Wie viel Wärme wird beim Verbrennen verschiedener Arten freigesetzt? Thermomaschinen

Die Verbrennungstemperatur von Kohle gilt als Hauptkriterium, um Fehler bei der Brennstoffauswahl zu vermeiden. Die Leistung des Kessels und seine Qualitätsarbeit hängen direkt von diesem Wert ab.

Option zur Temperaturerkennung

Im Winter ist das Thema Beheizung von Wohnräumen besonders relevant. Aufgrund der systematischen Verteuerung von Kühlmitteln müssen die Menschen suchen alternative Möglichkeiten thermische Energieerzeugung.

Der beste Weg, dieses Problem zu lösen, wäre die Auswahl von Festbrennstoffkesseln mit optimaler Leistung Produktionsmerkmale, die Wärme perfekt speichern.

Spezifische Wärme Verbrennung von Kohle ist physikalische Größe, die zeigt, wie viel Wärme bei der vollständigen Verbrennung eines Kilogramms Kraftstoff freigesetzt werden kann. Damit der Kessel lange funktioniert, ist es wichtig, den richtigen Brennstoff dafür auszuwählen. Die spezifische Verbrennungswärme von Kohle ist hoch (22 MJ/kg). dieser Typ Kraftstoff gilt als optimal für effiziente Arbeit Kessel

Eigenschaften und Eigenschaften von Holz

Derzeit besteht die Tendenz, von Anlagen, die auf dem Gasverbrennungsprozess basieren, auf Festbrennstoffheizungssysteme für den Haushalt umzusteigen.

Nicht jeder weiß, dass die Schaffung eines angenehmen Mikroklimas im Haus direkt von der Qualität des gewählten Brennstoffs abhängt. Lassen Sie uns Holz als traditionelles Material hervorheben, das in solchen Heizkesseln verwendet wird.

Unter rauen klimatischen Bedingungen, die durch lange und kalte Winter gekennzeichnet sind, ist es ziemlich schwierig, ein Haus während der gesamten Heizperiode mit Holz zu heizen. Wenn die Lufttemperatur stark sinkt, ist der Besitzer des Kessels gezwungen, ihn bis an den Rand seiner maximalen Leistungsfähigkeit zu nutzen.

Bei der Wahl von Holz als festem Brennstoff entstehen ernsthafte Probleme und Unannehmlichkeiten. Zunächst stellen wir fest, dass die Verbrennungstemperatur von Kohle viel höher ist als die von Holz. Zu den Nachteilen und hohe Geschwindigkeit Verbrennung von Holz, was zu ernsthaften Schwierigkeiten beim Betrieb des Heizkessels führt. Der Besitzer ist gezwungen, die Verfügbarkeit von Brennholz im Feuerraum ständig zu überwachen; für die Heizperiode wird eine ziemlich große Menge davon benötigt.

Kohleoptionen

Die Verbrennungstemperatur ist viel höher, daher ist dieser Brennstoff eine hervorragende Alternative zu herkömmlichem Brennholz. Hervorzuheben sind auch die hervorragende Wärmeübertragungsrate, die Dauer des Verbrennungsprozesses und der geringe Kraftstoffverbrauch. Es gibt verschiedene Kohlesorten, die von den Besonderheiten des Bergbaus sowie der Tiefe des Vorkommens abhängen die Eingeweide der Erde: Stein, Braun, Anthrazit.

Jede dieser Optionen hat ihre eigene besondere Qualitäten und Eigenschaften, die den Einsatz in Festbrennstoffkesseln ermöglichen. Bei Verwendung von Braunkohle ist die Verbrennungstemperatur von Kohle in einem Ofen minimal, da diese eine relativ große Menge verschiedener Verunreinigungen enthält. Was die Wärmeübertragungsindikatoren angeht, ist ihr Wert dem von Holz ähnlich. Die chemische Verbrennungsreaktion ist exotherm, der Heizwert der Kohle ist hoch.

Kohle hat eine Zündtemperatur von 400 Grad. Darüber hinaus ist der Heizwert dieser Kohleart recht hoch, weshalb diese Art von Brennstoff häufig zum Heizen von Wohngebäuden verwendet wird.

Anthrazit hat maximale Effizienz. Zu den Nachteilen dieses Kraftstoffs zählen seine hohen Kosten. Die Verbrennungstemperatur dieser Kohleart erreicht 2250 Grad. Kein fester Brennstoff, der aus dem Erdinneren gewonnen wird, weist einen solchen Indikator auf.

Merkmale eines kohlebefeuerten Ofens

Ein ähnliches Gerät hat Design-Merkmale Dabei handelt es sich um die Pyrolysereaktion von Kohle. gehört nicht zu den Mineralien, es ist ein Produkt menschlicher Aktivität geworden.

Die Verbrennungstemperatur von Kohle beträgt 900 Grad, was mit der Freisetzung ausreichender Wärmeenergie einhergeht. Was ist die Technologie, um solch ein erstaunliches Produkt zu schaffen? Die Essenz liegt in einer bestimmten Verarbeitung des Holzes, durch die es entsteht signifikante Veränderung seine Struktur, die Freisetzung überschüssiger Feuchtigkeit daraus. Ein ähnlicher Vorgang wird in speziellen Öfen durchgeführt. Das Funktionsprinzip solcher Geräte basiert auf dem Pyrolyseverfahren. Ein Holzkohleofen besteht aus vier Grundkomponenten:

• Brennkammern;
• verstärktes Fundament;
• Schornstein;
• Recyclingfach.

Chemischer Prozess

Nach dem Betreten der Kammer kommt es zu einem allmählichen Schwelen des Brennholzes. Dieser Prozess findet statt, weil im Feuerraum eine ausreichende Menge Sauerstoffgas vorhanden ist, das die Verbrennung unterstützt. Beim Glimmprozess wird ausreichend Wärme freigesetzt und überschüssige Flüssigkeit in Dampf umgewandelt.

Der bei der Reaktion freigesetzte Rauch gelangt in den sekundären Verarbeitungsraum, wo er vollständig verbrennt und Wärme freigesetzt wird. erfüllt mehrere wichtige funktionale Aufgaben. Mit seiner Hilfe wird Holzkohle gebildet und eine angenehme Temperatur im Raum aufrechterhalten.

Der Prozess der Gewinnung eines solchen Brennstoffs ist jedoch recht heikel und mit der geringsten Verzögerung ist eine vollständige Verbrennung des Holzes möglich. Es ist notwendig, verkohlte Stücke zu einem bestimmten Zeitpunkt aus dem Ofen zu entfernen.

Anwendung von Holzkohle

Wenn die technologische Kette befolgt wird, erhält man ein hervorragendes Material, das während der Winterheizperiode zur vollständigen Beheizung von Wohnräumen verwendet werden kann. Natürlich wird die Verbrennungstemperatur von Kohle höher sein, aber dieser Brennstoff ist nicht in allen Regionen erschwinglich.

Die Verbrennung von Holzkohle beginnt bei einer Temperatur von 1250 Grad. Beispielsweise wird ein Schmelzofen mit Holzkohle betrieben. Die Flamme, die entsteht, wenn dem Ofen Luft zugeführt wird, schmilzt das Metall leicht.

Optimale Bedingungen für die Verbrennung schaffen

Wegen hohe Temperatur Alle Innenelemente des Ofens bestehen aus speziellen feuerfesten Steinen. Für ihre Installation wird feuerfester Ton verwendet. Beim Erstellen spezielle Bedingungen Es ist durchaus möglich, im Ofen Temperaturen von über 2000 Grad zu erreichen. Jede Kohlesorte hat ihren eigenen Flammpunkt. Nach Erreichen dieses Indikators ist es wichtig, die Zündtemperatur aufrechtzuerhalten, indem dem Feuerraum kontinuierlich überschüssiger Sauerstoff zugeführt wird.

Als Nachteile dieses Verfahrens nennen wir den Wärmeverlust, da ein Teil der freigesetzten Energie durch das Rohr entweicht. Dies führt zu einem Rückgang der Temperatur des Feuerraums. Während experimenteller Studien konnten Wissenschaftler feststellen, dass verschiedene Arten Kraftstoff optimale überschüssige sauerstoff volumen. Dank der Wahl des Luftüberschusses können Sie mit einer vollständigen Verbrennung des Kraftstoffs rechnen. Dadurch können Sie mit minimalen Verlusten an Wärmeenergie rechnen.

Abschluss

Der Vergleichswert eines Kraftstoffs wird anhand seines Brennwerts, gemessen in Kalorien, beurteilt. Unter Berücksichtigung der Eigenschaften der verschiedenen Arten können wir den Schluss ziehen, dass Steinkohle die optimale Feststoffart ist. Viele Besitzer ihrer eigenen Heizsysteme versuchen, Kessel zu verwenden, die mit gemischten Brennstoffen betrieben werden: fest, flüssig, gasförmig.

In dieser Lektion lernen wir, wie man die Wärmemenge berechnet, die Kraftstoff bei der Verbrennung freisetzt. Darüber hinaus betrachten wir die Eigenschaft des Kraftstoffs – die spezifische Verbrennungswärme.

Da unser ganzes Leben auf Bewegung basiert und Bewegung größtenteils auf der Verbrennung von Kraftstoff basiert, ist die Beschäftigung mit diesem Thema für das Verständnis des Themas „Thermische Phänomene“ sehr wichtig.

Nachdem wir die Fragen im Zusammenhang mit der Wärmemenge und der spezifischen Wärmekapazität untersucht haben, gehen wir nun zu deren Betrachtung über Wärmemenge, die beim Verbrennen von Kraftstoff freigesetzt wird.

Definition

Kraftstoff- ein Stoff, der bei einigen Prozessen (Verbrennung, Kernreaktionen) Wärme erzeugt. Ist eine Energiequelle.

Kraftstoff passiert fest, flüssig und gasförmig(Abb. 1).

Reis. 1. Kraftstoffarten

• Zu den festen Brennstoffen gehören Kohle und Torf.
• Zu den flüssigen Brennstoffen gehören Öl, Benzin und andere Erdölprodukte.
• Zu den gasförmigen Brennstoffen gehören Erdgas .
• Unabhängig davon können wir die in letzter Zeit sehr häufig vorkommenden hervorheben Kernbrennstoff .

Die Kraftstoffverbrennung ist ein chemischer Prozess, der oxidativ ist. Bei der Verbrennung verbinden sich Kohlenstoffatome mit Sauerstoffatomen zu Molekülen. Dadurch wird Energie freigesetzt, die der Mensch für seine Zwecke nutzt (Abb. 2).

Reis. 2. Bildung von Kohlendioxid

Zur Charakterisierung des Kraftstoffs wird folgende Kennlinie verwendet: Heizwert. Der Heizwert gibt an, wie viel Wärme bei der Kraftstoffverbrennung freigesetzt wird (Abb. 3). In der Physik entspricht der Brennwert dem Konzept spezifische Verbrennungswärme eines Stoffes.

Reis. 3. Spezifische Verbrennungswärme

Definition

Spezifische Verbrennungswärme- eine den Brennstoff charakterisierende physikalische Größe, die numerisch der Wärmemenge entspricht, die bei der vollständigen Verbrennung des Brennstoffs freigesetzt wird.

Die spezifische Verbrennungswärme wird üblicherweise mit dem Buchstaben angegeben. Einheiten:

Es gibt keine Maßeinheit, da die Kraftstoffverbrennung bei nahezu konstanter Temperatur erfolgt.

Die spezifische Verbrennungswärme wird experimentell mit hochentwickelten Instrumenten bestimmt. Es gibt jedoch spezielle Tabellen zur Lösung von Problemen. Nachfolgend stellen wir die Werte der spezifischen Verbrennungswärme für einige Brennstoffarten vor.

Substanz

Tabelle 4. Spezifische Verbrennungswärme einiger Stoffe

Aus den angegebenen Werten geht hervor, dass bei der Verbrennung eine große Wärmemenge freigesetzt wird, daher werden die Maßeinheiten (Megajoule) und (Gigajoule) verwendet.

Zur Berechnung der bei der Kraftstoffverbrennung freigesetzten Wärmemenge wird die folgende Formel verwendet:

Hier: - Masse des Kraftstoffs (kg), - spezifische Verbrennungswärme des Kraftstoffs ().

Zusammenfassend stellen wir fest, dass der Großteil des von der Menschheit verbrauchten Kraftstoffs mithilfe von Sonnenenergie gespeichert wird. Kohle, Öl, Gas – all das entstand auf der Erde durch den Einfluss der Sonne (Abb. 4).

Reis. 4. Kraftstoffbildung

In der nächsten Lektion werden wir über das Gesetz der Energieerhaltung und -umwandlung in mechanischen und thermischen Prozessen sprechen.

AufführenLiteratur

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2. Peryshkin A.V. Physik 8. - M.: Bustard, 2010.
3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Physik 8. - M.: Aufklärung.

1. Internetportal „festival.1september.ru“ ()
2. Internetportal „school.xvatit.com“ ()
3. Internetportal „stringer46.narod.ru“ ()

Hausaufgaben

Die Tabellen zeigen die massenspezifische Verbrennungswärme von Brennstoffen (flüssig, fest und gasförmig) und einigen anderen brennbaren Materialien. Berücksichtigt wurden folgende Brennstoffe: Kohle, Brennholz, Koks, Torf, Kerosin, Öl, Alkohol, Benzin, Erdgas usw.

Liste der Tabellen:

Bei der exothermen Reaktion der Kraftstoffoxidation wird dessen chemische Energie unter Freisetzung einer bestimmten Wärmemenge in Wärmeenergie umgewandelt. Die dabei entstehende Wärmeenergie wird üblicherweise als Verbrennungswärme des Brennstoffs bezeichnet. Es hängt von seiner chemischen Zusammensetzung und der Luftfeuchtigkeit ab und ist die wichtigste. Die Verbrennungswärme des Brennstoffs pro 1 kg Masse bzw. 1 m 3 Volumen bildet die Masse bzw. volumetrische spezifische Verbrennungswärme.

Die spezifische Verbrennungswärme eines Brennstoffs ist die Wärmemenge, die bei der vollständigen Verbrennung einer Massen- oder Volumeneinheit eines festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffs freigesetzt wird. Im Internationalen Einheitensystem wird dieser Wert in J/kg oder J/m 3 gemessen.

Die spezifische Verbrennungswärme eines Brennstoffs kann experimentell ermittelt oder analytisch berechnet werden. Experimentelle Methoden zur Bestimmung des Brennwerts basieren auf der praktischen Messung der bei der Verbrennung eines Brennstoffs freigesetzten Wärmemenge, beispielsweise in einem Kalorimeter mit Thermostat und einer Verbrennungsbombe. Für Kraftstoff mit bekannt chemische Zusammensetzung Die spezifische Verbrennungswärme kann mit der Mendelejew-Formel bestimmt werden.

Es gibt höhere und niedrigere spezifische Verbrennungswärmen. Der höhere Heizwert entspricht der maximalen Wärmemenge, die bei der vollständigen Verbrennung des Brennstoffs freigesetzt wird, unter Berücksichtigung der Wärme, die bei der Verdampfung der im Brennstoff enthaltenen Feuchtigkeit aufgewendet wird. Die niedrigste Verbrennungswärme ist um die Menge der Kondensationswärme geringer als der höchste Wert, die aus der Feuchtigkeit des Brennstoffs und dem Wasserstoff der organischen Masse entsteht, der bei der Verbrennung in Wasser umgewandelt wird.

Zur Bestimmung von Kraftstoffqualitätsindikatoren sowie bei thermischen Berechnungen Verwenden Sie normalerweise eine niedrigere spezifische Verbrennungswärme, das wichtigste thermische und Leistungsmerkmale Kraftstoff und ist in den folgenden Tabellen aufgeführt.

Spezifische Verbrennungswärme fester Brennstoffe (Kohle, Brennholz, Torf, Koks)

Die Tabelle zeigt die Werte der spezifischen Verbrennungswärme von trockenem Festbrennstoff in der Dimension MJ/kg. Die Kraftstoffe sind in der Tabelle nach Namen und in alphabetischer Reihenfolge sortiert.

Der größte Heizwert Von den betrachteten festen Brennstoffen hat Kokskohle eine spezifische Verbrennungswärme von 36,3 MJ/kg (oder in SI-Einheiten 36,3·10 6 J/kg). Charakteristisch ist außerdem eine hohe Verbrennungswärme Kohle, Anthrazit, Holzkohle und Braunkohle.

Zu den Brennstoffen mit geringer Energieeffizienz gehören Holz, Brennholz, Schießpulver, Torf und Ölschiefer. Beispielsweise beträgt die spezifische Verbrennungswärme von Brennholz 8,4...12,5 und die von Schießpulver nur 3,8 MJ/kg.

Spezifische Verbrennungswärme fester Brennstoffe (Kohle, Brennholz, Torf, Koks)

Kraftstoff
Anthrazit	26,8…34,8
Holzpellets (Pellets)	18,5
Trockenes Brennholz	8,4…11
Trockenes Birkenbrennholz	12,5
Gaskoks	26,9
Knallkoks	30,4
Halbkoks	27,3
Pulver	3,8
Schiefer	4,6…9
Ölschiefer	5,9…15
Fester Raketentreibstoff	4,2…10,5
Torf	16,3
Faseriger Torf	21,8
Gemahlener Torf	8,1…10,5
Torfkrümel	10,8
Braunkohle	13…25
Braunkohle (Briketts)	20,2
Braunkohle (Staub)	25
Donezker Kohle	19,7…24
Holzkohle	31,5…34,4
Kohle	27
Kokskohle	36,3
Kusnezker Kohle	22,8…25,1
Tscheljabinsker Kohle	12,8
Ekibastus-Kohle	16,7
Frestorf	8,1
Schlacke	27,5

Spezifische Verbrennungswärme flüssiger Brennstoffe (Alkohol, Benzin, Kerosin, Öl)

Es wird eine Tabelle mit der spezifischen Verbrennungswärme von flüssigem Kraftstoff und einigen anderen organischen Flüssigkeiten gegeben. Es ist zu beachten, dass Kraftstoffe wie Benzin, Dieselkraftstoff und Öl bei der Verbrennung eine hohe Wärmefreisetzung aufweisen.

Die spezifische Verbrennungswärme von Alkohol und Aceton ist deutlich niedriger als bei herkömmlichen Kraftstoffen. Darüber hinaus hat flüssiger Raketentreibstoff einen relativ niedrigen Heizwert und bei vollständiger Verbrennung von 1 kg dieser Kohlenwasserstoffe wird eine Wärmemenge von 9,2 bzw. 13,3 MJ freigesetzt.

Spezifische Verbrennungswärme flüssiger Brennstoffe (Alkohol, Benzin, Kerosin, Öl)

Kraftstoff	Spezifische Verbrennungswärme, MJ/kg
Aceton	31,4
Benzin A-72 (GOST 2084-67)	44,2
Flugbenzin B-70 (GOST 1012-72)	44,1
Benzin AI-93 (GOST 2084-67)	43,6
Benzol	40,6
Winterdieselkraftstoff (GOST 305-73)	43,6
Sommerdieselkraftstoff (GOST 305-73)	43,4
Flüssiger Raketentreibstoff (Kerosin + flüssiger Sauerstoff)	9,2
Flugkerosin	42,9
Kerosin für Beleuchtung (GOST 4753-68)	43,7
Xylol	43,2
Heizöl mit hohem Schwefelgehalt	39
Heizöl mit niedrigem Schwefelgehalt	40,5
Heizöl mit niedrigem Schwefelgehalt	41,7
Schwefelhaltiges Heizöl	39,6
Methylalkohol (Methanol)	21,1
n-Butylalkohol	36,8
Öl	43,5…46
Methanöl	21,5
Toluol	40,9
Testbenzin (GOST 313452)	44
Ethylenglykol	13,3
Ethylalkohol (Ethanol)	30,6

Spezifische Verbrennungswärme gasförmiger Brennstoffe und brennbarer Gase

Es wird eine Tabelle der spezifischen Verbrennungswärme von gasförmigen Brennstoffen und einigen anderen brennbaren Gasen in der Dimension MJ/kg vorgelegt. Von den betrachteten Gasen weist es die höchste massenspezifische Verbrennungswärme auf. Bei der vollständigen Verbrennung eines Kilogramms dieses Gases werden 119,83 MJ Wärme freigesetzt. Außerdem haben Brennstoffe wie Erdgas einen hohen Heizwert – die spezifische Verbrennungswärme von Erdgas beträgt 41...49 MJ/kg (für reines Gas sind es 50 MJ/kg).

Spezifische Verbrennungswärme von gasförmigen Brennstoffen und brennbaren Gasen (Wasserstoff, Erdgas, Methan)

Kraftstoff	Spezifische Verbrennungswärme, MJ/kg
1-Buten	45,3
Ammoniak	18,6
Acetylen	48,3
Wasserstoff	119,83
Wasserstoff, Mischung mit Methan (50 % H 2 und 50 % CH 4 nach Gewicht)	85
Wasserstoff, Gemisch mit Methan und Kohlenmonoxid (33-33-33 Gew.-%)	60
Wasserstoff, Gemisch mit Kohlenmonoxid (50 % H 2 50 % CO 2 nach Gewicht)	65
Hochofengas	3
Koksofengas	38,5
Flüssiges Kohlenwasserstoffgas LPG (Propan-Butan)	43,8
Isobutan	45,6
Methan	50
n-Butan	45,7
n-Hexan	45,1
n-Pentan	45,4
Begleitgas	40,6…43
Erdgas	41…49
Propadien	46,3
Propan	46,3
Propylen	45,8
Propylen, Gemisch mit Wasserstoff und Kohlenmonoxid (90–9–1 Gew.-%)	52
Ethan	47,5
Ethylen	47,2

Spezifische Verbrennungswärme einiger brennbarer Materialien

Es wird eine Tabelle mit der spezifischen Verbrennungswärme einiger brennbarer Materialien (Holz, Papier, Kunststoff, Stroh, Gummi usw.) bereitgestellt. Zu beachten sind Materialien mit hoher Wärmefreisetzung bei der Verbrennung. Zu diesen Materialien gehören: Gummi verschiedener Art, expandiertes Polystyrol (Schaum), Polypropylen und Polyethylen.

Spezifische Verbrennungswärme einiger brennbarer Materialien

Kraftstoff	Spezifische Verbrennungswärme, MJ/kg
Papier	17,6
Kunstleder	21,5
Holz (Stäbe mit 14 % Feuchtigkeitsgehalt)	13,8
Holz in Stapeln	16,6
Eichenholz	19,9
Fichtenholz	20,3
Holz grün	6,3
Kiefernholz	20,9
Kapron	31,1
Carbolite-Produkte	26,9
Karton	16,5
Styrol-Butadien-Kautschuk SKS-30AR	43,9
Natürliches Gummi	44,8
Synthesekautschuk	40,2
Gummi SKS	43,9
Chloroprenkautschuk	28
Polyvinylchlorid-Linoleum	14,3
Doppelschichtiges Polyvinylchlorid-Linoleum	17,9
Polyvinylchlorid-Linoleum auf Filzbasis	16,6
Warmbasiertes Polyvinylchlorid-Linoleum	17,6
Polyvinylchlorid-Linoleum auf Stoffbasis	20,3
Gummilinoleum (Relin)	27,2
Paraffin-Paraffin	11,2
Schaumkunststoff PVC-1	19,5
Schaumstoff FS-7	24,4
Schaumstoff FF	31,4
Expandiertes Polystyrol PSB-S	41,6
Polyurethanschaum	24,3
Faserplatte	20,9
Polyvinylchlorid (PVC)	20,7
Polycarbonat	31
Polypropylen	45,7
Polystyrol	39
Hochdruck-Polyethylen	47
Niederdruck-Polyethylen	46,7
Gummi	33,5
Ruberoid	29,5
Kanalruß	28,3
Heu	16,7
Stroh	17
Organisches Glas (Plexiglas)	27,7
Textolith	20,9
Tol	16
TNT	15
Baumwolle	17,5
Zellulose	16,4
Wolle und Wollfasern	23,1

Quellen:

1. GOST 147-2013 Fester Mineralbrennstoff. Ermittlung des höheren Heizwertes und Berechnung des unteren Heizwertes.
2. GOST 21261-91 Erdölprodukte. Methode zur Bestimmung des höheren Heizwertes und Berechnung des unteren Heizwertes.
3. GOST 22667-82 Natürliche brennbare Gase. Berechnungsmethode zur Bestimmung des Brennwerts, der relativen Dichte und der Wobbe-Zahl.
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5. Zemsky G. T. Brennbare Eigenschaften anorganischer und organischer Materialien: Nachschlagewerk M.: VNIIPO, 2016 - 970 S.

Zu den Stoffen organischen Ursprungs zählen Brennstoffe, die bei der Verbrennung eine bestimmte Menge Wärmeenergie freisetzen. Die Wärmeerzeugung muss sich durch eine hohe Effizienz und das Fehlen von Nebenwirkungen, insbesondere gesundheits- und umweltschädlichen Stoffen, auszeichnen.

Um das Beladen des Feuerraums zu erleichtern, wird das Holzmaterial in einzelne Elemente mit einer Länge von bis zu 30 cm geschnitten. Um die Effizienz ihrer Nutzung zu erhöhen, muss das Brennholz möglichst trocken sein und der Verbrennungsprozess muss relativ langsam sein. In vielerlei Hinsicht eignet sich Holz aus Harthölzern wie Eiche und Birke, Haselnuss und Esche sowie Weißdorn zum Heizen von Räumen. Aufgrund des hohen Harzgehalts, der erhöhten Brenngeschwindigkeit und des geringen Heizwerts sind Nadelbäume in dieser Hinsicht deutlich unterlegen.

Es versteht sich, dass der Brennwert von der Dichte des Holzes abhängt.

Das natürliches Material pflanzlichen Ursprungs, gewonnen aus Sedimentgestein.

Diese Art von Festbrennstoff enthält Kohlenstoff und andere chemische Elemente. Je nach Alter gibt es eine Einteilung des Materials in Typen. Braunkohle gilt als die jüngste, gefolgt von Steinkohle, und Anthrazit ist älter als alle anderen Arten. Das Alter eines brennbaren Stoffes bestimmt auch seinen Feuchtigkeitsgehalt, der in jungem Material stärker vorhanden ist.

Bei der Verbrennung von Kohle kommt es zu Umweltverschmutzung und es bildet sich Schlacke auf den Kesselrosten, die eine normale Verbrennung gewissermaßen behindert. Auch für die Atmosphäre ist das Vorhandensein von Schwefel im Material ein ungünstiger Faktor, da dieses Element im Luftraum in Schwefelsäure umgewandelt wird.

Allerdings sollten Verbraucher keine Angst um ihre Gesundheit haben. Hersteller dieses Materials, die sich um Privatkunden kümmern, sind bestrebt, den darin enthaltenen Schwefelgehalt zu reduzieren. Der Heizwert von Kohle kann sogar innerhalb derselben Sorte variieren. Der Unterschied hängt von den Eigenschaften der Unterart und ihrem Mineralgehalt sowie der Produktionsgeographie ab. Als fester Brennstoff findet sich nicht nur reine Kohle, sondern auch gering angereicherte Kohleschlacke, gepresst zu Briketts.

Pellets (Brennstoffgranulat) sind feste Brennstoffe, die industriell aus Holz und Pflanzenabfällen hergestellt werden: Hobelspäne, Rinde, Pappe, Stroh.

Das zu Staub zerkleinerte Rohmaterial wird getrocknet und in einen Granulator gegossen, von wo aus es in Form von Granulat einer bestimmten Form austritt. Um der Masse Viskosität zu verleihen, wird ein pflanzliches Polymer, Lignin, verwendet. Komplexität Fertigungsprozess und hohe Nachfrage bestimmen den Preis für Pellets. Das Material wird in speziell ausgestatteten Kesseln verwendet.

Die Brennstoffarten werden je nach Material, aus dem sie verarbeitet werden, bestimmt:

• Rundholz von Bäumen jeglicher Art;
• Stroh;
• Torf;
• Sonnenblumenschale.

Unter den Vorteilen von Brennstoffpellets sind folgende Eigenschaften hervorzuheben:

• Umweltfreundlichkeit;
• Unfähigkeit zur Verformung und Resistenz gegen Pilze;
• einfache Lagerung auch im Freien;
• Gleichmäßigkeit und Dauer der Verbrennung;
• relativ niedrige Kosten;
• Einsatzmöglichkeit für verschiedene Heizgeräte;
• geeignete Granulatgröße für die automatische Beladung in einen speziell ausgestatteten Kessel.

Briketts

Briketts sind feste Brennstoffe, die Pellets in vielerlei Hinsicht ähneln. Für ihre Herstellung werden identische Materialien verwendet: Hackschnitzel, Hobelspäne, Torf, Spelzen und Stroh. Im Produktionsprozess werden die Rohstoffe zerkleinert und durch Kompression zu Briketts geformt. Dieses Material ist auch ein umweltfreundlicher Kraftstoff. Es ist auch darauf bequem zu verstauen draußen. Eine gleichmäßige, gleichmäßige und langsame Verbrennung dieses Brennstoffs kann sowohl in Kaminen und Öfen als auch in Heizkesseln beobachtet werden.

Die oben diskutierten Arten umweltfreundlicher Festbrennstoffe sind eine gute Alternative zur Wärmeerzeugung. Im Vergleich zu fossilen Wärmeenergiequellen, die sich ungünstig auf die Verbrennung auswirken Umfeld Da alternative Kraftstoffe nicht erneuerbar sind, haben sie darüber hinaus klare Vorteile und sind relativ kostengünstig, was für bestimmte Verbrauchergruppen wichtig ist.

Gleichzeitig ist die Brandgefahr solcher Kraftstoffe deutlich höher. Daher ist es notwendig, einige Sicherheitsmaßnahmen hinsichtlich ihrer Lagerung und der Verwendung feuerbeständiger Materialien für Wände zu ergreifen.

Flüssige und gasförmige Brennstoffe

Bei flüssigen und gasförmigen brennbaren Stoffen stellt sich die Situation wie folgt dar.

Jeder weiß, dass der Kraftstoffverbrauch eine große Rolle in unserem Leben spielt. Kraftstoff wird in fast jeder Industrie verwendet moderne Industrie. Besonders häufig werden aus Öl gewonnene Kraftstoffe verwendet: Benzin, Kerosin, Dieselkraftstoff und andere. Es werden auch brennbare Gase (Methan und andere) verwendet.

Woher kommt die Brennstoffenergie?

Es ist bekannt, dass Moleküle aus Atomen bestehen. Um ein Molekül (z. B. ein Wassermolekül) in seine Atome zu zerlegen, muss Energie aufgewendet werden (um die Anziehungskräfte der Atome zu überwinden). Experimente zeigen, dass bei der Verbindung von Atomen zu einem Molekül (das passiert bei der Verbrennung von Kraftstoff) im Gegenteil Energie freigesetzt wird.

Wie Sie wissen, gibt es auch Kernbrennstoff, aber darüber werden wir hier nicht sprechen.

Beim Verbrennen von Kraftstoff wird Energie freigesetzt. Am häufigsten handelt es sich dabei um Wärmeenergie. Experimente zeigen, dass die freigesetzte Energiemenge direkt proportional zur verbrannten Kraftstoffmenge ist.

Spezifische Verbrennungswärme

Um diese Energie zu berechnen, wird eine physikalische Größe verwendet, die als spezifische Verbrennungswärme des Kraftstoffs bezeichnet wird. Die spezifische Verbrennungswärme eines Kraftstoffs gibt an, wie viel Energie bei der Verbrennung einer Kraftstoffeinheit freigesetzt wird.

Es wird mit dem lateinischen Buchstaben q bezeichnet. Im SI-System ist die Maßeinheit für diese Größe J/kg. Beachten Sie, dass jeder Brennstoff seine eigene spezifische Verbrennungswärme hat. Dieser Wert wurde für fast alle Kraftstoffarten gemessen und wird bei der Problemlösung aus Tabellen ermittelt.

Beispielsweise beträgt die spezifische Verbrennungswärme von Benzin 46.000.000 J/kg, Kerosin ist gleich, Ethylalkohol 27.000.000 J/kg. Es ist leicht zu verstehen, dass die bei der Verbrennung von Kraftstoff freigesetzte Energie gleich dem Produkt aus der Masse dieses Kraftstoffs und der spezifischen Verbrennungswärme des Kraftstoffs ist:

Schauen wir uns Beispiele an

Schauen wir uns ein Beispiel an. 10 Gramm Ethylalkohol brannten in einer Alkohollampe in 10 Minuten. Finden Sie die Leistung der Alkohollampe.

Lösung. Lassen Sie uns die Wärmemenge ermitteln, die bei der Verbrennung von Alkohol freigesetzt wird:

Q = q*m; Q = 27.000.000 J/kg * 10 g = 27.000.000 J/kg * 0,01 kg = 270.000 J.

Lassen Sie uns die Leistung der Alkohollampe ermitteln:

N = Q / t = 270.000 J / 10 min = 270.000 J / 600 s = 450 W.

Schauen wir uns ein komplexeres Beispiel an. Eine mit Wasser der Masse m2 gefüllte Aluminiumpfanne der Masse m1 wurde mit einem Kerosinofen von der Temperatur t1 auf die Temperatur t2 (0 °C) erhitzt< t1 < t2

Lösung.

Lassen Sie uns die Wärmemenge ermitteln, die Aluminium aufnimmt:

Q1 = c1 * m1 * (t1 t2);

Lassen Sie uns die vom Wasser aufgenommene Wärmemenge ermitteln:

Q2 = c2 * m2 * (t1 t2);

Lassen Sie uns die Wärmemenge ermitteln, die ein Topf mit Wasser aufnimmt:

Lassen Sie uns die Wärmemenge ermitteln, die von verbranntem Benzin abgegeben wird:

Q4 = Q3 / k * 100 = (Q1 + Q2) / k * 100 =

(c1 * m1 * (t1 t2) + c2 * m2 * (t1 t2)) / k * 100;