(चित्र 14.1 - कैलोरी मान
ईंधन क्षमता)

विभिन्न प्रकार के ईंधन के ऊष्मीय मान (दहन की विशिष्ट ऊष्मा) पर ध्यान दें, संकेतकों की तुलना करें। ईंधन का ऊष्मीय मान 1 किलो के द्रव्यमान या 1 m³ (1 l) की मात्रा के साथ ईंधन के पूर्ण दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा को दर्शाता है। सबसे सामान्य कैलोरी मान को J/kg (J/m³; J/L) में मापा जाता है। ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा जितनी अधिक होगी, उसकी खपत उतनी ही कम होगी। इसलिए, कैलोरी मान ईंधन की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं में से एक है।

प्रत्येक प्रकार के ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा निर्भर करती है:

• इसके दहनशील घटकों (कार्बन, हाइड्रोजन, वाष्पशील दहनशील सल्फर, आदि) से।
• इसकी नमी और राख सामग्री से।

तालिका 4 - विभिन्न ऊर्जा वाहकों के दहन की विशिष्ट ऊष्मा, लागतों का तुलनात्मक विश्लेषण.
ऊर्जा वाहक का प्रकार	कैलोरी मान				बड़ा पदार्थ घनत्व (ρ = एम / वी)	यूनिट मूल्य संदर्भ ईंधन	कोएफ़. उपयोगी क्रिया (दक्षता) सिस्टम गरम करना, %	प्रति कीमत 1 किलोवाट	लागू सिस्टम
	एमजे		किलोवाट
	(1 एमजे = 0.278 किलोवाट)
बिजली	-		1.0 किलोवाट		-	3.70 रगड़। प्रति kWh	98%	3.78 रूबल	हीटिंग, गर्म पानी की आपूर्ति (डीएचडब्ल्यू), एयर कंडीशनिंग, खाना बनाना
मीथेन (सीएच4, तापमान क्वथनांक: -161.6 डिग्री सेल्सियस)	39.8 एमजे / एम³		11.1 kWh/m³		0.72 किग्रा / मी³	5.20 रगड़। प्रति वर्ग मीटर	94%	0.50 रगड़।
प्रोपेन (C3H8, तापमान क्वथनांक: -42.1 डिग्री सेल्सियस)	46,34 एमजे/किग्रा	23,63 एमजे/एल	12,88 किलोवाट/किग्रा	6,57 केडब्ल्यूएच/ली	0.51 किग्रा/ली	18.00 रगड़। बड़ा कमरा	94%	2.91 रगड़।	हीटिंग, गर्म पानी की आपूर्ति (डीएचडब्ल्यू), खाना पकाने, बैकअप और स्थायी बिजली की आपूर्ति, स्वायत्त सेप्टिक टैंक (सीवरेज), आउटडोर इन्फ्रारेड हीटर, आउटडोर बारबेक्यू, फायरप्लेस, सौना, डिजाइनर लाइटिंग
बुटान C4H10, तापमान क्वथनांक: -0.5 डिग्री सेल्सियस)	47,20 एमजे/किग्रा	27,38 एमजे/एल	13,12 किलोवाट/किग्रा	7,61 केडब्ल्यूएच/ली	0.58 किग्रा/ली	14.00 रगड़। बड़ा कमरा	94%	1.96 रगड़।	हीटिंग, गर्म पानी की आपूर्ति (डीएचडब्ल्यू), खाना पकाने, बैकअप और स्थायी बिजली की आपूर्ति, स्वायत्त सेप्टिक टैंक (सीवरेज), आउटडोर इन्फ्रारेड हीटर, आउटडोर बारबेक्यू, फायरप्लेस, सौना, डिजाइनर लाइटिंग
प्रोपेन ब्यूटेन (एलपीजी - द्रवीभूत हाइड्रोकार्बन गैस)	46,8 एमजे/किग्रा	25,3 एमजे/एल	13,0 किलोवाट/किग्रा	7,0 केडब्ल्यूएच/ली	0.54 किग्रा/ली	16.00 रगड़। बड़ा कमरा	94%	2.42 रूबल	हीटिंग, गर्म पानी की आपूर्ति (डीएचडब्ल्यू), खाना पकाने, बैकअप और स्थायी बिजली की आपूर्ति, स्वायत्त सेप्टिक टैंक (सीवरेज), आउटडोर इन्फ्रारेड हीटर, आउटडोर बारबेक्यू, फायरप्लेस, सौना, डिजाइनर लाइटिंग
डीजल ईंधन	42,7 एमजे/किग्रा		11,9 किलोवाट/किग्रा		0.85 किग्रा/ली	30.00 रगड़। प्रति किलो	92%	2.75 रगड़।	हीटिंग (पानी गर्म करना और बिजली पैदा करना बहुत महंगा है)
लकड़ी (सन्टी, आर्द्रता - 12%)	15,0 एमजे/किग्रा		4,2 किलोवाट/किग्रा		0.47-0.72 किग्रा / डीएम³	3.00 रगड़। प्रति किलो	90%	0.80 रगड़।	ताप (भोजन पकाने में असुविधाजनक, गर्म पानी प्राप्त करना लगभग असंभव)
कोयला	22,0 एमजे/किग्रा		6,1 किलोवाट/किग्रा		1200-1500 किग्रा / मी³	7.70 रगड़। प्रति किलो	90%	1.40 रगड़।	गरम करना
MAPP गैस (तरलीकृत पेट्रोलियम गैस का मिश्रण - मिथाइल एसिटिलीन-प्रोपाडीन के साथ 56% - 44%)	89,6 एमजे/किग्रा		24,9 kWh/m³		0.1137 किग्रा / डीएम³	-आर। प्रति वर्ग मीटर	0%		हीटिंग, गर्म पानी की आपूर्ति (डीएचडब्ल्यू), खाना पकाने, बैकअप और स्थायी बिजली की आपूर्ति, स्वायत्त सेप्टिक टैंक (सीवरेज), आउटडोर इन्फ्रारेड हीटर, आउटडोर बारबेक्यू, फायरप्लेस, सौना, डिजाइनर लाइटिंग

(चित्र 14.2 - दहन की विशिष्ट ऊष्मा)

तालिका के अनुसार "विभिन्न ऊर्जा वाहकों का विशिष्ट कैलोरी मान, लागत का तुलनात्मक विश्लेषण", प्रोपेन-ब्यूटेन (तरलीकृत हाइड्रोकार्बन गैस) आर्थिक लाभ और केवल प्राकृतिक गैस (मीथेन) के उपयोग की संभावनाओं में हीन है। हालांकि, मुख्य गैस की लागत में अपरिहार्य वृद्धि की प्रवृत्ति पर ध्यान दिया जाना चाहिए, जिसे आज काफी कम करके आंका गया है। विश्लेषकों ने उद्योग के अपरिहार्य पुनर्गठन की भविष्यवाणी की है, जिससे प्राकृतिक गैस की कीमत में उल्लेखनीय वृद्धि होगी, शायद डीजल ईंधन की लागत से भी अधिक।

इस प्रकार, तरलीकृत पेट्रोलियम गैस, जिसकी लागत लगभग अपरिवर्तित रहेगी, अत्यंत आशाजनक बनी हुई है - स्वायत्त गैसीकरण प्रणालियों के लिए इष्टतम समाधान।

थर्मल मशीनऊष्मप्रवैगिकी में, ये समय-समय पर ताप इंजन और रेफ्रिजरेटिंग मशीन (थर्मोकंप्रेसर) संचालित कर रहे हैं। विभिन्न प्रकार की प्रशीतन मशीनें हीट पंप हैं।

वे उपकरण जो ईंधन की आंतरिक ऊर्जा के कारण यांत्रिक कार्य करते हैं, कहलाते हैं हीट इंजन (हीट इंजन)।ऊष्मा इंजन के संचालन के लिए निम्नलिखित घटक आवश्यक हैं: 1) उच्च तापमान स्तर t1, 2) के साथ ऊष्मा स्रोत कम तापमान स्तर t2, 3) एक कार्यशील तरल पदार्थ। दूसरे शब्दों में: किसी भी ऊष्मा इंजन (हीट इंजन) से मिलकर बनता है हीटर, कूलर और काम करने का माध्यम .

जैसा काम करने वाला शरीरगैस या भाप का उपयोग किया जाता है, क्योंकि वे अत्यधिक संकुचित होते हैं, और इंजन के प्रकार के आधार पर, ईंधन (गैसोलीन, मिट्टी का तेल), जल वाष्प, आदि हो सकते हैं। हीटर एक निश्चित मात्रा में ऊष्मा (Q1) को कार्यशील द्रव में स्थानांतरित करता है। और इस आंतरिक ऊर्जा के कारण इसकी आंतरिक ऊर्जा बढ़ जाती है, यांत्रिक कार्य (A) किया जाता है, फिर कार्यशील द्रव रेफ्रिजरेटर (Q2) को एक निश्चित मात्रा में ऊष्मा देता है और प्रारंभिक तापमान तक ठंडा हो जाता है। वर्णित योजना इंजन संचालन चक्र का प्रतिनिधित्व करती है और सामान्य है; वास्तविक इंजनों में, विभिन्न उपकरण हीटर और रेफ्रिजरेटर की भूमिका निभा सकते हैं। पर्यावरण एक रेफ्रिजरेटर के रूप में काम कर सकता है।

चूंकि इंजन में काम कर रहे तरल पदार्थ की ऊर्जा का हिस्सा रेफ्रिजरेटर में स्थानांतरित हो जाता है, यह स्पष्ट है कि हीटर से प्राप्त होने वाली सभी ऊर्जा काम करने के लिए नहीं जाती है। क्रमश, क्षमताइंजन (दक्षता) किए गए कार्य के अनुपात के बराबर है (ए) हीटर से प्राप्त गर्मी की मात्रा (क्यू 1):

आंतरिक दहन इंजन (आईसीई)

आंतरिक दहन इंजन (ICE) दो प्रकार के होते हैं: कैब्युरटरतथा डीज़ल. एक कार्बोरेटर इंजन में, एक विशेष उपकरण में इंजन के बाहर काम करने वाला मिश्रण (हवा के साथ ईंधन का मिश्रण) तैयार किया जाता है और इससे इंजन में प्रवेश होता है। डीजल इंजन में, इंजन में ही ईंधन मिश्रण तैयार किया जाता है।

ICE के होते हैं सिलेंडर , जिसमें यह चलता है पिस्टन ; सिलेंडर है दो वाल्व जिसमें से एक के माध्यम से दहनशील मिश्रण को सिलेंडर में डाला जाता है, और दूसरे के माध्यम से, सिलेंडर से निकास गैसें निकलती हैं। पिस्टन का उपयोग क्रैंक तंत्र के साथ जुड़ता है क्रैंकशाफ्ट , जो पिस्टन के ट्रांसलेशनल मूवमेंट के दौरान रोटेशन में आता है। सिलेंडर एक टोपी के साथ बंद है।

आंतरिक दहन इंजन के संचालन के चक्र में शामिल हैं चार बार: सेवन, संपीड़न, स्ट्रोक, निकास। सेवन के दौरान, पिस्टन नीचे चला जाता है, सिलेंडर में दबाव कम हो जाता है, और एक दहनशील मिश्रण (कार्बोरेटर इंजन में) या हवा (डीजल इंजन में) वाल्व के माध्यम से इसमें प्रवेश करती है। इस समय वाल्व बंद रहता है। दहनशील मिश्रण के इनलेट के अंत में, वाल्व बंद हो जाता है।

दूसरे स्ट्रोक के दौरान, पिस्टन ऊपर जाता है, वाल्व बंद हो जाते हैं, और काम करने वाला मिश्रण या हवा संकुचित हो जाती है। इसी समय, गैस का तापमान बढ़ जाता है: कार्बोरेटर इंजन में दहनशील मिश्रण 300-350 डिग्री सेल्सियस तक गर्म होता है, और डीजल इंजन में हवा 500-600 डिग्री सेल्सियस तक होती है। संपीड़न स्ट्रोक के अंत में, कार्बोरेटर इंजन में एक चिंगारी कूदती है, और दहनशील मिश्रण प्रज्वलित होता है। एक डीजल इंजन में, ईंधन को सिलेंडर में इंजेक्ट किया जाता है और परिणामस्वरूप मिश्रण स्वतः ही प्रज्वलित हो जाता है।

जब दहनशील मिश्रण को जलाया जाता है, तो गैस फैलती है और यांत्रिक कार्य करते हुए पिस्टन और उससे जुड़े क्रैंकशाफ्ट को धक्का देती है। इससे गैस ठंडी हो जाती है।

जब पिस्टन अपने निम्नतम बिंदु पर पहुँचता है, तो उसमें दबाव कम हो जाएगा। जब पिस्टन ऊपर जाता है, तो वाल्व खुलता है और निकास गैस निकलती है। इस चक्र के अंत में, वाल्व बंद हो जाता है।

भाप का टर्बाइन

भाप का टर्बाइनएक शाफ्ट पर घुड़सवार डिस्क का प्रतिनिधित्व करता है जिस पर ब्लेड तय होते हैं। भाप ब्लेड में प्रवेश करती है। 600 डिग्री सेल्सियस तक गर्म भाप को नोजल में भेजा जाता है और उसमें फैलता है। जब भाप का विस्तार होता है, तो इसकी आंतरिक ऊर्जा भाप जेट की निर्देशित गति की गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। भाप का एक जेट नोजल से टरबाइन ब्लेड में प्रवेश करता है और अपनी गतिज ऊर्जा का कुछ हिस्सा उनमें स्थानांतरित करता है, जिससे टरबाइन घूमने लगती है। टर्बाइन में आमतौर पर कई डिस्क होती हैं, जिनमें से प्रत्येक को भाप ऊर्जा का एक हिस्सा प्राप्त होता है। डिस्क का रोटेशन शाफ्ट को प्रेषित किया जाता है, जिससे विद्युत प्रवाह जनरेटर जुड़ा होता है।

जब एक ही द्रव्यमान के विभिन्न ईंधनों को जलाया जाता है, तो अलग-अलग मात्रा में ऊष्मा निकलती है। उदाहरण के लिए, यह सर्वविदित है कि प्राकृतिक गैस जलाऊ लकड़ी की तुलना में एक ऊर्जा-कुशल ईंधन है। इसका मतलब यह है कि उतनी ही गर्मी प्राप्त करने के लिए, जलाऊ लकड़ी का द्रव्यमान प्राकृतिक गैस के द्रव्यमान से काफी अधिक होना चाहिए। नतीजतन, ऊर्जा के दृष्टिकोण से विभिन्न प्रकार के ईंधन को एक मात्रा के रूप में जाना जाता है जिसे कहा जाता है ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा .

ईंधन का विशिष्ट ताप मूल्य- एक भौतिक मात्रा जो दिखाती है कि 1 किलो वजन वाले ईंधन के पूर्ण दहन के दौरान कितनी गर्मी निकलती है।

दहन की विशिष्ट ऊष्मा को अक्षर द्वारा निरूपित किया जाता है क्यू , इसकी इकाई है 1 जे/किग्रा.

विशिष्ट ऊष्मा का मान प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जाता है। दहन की उच्चतम विशिष्ट ऊष्मा है हाइड्रोजन , सबसे छोटा - पाउडर .

तेल के दहन की विशिष्ट ऊष्मा 4.4*10 7J/kg है। इसका मतलब है कि 1 किलो तेल के पूर्ण दहन के साथ, गर्मी की मात्रा 4.4 * 10 7 J निकलती है। सामान्य स्थिति में, यदि ईंधन का द्रव्यमान बराबर है एम , तो इसके पूर्ण दहन के दौरान जारी ऊष्मा Q की मात्रा ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा के गुणनफल के बराबर होती है क्यू इसके वजन के लिए:

क्यू = क्यूएम.

कक्षा 8 . में भौतिकी के एक पाठ का सारांश "हीट मशीनें। बर्फ। विशिष्ट कैलोरी मान"।

मानव जाति ने अपने विकास के क्रम में विभिन्न प्रकार के ईंधन को जलाकर तापीय ऊर्जा प्राप्त करना सीख लिया है। सबसे सरल उदाहरण लकड़ी से बनी आग है, जिसे आदिम लोगों द्वारा जलाया गया था, और तब से पीट, कोयला, गैसोलीन, तेल, प्राकृतिक गैस सभी प्रकार के ईंधन हैं, जिन्हें जलाने से व्यक्ति को तापीय ऊर्जा प्राप्त होती है। तो दहन की विशिष्ट ऊष्मा क्या है?

दहन के दौरान गर्मी कहाँ से आती है?

ईंधन के दहन की प्रक्रिया अपने आप में एक रासायनिक, ऑक्सीडेटिव प्रतिक्रिया है। अधिकांश ईंधन में बड़ी मात्रा में कार्बन सी, हाइड्रोजन एच, सल्फर एस और अन्य पदार्थ होते हैं। दहन के दौरान, सी, एच, और एस परमाणु ओ 2 ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ मिलते हैं, जिसके परिणामस्वरूप सीओ, सीओ 2, एच 2 ओ, एसओ 2 अणु होते हैं। इस मामले में, बड़ी मात्रा में तापीय ऊर्जा निकलती है, जिसे लोगों ने अपने उद्देश्यों के लिए उपयोग करना सीख लिया है।

चावल। 1. ईंधन के प्रकार: कोयला, पीट, तेल, गैस।

गर्मी मुक्त करने में मुख्य योगदान कार्बन सी द्वारा किया जाता है। दूसरा सबसे बड़ा योगदान हाइड्रोजन एच द्वारा किया जाता है।

चावल। 2. कार्बन परमाणु ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ प्रतिक्रिया करते हैं।

दहन की विशिष्ट ऊष्मा क्या है?

दहन q की विशिष्ट ऊष्मा 1 किलो ईंधन के पूर्ण दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा के बराबर एक भौतिक मात्रा है।

दहन की विशिष्ट ऊष्मा का सूत्र इस प्रकार है:

$$q=(Q \ over m)$$

Q ईंधन के दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा है, J;

मी ईंधन का द्रव्यमान है, किग्रा।

SI इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली में q की इकाई J/kg है।

$$[q]=(J \ over kg)$$

क्यू के बड़े मूल्यों को निरूपित करने के लिए, ऊर्जा की ऑफ-सिस्टम इकाइयों का अक्सर उपयोग किया जाता है: किलोजूल (केजे), मेगाजूल (एमजे) और गीगाजूल (जीजे)।

विभिन्न पदार्थों के लिए q मान प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किए जाते हैं।

q को जानकर, हम ऊष्मा Q की मात्रा की गणना कर सकते हैं, जो m द्रव्यमान के ईंधन के दहन के परिणामस्वरूप होगी:

दहन की विशिष्ट ऊष्मा को कैसे मापा जाता है?

क्यू को मापने के लिए, कैलोरीमीटर नामक उपकरणों का उपयोग किया जाता है (कैलोर - गर्मी, मीटरो - माप)।

उपकरण के अंदर ईंधन के एक हिस्से के साथ एक कंटेनर जला दिया जाता है। कंटेनर को एक ज्ञात द्रव्यमान के साथ पानी में रखा जाता है। दहन के परिणामस्वरूप, जारी गर्मी पानी को गर्म करती है। पानी के द्रव्यमान का मान और उसके तापमान में परिवर्तन हमें दहन की गर्मी की गणना करने की अनुमति देता है। अगला, q उपरोक्त सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है।

चावल। 3. दहन की विशिष्ट ऊष्मा का मापन।

क्यू मान कहां खोजें

विशिष्ट प्रकार के ईंधन के लिए दहन की विशिष्ट ऊष्मा के मूल्यों की जानकारी तकनीकी संदर्भ पुस्तकों में या इंटरनेट संसाधनों पर उनके इलेक्ट्रॉनिक संस्करणों में पाई जा सकती है। उन्हें आमतौर पर इस तरह एक तालिका के रूप में प्रस्तुत किया जाता है:

दहन की विशिष्ट ऊष्मा, q

खोजे गए, आधुनिक प्रकार के ईंधन के संसाधन सीमित हैं। इसलिए, भविष्य में उन्हें अन्य ऊर्जा स्रोतों से बदल दिया जाएगा:

• परमाणु, परमाणु प्रतिक्रियाओं की ऊर्जा का उपयोग करना;
• सौर, सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा को ऊष्मा और बिजली में परिवर्तित करना;
• हवा;
• भूतापीय, प्राकृतिक गर्म झरनों की गर्मी का उपयोग करते हुए।

हमने क्या सीखा?

इसलिए, हमने सीखा है कि ईंधन के दहन के दौरान बहुत अधिक ऊष्मा क्यों निकलती है। ईंधन के एक निश्चित द्रव्यमान m के दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा की गणना करने के लिए, q का मान जानना आवश्यक है - इस ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा। क्यू मान प्रयोगात्मक रूप से कैलोरीमेट्री विधियों द्वारा निर्धारित किए गए थे और संदर्भ पुस्तकों में दिए गए हैं।

विषय प्रश्नोत्तरी

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इस पाठ में, हम सीखेंगे कि दहन के दौरान ईंधन से निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा की गणना कैसे की जाती है। इसके अलावा, ईंधन की विशेषताओं पर विचार करें - दहन की विशिष्ट गर्मी।

चूंकि हमारा पूरा जीवन गति पर आधारित है, और आंदोलन ज्यादातर ईंधन के दहन पर आधारित है, इस विषय का अध्ययन "थर्मल घटना" विषय को समझने के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।

गर्मी की मात्रा और विशिष्ट ताप क्षमता से संबंधित मुद्दों का अध्ययन करने के बाद, हम विचार की ओर मुड़ते हैं ईंधन के दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा.

परिभाषा

ईंधन- एक पदार्थ जो कुछ प्रक्रियाओं (दहन, परमाणु प्रतिक्रिया) में गर्मी छोड़ता है। ऊर्जा का स्रोत है।

ईंधन होता है ठोस, तरल और गैसीय(चित्र एक)।

चावल। 1. ईंधन के प्रकार

• ठोस ईंधन हैं कोयला और पीट.
• तरल ईंधन हैं तेल, गैसोलीन और अन्य पेट्रोलियम उत्पाद.
• गैसीय ईंधन में शामिल हैं प्राकृतिक गैस.
• अलग-अलग, कोई हाल ही में एक बहुत ही आम बात कर सकता है परमाणु ईंधन.

ईंधन का दहन एक रासायनिक प्रक्रिया है जो ऑक्सीडेटिव है। दहन के दौरान, कार्बन परमाणु ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ मिलकर अणु बनाते हैं। नतीजतन, ऊर्जा जारी की जाती है, जिसे एक व्यक्ति अपने उद्देश्यों के लिए उपयोग करता है (चित्र 2)।

चावल। 2. कार्बन डाइऑक्साइड का निर्माण

ईंधन को चिह्नित करने के लिए, इस तरह की विशेषता का उपयोग किया जाता है: कैलोरी मान. ऊष्मीय मान दर्शाता है कि ईंधन के दहन के दौरान कितनी ऊष्मा निकलती है (चित्र 3)। कैलोरीफिक भौतिकी में, अवधारणा मेल खाती है किसी पदार्थ के दहन की विशिष्ट ऊष्मा.

चावल। 3. दहन की विशिष्ट ऊष्मा

परिभाषा

दहन की विशिष्ट ऊष्मा- ईंधन को दर्शाने वाली भौतिक मात्रा संख्यात्मक रूप से उस ऊष्मा की मात्रा के बराबर होती है जो ईंधन के पूर्ण दहन के दौरान निकलती है।

दहन की विशिष्ट ऊष्मा को आमतौर पर पत्र द्वारा निरूपित किया जाता है। इकाइयाँ:

माप की इकाइयों में, कोई नहीं है, क्योंकि ईंधन का दहन लगभग स्थिर तापमान पर होता है।

परिष्कृत उपकरणों का उपयोग करके दहन की विशिष्ट गर्मी अनुभवजन्य रूप से निर्धारित की जाती है। हालांकि, समस्याओं को हल करने के लिए विशेष टेबल हैं। नीचे हम कुछ प्रकार के ईंधन के लिए विशिष्ट दहन ऊष्मा के मान देते हैं।

पदार्थ

तालिका 4. कुछ पदार्थों के दहन की विशिष्ट ऊष्मा

दिए गए मानों से यह देखा जा सकता है कि दहन के दौरान भारी मात्रा में ऊष्मा निकलती है, इसलिए माप की इकाइयों (मेगाजूल) और (गीगाजूल) का उपयोग किया जाता है।

ईंधन के दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा की गणना करने के लिए, निम्न सूत्र का उपयोग किया जाता है:

यहाँ: - ईंधन का द्रव्यमान (किलो), - ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा ()।

अंत में, हम ध्यान दें कि मानव द्वारा उपयोग किए जाने वाले अधिकांश ईंधन को सौर ऊर्जा की सहायता से संग्रहीत किया जाता है। कोयला, तेल, गैस - यह सब पृथ्वी पर सूर्य के प्रभाव से बना है (चित्र 4)।

चावल। 4. ईंधन का निर्माण

अगले पाठ में, हम यांत्रिक और तापीय प्रक्रियाओं में ऊर्जा के संरक्षण और परिवर्तन के नियम के बारे में बात करेंगे।

सूचीसाहित्य

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गृहकार्य

जब एक निश्चित मात्रा में ईंधन जलाया जाता है, तो एक मापनीय मात्रा में ऊष्मा निकलती है। इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ यूनिट्स के अनुसार, मान जूल प्रति किग्रा या मी 3 में व्यक्त किया जाता है। लेकिन मापदंडों की गणना kcal या kW में भी की जा सकती है। यदि मान ईंधन के लिए माप की इकाई से संबंधित है, तो इसे विशिष्ट कहा जाता है।

विभिन्न ईंधनों का ऊष्मीय मान कितना होता है? द्रव, ठोस और गैसीय पदार्थों के लिए सूचक का मान क्या होता है? इन सवालों के जवाब लेख में विस्तृत हैं। इसके अलावा, हमने सामग्री के दहन की विशिष्ट गर्मी दिखाते हुए एक तालिका तैयार की है - यह जानकारी उच्च-ऊर्जा प्रकार के ईंधन का चयन करते समय उपयोगी होगी।

दहन के दौरान ऊर्जा की रिहाई को दो मापदंडों की विशेषता होनी चाहिए: उच्च दक्षता और हानिकारक पदार्थों के उत्पादन की अनुपस्थिति।

प्राकृतिक प्रसंस्करण की प्रक्रिया में कृत्रिम ईंधन प्राप्त किया जाता है -। एकत्रीकरण की स्थिति के बावजूद, उनकी रासायनिक संरचना में पदार्थों का एक दहनशील और गैर-दहनशील हिस्सा होता है। पहला कार्बन और हाइड्रोजन है। दूसरे में पानी, खनिज लवण, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, धातुएँ शामिल हैं।

एकत्रीकरण की स्थिति के अनुसार, ईंधन को तरल, ठोस और गैस में विभाजित किया जाता है। प्रत्येक समूह एक प्राकृतिक और कृत्रिम उपसमूह (+) में आगे बढ़ता है

इस तरह के "मिश्रण" का 1 किलो जलाने पर, एक अलग मात्रा में ऊर्जा निकलती है। इस ऊर्जा का कितना भाग छोड़ा जाएगा यह इन तत्वों के अनुपात पर निर्भर करता है - दहनशील भाग, आर्द्रता, राख सामग्री और अन्य घटक।

ईंधन के दहन की ऊष्मा (HCT) दो स्तरों से बनती है - उच्च और निम्न। पहला संकेतक पानी के संघनन के कारण प्राप्त होता है, दूसरे में इस कारक को ध्यान में नहीं रखा जाता है।

ईंधन की आवश्यकता और इसकी लागत की गणना के लिए सबसे कम टीसीटी की आवश्यकता होती है, ऐसे संकेतकों की मदद से, गर्मी संतुलन संकलित किया जाता है और ईंधन से चलने वाले प्रतिष्ठानों की दक्षता निर्धारित की जाती है।

टीएसटी की गणना विश्लेषणात्मक या प्रयोगात्मक रूप से की जा सकती है। यदि ईंधन की रासायनिक संरचना ज्ञात है, तो मेंडलीफ सूत्र लागू किया जाता है। प्रायोगिक प्रक्रियाएं ईंधन के दहन के दौरान गर्मी के वास्तविक माप पर आधारित होती हैं।

इन मामलों में, एक विशेष दहन बम का उपयोग किया जाता है - एक कैलोरीमीटर और एक थर्मोस्टेट के साथ एक कैलोरीमीटर बम।

गणना की विशेषताएं प्रत्येक प्रकार के ईंधन के लिए अलग-अलग हैं। उदाहरण: आंतरिक दहन इंजनों में टीसीटी की गणना सबसे कम मूल्य से की जाती है क्योंकि सिलेंडर में तरल संघनित नहीं होता है।

तरल पदार्थों के पैरामीटर

तरल पदार्थ, जैसे ठोस पदार्थ, निम्नलिखित घटकों में विघटित होते हैं: कार्बन, हाइड्रोजन, सल्फर, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन। प्रतिशत वजन द्वारा व्यक्त किया जाता है।

आंतरिक कार्बनिक ईंधन गिट्टी ऑक्सीजन और नाइट्रोजन से बनती है, ये घटक जलते नहीं हैं और सशर्त रूप से संरचना में शामिल होते हैं। बाहरी गिट्टी नमी और राख से बनती है।

गैसोलीन में दहन की उच्च विशिष्ट ऊष्मा देखी जाती है। ब्रांड के आधार पर, यह 43-44 MJ है।

एविएशन केरोसिन - 42.9 एमजे के लिए दहन की विशिष्ट गर्मी के समान संकेतक भी निर्धारित किए जाते हैं। डीजल ईंधन भी कैलोरी मान के मामले में नेताओं की श्रेणी में आता है - 43.4-43.6 एमजे।

अपेक्षाकृत कम टीएसटी मान तरल रॉकेट ईंधन, एथिलीन ग्लाइकॉल की विशेषता है। अल्कोहल और एसीटोन दहन की न्यूनतम विशिष्ट ऊष्मा में भिन्न होते हैं। उनका प्रदर्शन पारंपरिक मोटर ईंधन की तुलना में काफी कम है।

गैसीय ईंधन के गुण

गैसीय ईंधन में कार्बन मोनोऑक्साइड, हाइड्रोजन, मीथेन, ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन, एथिलीन, बेंजीन, हाइड्रोजन सल्फाइड और अन्य घटक होते हैं। ये आंकड़े मात्रा के प्रतिशत के रूप में व्यक्त किए जाते हैं।

हाइड्रोजन में दहन की ऊष्मा सबसे अधिक होती है। जलने पर, एक किलोग्राम पदार्थ 119.83 MJ ऊष्मा छोड़ता है। लेकिन इसमें उच्च स्तर की विस्फोटकता होती है।

प्राकृतिक गैस में उच्च कैलोरी मान भी पाए जाते हैं।

वे 41-49 एमजे प्रति किलो के बराबर हैं। लेकिन, उदाहरण के लिए, शुद्ध मीथेन में दहन की उच्च गर्मी होती है - 50 एमजे प्रति किलो।

संकेतकों की तुलनात्मक तालिका

तालिका तरल, ठोस, गैसीय ईंधन के दहन की द्रव्यमान विशिष्ट गर्मी के मूल्यों को दर्शाती है।

ईंधन का प्रकार	इकाई रेव	दहन की विशिष्ट ऊष्मा
		एमजे	किलोवाट	किलो कैलोरी
जलाऊ लकड़ी: ओक, सन्टी, राख, बीच, हॉर्नबीम	किलोग्राम	15	4,2	2500
जलाऊ लकड़ी: लार्च, पाइन, स्प्रूस	किलोग्राम	15,5	4,3	2500
भूरा कोयला	किलोग्राम	12,98	3,6	3100
कोयला	किलोग्राम	27,00	7,5	6450
लकड़ी का कोयला	किलोग्राम	27,26	7,5	6510
एन्थ्रेसाइट	किलोग्राम	28,05	7,8	6700
लकड़ी की गोली	किलोग्राम	17,17	4,7	4110
स्ट्रॉ गोली	किलोग्राम	14,51	4,0	3465
सूरजमुखी की गोली	किलोग्राम	18,09	5,0	4320
बुरादा	किलोग्राम	8,37	2,3	2000
कागज़	किलोग्राम	16,62	4,6	3970
बेल	किलोग्राम	14,00	3,9	3345
प्राकृतिक गैस	एम 3	33,5	9,3	8000
तरलीकृत गैस	किलोग्राम	45,20	12,5	10800
पेट्रोल	किलोग्राम	44,00	12,2	10500
डिज़। ईंधन	किलोग्राम	43,12	11,9	10300
मीथेन	एम 3	50,03	13,8	11950
हाइड्रोजन	एम 3	120	33,2	28700
मिटटी तेल	किलोग्राम	43.50	12	10400
ईंधन तेल	किलोग्राम	40,61	11,2	9700
तेल	किलोग्राम	44,00	12,2	10500
प्रोपेन	एम 3	45,57	12,6	10885
ईथीलीन	एम 3	48,02	13,3	11470

तालिका से पता चलता है कि हाइड्रोजन में सभी पदार्थों का उच्चतम टीएसटी है, न कि केवल गैसीय पदार्थों का। यह उच्च ऊर्जा वाले ईंधन से संबंधित है।

हाइड्रोजन का दहन उत्पाद साधारण पानी है। प्रक्रिया फर्नेस स्लैग, राख, कार्बन मोनोऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड का उत्सर्जन नहीं करती है, जो पदार्थ को पर्यावरण के अनुकूल ईंधन बनाती है। लेकिन यह विस्फोटक है और इसका घनत्व कम है, इसलिए इस तरह के ईंधन को द्रवीभूत करना और परिवहन करना मुश्किल है।

विषय पर निष्कर्ष और उपयोगी वीडियो

विभिन्न प्रकार की लकड़ी के ऊष्मीय मान पर। प्रति मीटर 3 और किग्रा संकेतकों की तुलना।

टीएसटी ईंधन की सबसे महत्वपूर्ण थर्मल और परिचालन विशेषता है। इस सूचक का उपयोग मानव गतिविधि के विभिन्न क्षेत्रों में किया जाता है: ताप इंजन, बिजली संयंत्र, उद्योग, घरेलू ताप और खाना पकाने।

कैलोरी मान जारी की गई ऊर्जा की मात्रा के संदर्भ में विभिन्न प्रकार के ईंधन की तुलना करने, ईंधन के आवश्यक द्रव्यमान की गणना करने और लागत बचाने में मदद करते हैं।

क्या आपके पास जोड़ने के लिए कुछ है, या क्या आपके पास विभिन्न प्रकार के ईंधन के कैलोरी मान के बारे में प्रश्न हैं? आप प्रकाशन पर टिप्पणी छोड़ सकते हैं और चर्चा में भाग ले सकते हैं - संपर्क फ़ॉर्म निचले ब्लॉक में स्थित है।