσης τύρφης λαμβάνοντας υπόψη τη θερμότητα σχηματισμού και διάλυσης θειικών και νιτρικών οξέων στο νερό Πηγή: GOST 21123 85: Τύρφη. Όροι και ορισμοί πρωτότυπο έγγραφο... Λεξικό-βιβλίο αναφοράς όρων κανονιστικής και τεχνικής τεκμηρίωσης

ειδική θερμότητα καύσης καυσίμου- 35 ειδική θερμότητα καύσης καυσίμου: Η συνολική ποσότητα ενέργειας που απελευθερώνεται υπό καθορισμένες συνθήκες καύσης καυσίμου. Πηγή: GOST R 53905 2010: Εξοικονόμηση ενέργειας. Όροι και ορισμοί πρωτότυπο έγγραφο... Λεξικό-βιβλίο αναφοράς όρων κανονιστικής και τεχνικής τεκμηρίωσης

Αυτή είναι η ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται κατά την πλήρη καύση μιας μάζας (για στερεές και υγρές ουσίες) ή ογκομετρικής (για αέρια) μονάδα μιας ουσίας. Μετριέται σε joules ή θερμίδες. Θερμότητα καύσης ανά μονάδα μάζας ή όγκου καυσίμου, ... ... Wikipedia

Σύγχρονη εγκυκλοπαίδεια

Θερμότητα καύσης- (θερμότητα καύσης, περιεκτικότητα σε θερμίδες), η ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται κατά την πλήρη καύση του καυσίμου. Υπάρχουν ειδική θερμότητα καύσης, ογκομετρική θερμότητα κλπ. Για παράδειγμα, ειδική θερμότητα καύσης άνθρακας 28 34 MJ/kg, βενζίνη περίπου 44 MJ/kg. ογκομετρικό...... Εικονογραφημένο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό

Ειδική θερμότητα καύσης καυσίμου- Ειδική θερμότητα καύσης καυσίμου: η συνολική ποσότητα ενέργειας που απελευθερώνεται υπό καθορισμένες συνθήκες καύσης...

Διαφορετικοί τύποι καυσίμων έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά. Αυτό εξαρτάται από τη θερμογόνο δύναμη και την ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται όταν το καύσιμο έχει καεί πλήρως. Για παράδειγμα, η σχετική θερμότητα καύσης του υδρογόνου επηρεάζει την κατανάλωσή του. Η θερμιδική αξία προσδιορίζεται χρησιμοποιώντας πίνακες. Παρέχουν συγκριτικές αναλύσεις της κατανάλωσης διαφορετικών ενεργειακών πόρων.

Εύφλεκτο διαθέσιμο τεράστιο ποσό. καθένα από τα οποία έχει τα δικά του θετικά και αρνητικά

Συγκριτικοί πίνακες

Με τη βοήθεια συγκριτικών πινάκων είναι δυνατό να εξηγηθεί γιατί διαφορετικοί ενεργειακοί πόροι έχουν διαφορετική θερμογόνο δύναμη. Για παράδειγμα, όπως:

• ηλεκτρισμός;
• μεθάνιο;
• βουτάνιο;
• προπάνιο-βουτάνιο;
• καύσιμο ντίζελ?
• καυσόξυλα?
• τύρφη;
• άνθρακας;
• μείγματα υγροποιημένων αερίων.

Το προπάνιο είναι ένας από τους δημοφιλείς τύπους καυσίμων

Οι πίνακες μπορούν να καταδείξουν όχι μόνο, για παράδειγμα, την ειδική θερμότητα της καύσης του καυσίμου ντίζελ. Στις εκθέσεις συγκριτικής ανάλυσης περιλαμβάνονται και άλλοι δείκτες: θερμογόνος δύναμη, ογκομετρικές πυκνότητες ουσιών, τιμή ανά μέρος διατροφής υπό όρους, συντελεστής απόδοσης συστήματα θέρμανσης, το κόστος του ενός κιλοβάτ την ώρα.

Σε αυτό το βίντεο θα μάθετε πώς λειτουργεί το καύσιμο:

Τιμές καυσίμων

Χάρη σε αναφορές συγκριτικής ανάλυσης, προσδιορίζονται οι προοπτικές χρήσης μεθανίου ή καυσίμου ντίζελ. Τιμή φυσικού αερίου σε κεντρικό αγωγό φυσικού αερίου τείνει να αυξηθεί. Μπορεί να είναι υψηλότερο ακόμη και από το καύσιμο ντίζελ. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το κόστος του υγραερίου δύσκολα θα αλλάξει και η χρήση του θα παραμείνει η μόνη λύση κατά την εγκατάσταση ενός ανεξάρτητου συστήματος αεριοποίησης.

Υπάρχουν διάφοροι τύποι ονομάτων για καύσιμα και λιπαντικά (καύσιμα και λιπαντικά): στερεά, υγρά, αέρια και ορισμένα άλλα εύφλεκτα υλικά, στα οποία, κατά τη διάρκεια της αντίδρασης παραγωγής θερμότητας της οξείδωσης καυσίμων και λιπαντικών, η χημική θερμική ενέργεια μετατρέπεται σε ακτινοβολία θερμοκρασίας.

Η θερμική ενέργεια που απελευθερώνεται ονομάζεται θερμογόνος δύναμη διάφορα είδηκαύσιμο σε περίπτωση πλήρους καύσης οποιασδήποτε εύφλεκτης ουσίας. Η εξάρτησή του από τη χημική σύσταση και την υγρασία είναι ο κύριος δείκτης διατροφής.

Θερμική επιδεκτικότητα

Ο προσδιορισμός του GTC του καυσίμου πραγματοποιείται πειραματικά ή χρησιμοποιώντας αναλυτικούς υπολογισμούς. Ο πειραματικός προσδιορισμός της θερμικής επιδεκτικότητας πραγματοποιείται πειραματικά με τον προσδιορισμό του όγκου της θερμότητας που απελευθερώνεται κατά την καύση του καυσίμου σε μια αποθήκη θερμότητας με θερμοστάτη και βόμβα καύσης.

Εάν είναι απαραίτητο, προσδιορίστε την ειδική θερμότητα καύσης του καυσίμου από τον πίνακα Πρώτον, οι υπολογισμοί γίνονται σύμφωνα με τους τύπους του Mendeleev. Υπάρχουν υψηλότερες και χαμηλότερες ποιότητες καυσίμων OTC. Στην υψηλότερη σχετική θερμότητα, απελευθερώνεται μεγάλη ποσότητα θερμότητας όταν καίγεται οποιοδήποτε καύσιμο. Αυτό λαμβάνει υπόψη τη θερμότητα που δαπανάται για την εξάτμιση του νερού στο καύσιμο.

Στον χαμηλότερο βαθμό εξουθένωσης, το TTC είναι μικρότερο από τον υψηλότερο βαθμό, αφού σε αυτή την περίπτωση απελευθερώνεται λιγότερη εξάτμιση. Η εξάτμιση συμβαίνει από το νερό και το υδρογόνο όταν καίγεται το καύσιμο. Για τον προσδιορισμό των ιδιοτήτων του καυσίμου, οι μηχανικοί υπολογισμοί λαμβάνουν υπόψη τη χαμηλότερη σχετική θερμογόνο δύναμη, η οποία είναι μια σημαντική παράμετρος του καυσίμου.

Τα ακόλουθα συστατικά περιλαμβάνονται στους πίνακες της ειδικής θερμότητας καύσης στερεών καυσίμων: άνθρακας, καυσόξυλα, τύρφη, κοκ. Περιλαμβάνουν τις τιμές του GTC στερεού εύφλεκτου υλικού. Οι ονομασίες των καυσίμων καταχωρούνται στους πίνακες αλφαβητικά. Από όλες τις στερεές μορφές καυσίμων και λιπαντικών, οπτάνθρακα, πέτρα, καφέ και ξυλάνθρακας, καθώς και ο ανθρακίτης. Τα καύσιμα χαμηλής παραγωγικότητας περιλαμβάνουν:

• ξύλο;
• καυσόξυλα?
• σκόνη;
• τύρφη;
• εύφλεκτος σχιστόλιθος.

Οι δείκτες αλκοόλης, βενζίνης, κηροζίνης και λαδιού περιλαμβάνονται στον κατάλογο υγρών καυσίμων και λιπαντικών. Η ειδική θερμότητα καύσης του υδρογόνου, καθώς και διάφορες μορφές καυσίμου, απελευθερώνεται με την άνευ όρων καύση ενός κιλού, ενός κυβικού μέτρου ή ενός λίτρου. Τις περισσότερες φορές αυτά φυσικές ιδιότητεςμετριέται σε μονάδες εργασίας, ενέργειας και ποσότητας θερμότητας που απελευθερώνεται.

Ανάλογα με τον βαθμό στον οποίο είναι υψηλό το OTC καυσίμων και λιπαντικών, αυτή θα είναι η κατανάλωσή του. Αυτή η ικανότητα είναι η πιο σημαντική παράμετρος του καυσίμου και αυτό πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά το σχεδιασμό εγκαταστάσεων λεβήτων καυσίμου διαφορετικών τύπων. Η θερμιδική αξία εξαρτάται από την υγρασία και την περιεκτικότητα σε τέφρα, καθώς και από εύφλεκτα συστατικά όπως άνθρακας, υδρογόνο, πτητικό εύφλεκτο θείο.

Το SG (ειδική θερμότητα) της εξάντλησης αλκοόλ και ακετόνης είναι πολύ χαμηλότερο από τα κλασικά καύσιμα κινητήρα και λιπαντικά και είναι ίσο με 31,4 MJ/kg για το μαζούτ αυτό το ποσοστό κυμαίνεται από 39-41,7 MJ/kg. Ο δείκτης απόδοσης καύσης φυσικού αερίου είναι 41-49 MJ/kg. Ένα kcal (χιλιοθερμίδες) ισούται με 0,0041868 MJ. Το θερμιδικό περιεχόμενο διαφορετικών τύπων καυσίμων διαφέρει μεταξύ τους ως προς την εξάντληση. Όσο περισσότερη θερμότητα εκπέμπει μια ουσία, τόσο μεγαλύτερη είναι η μεταφορά της θερμότητας. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται επίσης μεταφορά θερμότητας. Υγρά, αέρια και σκληρά σωματίδια συμμετέχουν στη μεταφορά θερμότητας.

Πρόσφατα, λόγω τακτικών αυξήσεων τιμών για φυσικό αέριο, έχει γίνει επίκαιρο το θέμα τόσο της εγκατάστασης όσο και της μετατροπής/εκσυγχρονισμού συστημάτων θέρμανσης σε εναλλακτικές (ανανεώσιμες) πηγές ενέργειας, όπως άνθρακας, καυσόξυλα, πέλλετ, ηλιακή και αιολική ενέργεια.

Σε αυτή την ενότητα θα επικεντρωθούμε στους λέβητες στερεών καυσίμων.

Ανάλογα με το είδος του καυσίμου διακρίνονται σε λέβητες στερεών καυσίμων (καύσιμα - κάρβουνο, ξύλο) και λέβητες pellet (καύσιμο - πέλλετ). Με τη σειρά τους, οι λέβητες στερεών καυσίμων είναι κατασκευασμένοι από χυτοσίδηρο και χάλυβα. Κάθε ένα από αυτά έχει σχεδιαστεί για να καίει έναν συγκεκριμένο τύπο καυσίμου.

Στους λέβητες από χυτοσίδηρο, ο κύριος τύπος καυσίμου είναι ο άνθρακας. Επομένως, η ονομαστική ισχύς τέτοιων λεβήτων σύμφωνα με το διαβατήριο, κατά κανόνα, υποδεικνύεται με βάση την καύση άνθρακα σε λέβητες από χυτοσίδηρο. Αλλά, εκτός από τον άνθρακα, οι λέβητες από χυτοσίδηρο μπορούν να λειτουργήσουν σε ξύλο και μπρικέτες. Αλλά σε αυτή την περίπτωση, πρέπει να καταλάβετε ότι η ονομαστική ισχύς του λέβητα bute είναι κάπως μικρότερη από αυτή που αναφέρεται στο διαβατήριο του κατασκευαστή.

Οι χαλύβδινοι λέβητες είναι σχεδιασμένοι για την καύση καφέ άνθρακα και ξύλου. Κατά κανόνα, η ονομαστική ισχύς τέτοιων λεβήτων υποδεικνύεται με βάση τη χρήση καφέ άνθρακα ως καυσίμου. Όταν χρησιμοποιείτε ξύλο, ανάλογα με τη θερμογόνο δύναμη του, η ονομαστική ισχύς ενός χαλύβδινου λέβητα μπορεί να διαφέρει ελαφρώς. Ο καφές άνθρακας ως καύσιμο είναι κατά κανόνα ευρέως διαδεδομένος στην Ευρώπη (Γερμανία, Πολωνία κ.λπ.) λόγω των αρκετά μεγάλων κοιτασμάτων του στην περιοχή αυτή. Δεδομένου του γεγονότος ότι ο καφές άνθρακας δεν είναι σχετικός με την Ουκρανία, θα πρέπει να ληφθεί ως βάση το ξύλο.

Δεδομένου ότι μιλάμε για τη θερμογόνο δύναμη του στερεού καυσίμου, προτείνω να εξετάσουμε αυτήν την έννοια και να συγκρίνουμε διαφορετικούς τύπους καυσίμων ανάλογα με τη θερμογόνο τους αξία.

Ειδική θερμογόνος δύναμη του καυσίμου είναι ένα φυσικό μέγεθος που δείχνει πόση θερμότητα απελευθερώνεται κατά την πλήρη καύση καυσίμου βάρους 1 kg ή όγκου 1 m3. Η ειδική θερμότητα καύσης μετριέται σε J/kg (J/m3) ή θερμίδες/kg (θερμίδες/m3). Για την πειραματική μέτρηση αυτής της ποσότητας, χρησιμοποιούνται θερμιδομετρικές μέθοδοι.

Όσο μεγαλύτερη είναι η ειδική θερμότητα καύσης του καυσίμου, τόσο μικρότερη είναι η ειδική κατανάλωση καυσίμου στην ίδια τιμή του συντελεστή απόδοσης (απόδοσης) του λέβητα.

Ο παρακάτω πίνακας δείχνει τους κύριους τύπους καυσίμου λέβητα που χρησιμοποιούνται στην καθημερινή ζωή, συνηθισμένοι στην Ουκρανία.

Τύπος φορέα ενέργειας	Ειδική θερμογόνος δύναμη			Εφαρμοσμένα συστήματα
	MJ	Kcalories	kWh
		(1MJ=0,239006 θερμίδες)	(1MJ=0,278 kWh)
Καφέ κάρβουνο, μπρικέτα	21	5019	5,84	Θέρμανση, παροχή ζεστού νερού (ΖΝΧ)
Ακατέργαστος καφές άνθρακας	14,7	3513	4,09
Ξυλάνθρακας	31	7409	8,62
Δρυς	13	3108	3,61
Σημύδα	11,7	2804	3,25
Πεύκο	8,90	2127	2,47
Κλήθρα	8,77	2097	2,43
Ελατο	7,72	1846	2,15
Τρομώδης	7,40	1768	2,06
Ανθρακας	29,3	7003	8,14
Κοκ	29	6931	8,06
Ξηρή τύρφη	15	3585	4,17	Θέρμανση

Αυτός ο πίνακας δίνει μια ξεχωριστή ιδέα για το μέγιστο δυνατό επίπεδο αυτής της ενέργειας, που συχνά ονομάζεται ειδική θερμότητα καύσης για ξηρά (όταν έχει νόημα να το συζητήσουμε) καύσιμα.

Επίσης, από τις τιμές που παρουσιάζονται στον πίνακα, μπορείτε να προσδιορίσετε πόσο θα αλλάξει η ονομαστική ισχύς του λέβητα ανάλογα με τον τύπο του καυσίμου που χρησιμοποιείται. Έτσι, για παράδειγμα, εάν η ονομαστική ισχύς ενός λέβητα που χρησιμοποιεί μη επεξεργασμένο καφέ άνθρακα είναι 20 kW, τότε εάν χρησιμοποιείται δρυς ως καύσιμο, η ονομαστική ισχύς του ίδιου λέβητα θα μειωθεί στα 17,7 kW.