Теплота сгорания газов

Количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании единицы массы или объема газов, называется теплотой сгорания газов.

Все горючие вещества располагают внутренней, химически связанной энергией, которая выделяется в виде теплоты при окислении и называется теплотой реакции. Если отнести теплоту реакции к единице количества горючего вещества, то получим теплоту сгорания или теплотворную способность горючего газа. Различают высшую теплоту сгорания Q_в и низшую Q_н. Они отличаются друг от друга состоянием водяных паров, выделяющихся в результате полного сгорания газового топлива.

Высшую теплоту сгорания мы получаем в том случае, если при полном сгорании газового топлива продукты сгорания охлаждаются до 25 ⁰ С и пары воды при этом конденсируются, т.е. переходят в жидкое состояние, отдавая ей свое тепло.

В реальных условиях сжигания топлива, водяные пары, выделяющиеся в результате окисления горючего содержатся в продуктах сгорания и находятся там в газообразном состоянии. В этом случае мы имеем дело с низшей теплотой сгорания.

Следовательно высшая теплота сгорания Q_в отличается от низшей Q_н на величину теплоты конденсации паров воды, образовавшихся при окислении водорода, содержащегося в газовом топливе. Эта теплота конденсации при температуре 25 ⁰ С будет равна:

кДж / м ³; кДж / кг;

Если обозначить количество влаги в продуктах сгорания 1 м ³ газа при нормальных условиях через , тогда:

,

где высшая теплота сгорания 1 м ³ газа при нормальных условиях, кДж / м ³; низшая теплота сгорания 1 м ³ газа при нормальных условиях, кДж / м ³; количество теплоты, выделившееся при конденсации водяных паров, кДж / м ³; количество влаги, образовавшееся в продуктах сгорания 1 м ³ газа при нормальных условиях.

Высшая и низшая теплота сгорания могут измеряться при помощи калориметров различных конструкций.

В течение последних были разработаны котельные установки и газовые нагреватели, в которых помимо низшей теплоты сгорания использовалась и часть теплоты конденсации. В действительности же используемая дополнительная теплота конденсации и приведет к увеличению значений КПД.

Значения высшей и низшей теплоты сгорания сухих газовых смесей могут быть определены, зная состав газовой смеси и теплоту сгорания каждого компонента, по следующей формуле:

где y ₁, y ₂, … y_n – объемные (молярные, массовые) доли компонентов;

Q ₁, Q _2, … Q_n – высшая или низшая теплота сгорания отдельных компонентов входящих в газовую смесь при нормальных условиях (t = 0 ⁰ C; Р = 101.3 кПа).

Поиск по сайту: