Теплота сгорания топлива

Тепловым эффектом реакции горения, или теплотой сгорания топлива, называется количество тепла, выраженное в ккал или МДж, которое выделяется при полном сгорании 1 кг твердого или жидкого топлива или 1 м³ газа при температуре О^оС и давлении 0,1013 МПа (760 мм рт. ст.). В общем случае теплоту сгорания топлив определяют экспериментально с помощью калориметра.

Различают высшую Q_в и низшую Q_н теплоту сгорания топлива. Высшая теплота сгорания соответствует условиям, при которых водяные пары, образующиеся при реакциях горения, доводятся за счет охлаждения до жидкого состояния (например, в низкотемпературных контактных нагревателях воды). В практических условиях сжигания топлив водяные пары, содержащиеся в продуктах сгорания, как правило, не конденсируются и вместе с ними отводятся в атмосферу.

Количество тепла, которое выделяется при полном сгорании 1 кг твердого или жидкого или 1 м³ газового топлива, за вычетом тепла парообразования водяных паров, образующихся при горении, называется низшей теплотой сгорания.

Соотношене между высшей и низшей теплотой сгорания можно написать в следующем виде:

Q_н^р = Q_в^р – G_H2Оλ_п,

где G_H2О - масса влаги, содержащейся в 1 кг топлива, и влаги, образующейся в результате горения водорода топлива,

G_Н2О = 0,01(9Н^р + W^р),

а λ_п - теплота парообразования, условно принимаемая равной 2,51 МДж/кг.

При отсутствии опытных данных для приближенного расчета (с достаточной для технических расчетов точностью) теплоты сгорания твердого и жидкого топлива Q_н^р, МДж/кг, пользуются формулой Д.И. Менделеева:

Q_н^р = 0,339 С^р + 1,03Н^р – 0,109 (О^р – S_ор+п^р) – 0,025W^р,

или в ккал/кг

Q_н^р = 81С^р + 246Н^р – 26(О^р – S_ор+п^р) - 6W^р,

в которой коэффициенты подобраны экспериментально и несколько отличаются от теплот сгорания отдельных горючих элементов, входящих в состав топлива.

Низшую теплоту сгорания сухого газообразного топлива в МДж/м³ при отсутствии экспериментальных данных определяют как сумму теплот сгорания горючих газов, входящих в его состав, по формуле:

Q_н^с = 0,01(Q_CН4СН₄ + Q_C2Н6С₂Н₆ + Q_С3Н8С₃Н₈ + Q_С4Н10С₄Н₁₀ + …),

где СН₄, С₂Н₆ и т.д. – содержание горючих газов в сухом газовом топливе, в % по объему;

Q_СН4, Q_C2Н6 и т.д. – низшая теплота сгорания соответствующих газов, МДж/м³.

Значения высшей теплоты сгорания для твердого и жидкого топлива приведены в табл.1.1. Высшая и низшая теплоты сгорания газов, входящих в состав газообразного топлива, приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.1

Элементарный химический состав горючей массы различных видов твердого и жидкого топлива и их теплота сгорания

Таблица 1.2.

Характеристика индивидуальных газов, входящих в состав газообразного топлива