Palamislämpö

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 6. elokuuta 2016 tarkistetusta versiosta . vahvistus vaatii 21 muokkausta .

Palamislämpö on lämpömäärä, joka vapautuu massan (kiinteille ja nestemäisille aineille) tai tilavuusyksikön (kaasumaisille) palamisen aikana . Se mitataan jouleina tai kaloreina . Polttoaineen massa- tai tilavuusyksikköä kohden palamislämpöä kutsutaan ominaispalolämpöksi . SI-järjestelmässä: J / kg. Myös ei-systeemisiä mittayksiköitä käytetään melko usein: kJ / kg, MJ / kg ja kcal / kg .

Sen mittaamiseen käytetään kalorimetrisiä menetelmiä . Palamislämpö määräytyy palavan aineen kemiallisen koostumuksen mukaan . Palavan aineen sisältämät kemialliset alkuaineet on merkitty hyväksytyillä symboleilla C , H , O , N , S ja tuhka ja vesi - symboleilla A ja W vastaavasti.

Lämpöarvon tyypit

Palamislämpö voidaan suhteuttaa palavan aineen käyttömassaan , toisin sanoen palavaan aineeseen siinä muodossa, jossa se tulee kuluttajalle; aineen kuivamassaan ; aineen palavaan massaan eli palavaan aineeseen, joka ei sisällä kosteutta ja tuhkaa. $Q^{P}$ $Q^{C}$ $Q^{\Gamma }$

Lämpöarvoja on korkeampi ( ) ja pienempi ( ). $Q_{B}$ $Q_{H}$

Korkeampi lämpöarvo ymmärretään lämpömääräksi, joka vapautuu aineen täydellisen palamisen aikana, mukaan lukien vesihöyryn kondensaatiolämpö palamistuotteiden jäähtyessä.

Alempi lämpöarvo vastaa täydellisen palamisen aikana vapautuvaa lämpöä ottamatta huomioon vesihöyryn kondensaatiolämpöä. Vesihöyryn kondensaatiolämpöä kutsutaan myös piileväksi höyrystymislämmöksi (kondensaatio) .

Alempi ja korkeampi lämpöarvo liittyvät suhteeseen: , $Q_{B}=Q_{K}+k(L+9K)$

jossa k on kerroin, joka on 25 kJ/kg (6 kcal/kg); W on palavan aineen veden määrä, % (massasta); H on vedyn määrä palavassa aineessa, % (massasta).

Palamislämmön laskeminen

Näin ollen korkeampi lämpöarvo on se lämmön määrä, joka vapautuu palavan aineen massan tai tilavuuden (kaasun osalta) täydellisessä palamisessa ja palamistuotteiden jäähdyttämisessä kastepistelämpötilaan. Lämpötekniikan laskelmissa bruttolämpöarvoksi otetaan 100 %. Kaasun piilevä palamislämpö on lämpöä, joka vapautuu palamistuotteiden sisältämän vesihöyryn tiivistyessä. Teoriassa se voi nousta 11 prosenttiin.

Käytännössä palamistuotteita ei ole mahdollista jäähdyttää täydelliseen tiivistymiseen, ja siksi otetaan käyttöön nettolämpöarvon (QHp) käsite, joka saadaan vähentämällä korkeammasta lämpöarvosta molempien sisältämien vesihöyryn höyrystymislämpö. aineen ja muodostuu sen palamisen aikana. 1 kg vesihöyryn höyrystämiseen kuluu 2514 kJ/kg (600 kcal/kg). Nestemäisten ja kiinteiden aineiden nettolämpöarvo määritetään kaavoilla (kJ / kg tai kcal / kg):

$Q_{H}^{P}=Q_{B}^{P}-2514\cpiste ((9H^{P}+W^{P})/100)$

tai

$Q_{H}^{P}=Q_{B}^{P}-600\cdot ((9H^{P}+W^{P})/100)$ , jossa:
2514 on höyrystymislämpö 0 °C:ssa ja ilmanpaineessa, kJ/kg; ja - käyttöpolttoaineen vedyn ja vesihöyryn pitoisuus, %; 9 on kerroin, joka osoittaa, että kun 1 kg vetyä poltetaan yhdessä hapen kanssa, muodostuu 9 kg vettä.
$H^{P}$ $W^{P}$

Lämpöarvo on polttoaineen tärkein ominaisuus, sillä se määrittää lämmön määrän, joka saadaan polttamalla 1 kg kiinteää tai nestemäistä polttoainetta tai 1 m³ kaasumaista polttoainetta kJ/kg (kcal/kg). 1 kcal = 4,1868 tai 4,19 kJ.

Nettolämpöarvo määritetään kokeellisesti kullekin aineelle ja se on viitearvo. Se voidaan määrittää myös kiinteille ja nestemäisille materiaaleille, joiden alkuainekoostumus tunnetaan, laskemalla D. I. Mendelejevin kaavan mukaan , kJ / kg tai kcal / kg:

$Q_{H}^{P}=339\cdot C^{P}+1256\cdot H^{P}-109\cdot (O^{P}-S_{L}^{P})-25.14\cdot (9\cdot H^{P}+W^{P})$

tai

$Q_{H}^{P}=81\cpiste C^{P}+246\cpiste H^{P}-26\cpiste (O^{P}+S_{L}^{P})-6\cpiste W^{P}$ , missä:

$C_P$ , , , , on hiilen, vedyn, hapen, haihtuvan rikin ja kosteuden pitoisuus polttoaineen käyttömassassa % (massasta). $H_{P}$ $O_{P}$ $S_{L}^{P}$ $W_{P}$

Vertailevissa laskelmissa käytetään niin kutsuttua vertailupolttoainetta , jonka ominaispalolämpö on 29308 kJ/kg (7000 kcal/kg).

Venäjällä lämpölaskelmat (esimerkiksi lämpökuorman laskenta tilojen räjähdys- ja palovaaraluokan määrittämiseksi [1] ) tehdään yleensä alemman lämpöarvon mukaan; Yhdysvalloissa, Isossa-Britanniassa, Ranskassa - korkeimmillaan. Isossa-Britanniassa ja Yhdysvalloissa ennen metrijärjestelmän käyttöönottoa ominaislämpöarvot mitattiin brittiläisenä lämpöyksikkönä (BTU) paunaa kohti (1 Btu/lb = 2,326 kJ/kg).

Aineet ja materiaalit	Nettolämpöarvo vakiopaineessa , MJ/kg $Q_{H}^{P}$
Bensiini	41,87 [2]
Kerosiini	42,9–43,12 [3]
Paperi (kirjat, aikakauslehdet)	13.4 [4]
Puu (tangot W = 14 %)	13.8 [4]
Luonnonkumi	44,73–44,8 [4]
Polyvinyylikloridi linoleumi	14.31 [4]
Kumi	33.52
Katkokuitu	13.8
Polyeteeni	47,14 [4]
Polystyreeni	39 [4]
Puuvillaa irrotettu	15.7 [4]

Eri lähteistä peräisin olevien maakaasujen korkeimmat lämpöarvot

Kansainvälisen energiajärjestön hankkimat tiedot [5] .

Algeria : 42 000 kJ/m³
Bangladesh : 36 000 kJ/m³
Valko -Venäjä : 33 000 kJ/m³
Iso- Britannia : 39 710 kJ/m³
Vietnam : 45 520 kJ/m³
Kanada : 38 200 kJ/m³
Indonesia : 40 600 kJ/m³
Alankomaat : 33 320 kJ/m³
Norja : 39 877 kJ/m³
Venäjä : 38 231 kJ/m³
Saudi-Arabia : 38 000 kJ/m³
USA : 38 416 kJ/m³
Uzbekistan : 37 889 kJ/m³

Sähkön määrä, joka tarvitaan 100 W:n hehkulampun käyttämiseen 1 vuoden ajan

Alla olevan sähkön tuottamiseen tarvittava polttoainemäärä lasketaan 100 %:n hyötysuhteella lämpöenergian muuntamisessa sähköenergiaksi. Koska useimmat voimalaitokset ja jakelujärjestelmät saavuttavat hyötysuhteen ( COP ) luokkaa 30-35%, 100 W:n hehkulampun todellinen polttoainemäärä on noin kolme kertaa ilmoitettu määrä.

228,5 kg puuta (kosteudessa 20%)
88,5 kg hiiltä (vähätuhkainen antrasiitti)
72,1 kg kerosiinia
79,2 m³ maakaasua (käyttämällä keskiarvoa 40 000 kJ/m³)
63 kg metaania
26 kg vetyä
0,04 g uraania (tässä viitataan ydinketjureaktiossa vapautuvaan energiaan )
1,75 * 10 −5 g antimateriaa (tässä tarkoitamme tuhoamisen aikana vapautuvaa energiaa ).

Muistiinpanot

↑ NPB 105-03
↑ Lämpöarvo Automaattiset sammutusjärjestelmät, sammutuslaitteistot, hälytyssuunnittelu, hälytysten huolto, sprinklerit: sprinklerit ja kastelulaitteet, palohälyttimen asennus, palotarkastus, palonestomaali, pinnoitteet ja koostumukset, palonestokäsittely, rakenteiden palosuojaus, metallirakenteet , paloturvallisuusjärjestelmät, paloluokat , evakuointisuunnitelma, palovaroitin, paloportit, metalliovet, palohälytysjärjestelmät, automaattinen sammutus, palontorjunta, hälytysjärjestelmien asennus . stopfire.ru. Haettu 19. lokakuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 20. lokakuuta 2017. (Venäjän kieli)
↑ GOST 10227-86. Polttoaine suihkumoottoreille. Polttoaine suihkumoottoreille. . www.nge.ru Haettu 19. lokakuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 20. lokakuuta 2017. (määrätön)
↑ 1 2 3 4 5 6 7 Fire Safety Audit LLC (pääsemätön linkki) . pozharaudit.ru. Haettu 19. lokakuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 31. lokakuuta 2017. (määrätön)
↑ Key World Energy Statistics (2005), sivu 59 (linkki ei saatavilla) . Haettu 14. marraskuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 5. joulukuuta 2010. (määrätön)

Kirjallisuus

Fyysinen tietosanakirja
Suuri Neuvostoliiton tietosanakirja
Käsikirja NPB 105-95 "Räjähdys- ja palovaaran tilojen ja rakennusten luokkien määrittäminen" soveltamiseksi