ორგანული წარმოშობის ნივთიერებებს მიეკუთვნება საწვავი, რომელიც წვის დროს გამოყოფს თერმული ენერგიის გარკვეულ რაოდენობას. სითბოს გამომუშავება უნდა ხასიათდებოდეს მაღალი ეფექტურობით და გვერდითი ეფექტების არარსებობით, კერძოდ, ადამიანის ჯანმრთელობისთვის და გარემოსთვის საზიანო ნივთიერებებით.

ღუმელში ჩასატვირთად ხის მასალა იჭრება ცალკეულ ელემენტებად 30 სმ-მდე სიგრძის, მათი გამოყენების ეფექტურობის გასაზრდელად შეშა უნდა იყოს რაც შეიძლება მშრალი, ხოლო წვის პროცესი შედარებით ნელი. მრავალი თვალსაზრისით, შეშა ისეთი ხისტიდან, როგორიცაა მუხა და არყი, თხილი და ნაცარი, კუნელი შესაფერისია სივრცის გასათბობად. ფისოვანი მაღალი შემცველობის, წვის გაზრდილი სიჩქარისა და დაბალი კალორიულობის გამო, წიწვოვანი მცენარეები ამ მხრივ მნიშვნელოვნად ჩამორჩებიან.

უნდა გვესმოდეს, რომ ხის სიმკვრივე გავლენას ახდენს კალორიული ღირებულების მნიშვნელობაზე.

ეს არის მცენარეული წარმოშობის ბუნებრივი მასალა, მოპოვებული დანალექი ქანებიდან.

ამ ტიპის მყარი საწვავი შეიცავს ნახშირბადს და სხვა ქიმიურ ელემენტებს. ხდება მასალის ტიპებად დაყოფა მისი ასაკის მიხედვით. ყავისფერი ქვანახშირი ითვლება ყველაზე ახალგაზრდად, შემდეგ მოდის ნახშირი, ხოლო ანტრაციტი ყველაზე ძველია ყველა სხვა სახეობაზე. აალებადი ნივთიერების ასაკი ასევე განსაზღვრავს მის ტენიანობას, რაც უფრო მეტად არის ახალგაზრდა მასალაში.

ქვანახშირის წვის დროს ხდება გარემოს დაბინძურება, ქვაბის ბადეზე წარმოიქმნება წიდა, რაც გარკვეულწილად დაბრკოლებას უქმნის ნორმალურ წვას. მასალაში გოგირდის არსებობა ასევე არახელსაყრელი ფაქტორია ატმოსფეროსთვის, ვინაიდან ეს ელემენტი საჰაერო სივრცეში გარდაიქმნება გოგირდის მჟავად.

თუმცა, მომხმარებლებს არ უნდა ეშინოდეთ მათი ჯანმრთელობისთვის. ამ მასალის მწარმოებლები, რომლებიც ზრუნავენ კერძო მომხმარებლებზე, ცდილობენ შეამცირონ მასში გოგირდის შემცველობა. ნახშირის კალორიული ღირებულება შეიძლება განსხვავდებოდეს ერთი და იმავე ტიპის შიგნითაც კი. განსხვავება დამოკიდებულია ქვესახეობის მახასიათებლებზე და მასში მინერალების შემცველობაზე, აგრეთვე წარმოების გეოგრაფიაზე. როგორც მყარი საწვავი, გვხვდება არა მხოლოდ სუფთა ქვანახშირი, არამედ დაბალ გამდიდრებული ნახშირის წიდა დაპრესილი ბრიკეტებში.

მარცვლები (საწვავის გრანულები) არის მყარი საწვავი, რომელიც წარმოიქმნება ინდუსტრიულად ხის და მცენარეული ნარჩენებისგან: ნამსხვრევები, ქერქი, მუყაო, ჩალისგან.

მტვრის მდგომარეობამდე დაქუცმაცებულ ნედლეულს აშრობენ და ასხამენ გრანულატორში, საიდანაც უკვე გამოდის გარკვეული ფორმის გრანულების სახით. მასაში სიბლანტის დასამატებლად გამოიყენება მცენარეული პოლიმერი ლიგნინი. წარმოების პროცესის სირთულე და მაღალი მოთხოვნა ქმნის მარცვლების ღირებულებას. მასალა გამოიყენება სპეციალურად აღჭურვილ ქვაბებში.

საწვავის ტიპები განისაზღვრება იმის მიხედვით, თუ რა მასალისგან არის დამუშავებული:

• ნებისმიერი სახეობის ხეების მრგვალი ხე;
• ჩალა;
• ტორფი;
• მზესუმზირის ქერქი.

საწვავის მარცვლებს შორის უპირატესობებს შორის აღსანიშნავია შემდეგი თვისებები:

• გარემოსდაცვითი კეთილგანწყობა;
• დეფორმაციის შეუძლებლობა და სოკოს წინააღმდეგობა;
• შენახვის სიმარტივე თუნდაც გარეთ;
• ერთგვაროვნება და წვის ხანგრძლივობა;
• შედარებით დაბალი ღირებულება;
• სხვადასხვა გათბობის მოწყობილობებისთვის გამოყენების შესაძლებლობა;
• პელეტის შესაფერისი ზომა სპეციალურად აღჭურვილ ქვაბში ავტომატური ჩატვირთვისთვის.

ბრიკეტები

ბრიკეტებს უწოდებენ მყარ საწვავს, მრავალი თვალსაზრისით ჰგავს მარცვლებს. მათი წარმოებისთვის გამოიყენება იდენტური მასალები: ხის ჩიპები, ნამსხვრევები, ტორფი, ქერქები და ჩალა. წარმოების პროცესში ნედლეულის დაწურვა ხდება და შეკუმშვის შედეგად ფორმირდება ბრიკეტებად. ეს მასალა ასევე ეკუთვნის ეკოლოგიურად სუფთა საწვავს. მოსახერხებელია მისი შენახვა გარეთაც კი. ამ საწვავის გლუვი, ერთგვაროვანი და ნელი წვა შეინიშნება როგორც ბუხრებსა და ღუმელებში, ასევე გათბობის ქვაბებში.

ზემოთ განხილული ეკოლოგიურად სუფთა მყარი საწვავის სახეობები სითბოს გამომუშავების კარგი ალტერნატივაა. თერმული ენერგიის წიაღისეულ წყაროებთან შედარებით, რომლებიც წვის დროს უარყოფითად მოქმედებს გარემოზე და, უფრო მეტიც, არ არის განახლებადი, ალტერნატიულ საწვავს აქვს აშკარა უპირატესობები და შედარებით დაბალი ღირებულება, რაც მნიშვნელოვანია გარკვეული კატეგორიის მომხმარებლებისთვის.

ამავდროულად, ასეთი საწვავის ხანძრის საშიშროება გაცილებით მაღალია. ამიტომ, გარკვეული სიფრთხილის ზომები უნდა იქნას მიღებული მათი შენახვისა და ცეცხლგამძლე კედლის მასალების გამოყენებასთან დაკავშირებით.

თხევადი და აირისებრი საწვავი

რაც შეეხება თხევად და აირად წვად ნივთიერებებს, სიტუაცია ასეთია.

წვის სიცხე განისაზღვრება წვადი ნივთიერების ქიმიური შემადგენლობით. აალებადი ნივთიერებაში შემავალი ქიმიური ელემენტები მითითებულია მიღებული სიმბოლოებით თან , ჰ , ო , ნ , სდა ნაცარი და წყალი სიმბოლოა მაგრამდა ვშესაბამისად.

ენციკლოპედიური YouTube

• 1 / 5

  წვის სითბო შეიძლება დაკავშირებული იყოს აალებადი ნივთიერების სამუშაო მასასთან Q P (\displaystyle Q^(P)), ანუ აალებადი ნივთიერებამდე იმ ფორმით, რომელშიც ის შედის მომხმარებელში; მატერიის გასაშრობად Q C (\displaystyle Q^(C)); ნივთიერების აალებადი მასისკენ Q Γ (\displaystyle Q^(\Gamma )), ანუ წვად ნივთიერებამდე, რომელიც არ შეიცავს ტენიანობას და ნაცარს.

  განასხვავეთ უფრო მაღალი ( Q B (\displaystyle Q_(B))) და ქვედა ( Q H (\displaystyle Q_(H))) წვის სითბო.

  ქვეშ უფრო მაღალი კალორიული ღირებულებაგააცნობიეროს სითბოს რაოდენობა, რომელიც გამოიყოფა ნივთიერების სრული წვის დროს, მათ შორის წყლის ორთქლის კონდენსაციის სითბო წვის პროდუქტების გაგრილების დროს.

  წმინდა კალორიული ღირებულებაშეესაბამება სითბოს რაოდენობას, რომელიც გამოიყოფა სრული წვის დროს, წყლის ორთქლის კონდენსაციის სითბოს გათვალისწინების გარეშე. წყლის ორთქლის კონდენსაციის სითბოს ასევე უწოდებენ აორთქლების ლატენტური სითბო (კონდენსაცია).

  ქვედა და მაღალი კალორიულობა დაკავშირებულია თანაფარდობით: Q B = Q H + k (W + 9 H) (\displaystyle Q_(B)=Q_(H)+k(W+9H)),

  სადაც k არის 25 კჯ/კგ (6 კკალ/კგ) ტოლი კოეფიციენტი; W - წყლის რაოდენობა წვაში,% (წონის მიხედვით); H არის წყალბადის რაოდენობა წვად ნივთიერებაში, % (მასით).

  წვის სითბოს გაანგარიშება

  ამრიგად, უფრო მაღალი კალორიულობა არის სითბოს რაოდენობა, რომელიც გამოიყოფა წვადი ნივთიერების ერთეული მასის ან მოცულობის (გაზისთვის) სრული წვის დროს და წვის პროდუქტების გაციებისას ნამის წერტილის ტემპერატურამდე. სითბოს ინჟინერიის გამოთვლებში, მთლიანი კალორიულობა აღებულია 100%. გაზის წვის ფარული სითბო არის სითბო, რომელიც გამოიყოფა წვის პროდუქტებში შემავალი წყლის ორთქლის კონდენსაციის დროს. თეორიულად შეიძლება 11%-ს მიაღწიოს.

  პრაქტიკაში შეუძლებელია წვის პროდუქტების გაცივება სრულ კონდენსაციამდე და, შესაბამისად, შემოღებულია წმინდა კალორიული ღირებულების კონცეფცია (QHp), რომელიც მიიღება უმაღლესი კალორიული მნიშვნელობიდან წყლის ორთქლის აორთქლების სითბოს გამოკლებით, რომელიც შეიცავს ორივეს. ნივთიერება და წარმოიქმნება მისი წვის დროს. 1 კგ წყლის ორთქლის აორთქლებაზე იხარჯება 2514 კჯ/კგ (600 კკალ/კგ). წმინდა კალორიული ღირებულება განისაზღვრება ფორმულებით (კჯ / კგ ან კკალ / კგ):

  Q H P = Q B P - 2514 ⋅ ((9 H P + W P) / 100) (\displaystyle Q_(H)^(P)=Q_(B)^(P)-2514\cdot ((9H^(P)+W^ (P))/100))(სოლიდისთვის)

  Q H P = Q B P - 600 ⋅ ((9 H P + W P) / 100) (\displaystyle Q_(H)^(P)=Q_(B)^(P)-600\cdot ((9H^(P)+W^ (P))/100))(თხევადი ნივთიერებისთვის), სადაც:

  2514 - აორთქლების სითბო 0 °C და ატმოსფერული წნევა, კჯ/კგ;

  H P (\displaystyle H^(P))და W P (\displaystyle W^(P))- წყალბადის და წყლის ორთქლის შემცველობა სამუშაო საწვავში,%;

  9 არის კოეფიციენტი, რომელიც აჩვენებს, რომ როდესაც 1 კგ წყალბადი იწვება ჟანგბადთან ერთად, წარმოიქმნება 9 კგ წყალი.

  კალორიულობა საწვავის ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებელია, რადგან ის განსაზღვრავს სითბოს რაოდენობას, რომელიც მიიღება 1 კგ მყარი ან თხევადი საწვავის ან 1 მ³ აირისებრი საწვავის დაწვით კჯ/კგ (კკალ/კგ). 1 კკალ = 4,1868 ან 4,19 კჯ.

  წმინდა კალორიული ღირებულება განისაზღვრება ექსპერიმენტულად თითოეული ნივთიერებისთვის და არის საცნობარო მნიშვნელობა. ის ასევე შეიძლება განისაზღვროს მყარი და თხევადი მასალებისთვის, ცნობილი ელემენტარული შემადგენლობით, გაანგარიშებით D.I. მენდელეევის ფორმულის შესაბამისად, კჯ / კგ ან კკალ / კგ:

  Q H P = 339 ⋅ C P + 1256 ⋅ H P − 109 ⋅ (O P − S L P) − 25,14 ⋅ (9 ⋅ H P + W P) (\displaystyle Q_(H)^(P)=339\cdot C^(P)+ cdot H^(P)-109\cdot (O^(P)-S_(L)^(P))-25.14\cdot (9\cdot H^(P)+W^(P)))

  Q H P = 81 ⋅ C P + 246 ⋅ H P − 26 ⋅ (O P + S L P) − 6 ⋅ W P (\displaystyle Q_(H)^(P)=81\cdot C^(P)+246\cdot H^(P) -26\cdot (O^(P)+S_(L)^(P))-6\cdot W^(P)), სადაც:

  C P (\displaystyle C_(P)), H P (\displaystyle H_(P)), O P (\displaystyle O_(P)), S L P (\displaystyle S_(L)^(P)), W P (\displaystyle W_(P))- ნახშირბადის, წყალბადის, ჟანგბადის, აქროლადი გოგირდის და ტენის შემცველობა საწვავის სამუშაო მასაში % (მასით).

  შედარებითი გამოთვლებისთვის გამოიყენება ეგრეთ წოდებული ჩვეულებრივი საწვავი, რომელსაც აქვს წვის სპეციფიკური სითბო 29308 კჯ/კგ (7000 კკალ/კგ).

  რუსეთში, თერმული გამოთვლები (მაგალითად, სითბოს დატვირთვის გამოთვლა ოთახის კატეგორიის აფეთქებისა და ხანძრის საფრთხის დასადგენად) ჩვეულებრივ ხორციელდება ყველაზე დაბალი კალორიული ღირებულების მიხედვით, აშშ-ში, დიდ ბრიტანეთში, საფრანგეთში - უმაღლესის მიხედვით. . გაერთიანებულ სამეფოსა და შეერთებულ შტატებში, მეტრიკული სისტემის დანერგვამდე, კალორიულობა გაზომილი იყო ბრიტანული თერმული ერთეულებით (BTU) ფუნტზე (lb) (1Btu/lb = 2,326 კჯ/კგ).

  ნივთიერებები და მასალები	წმინდა კალორიული ღირებულება Q H P (\displaystyle Q_(H)^(P)), MJ/კგ
  ბენზინი	41,87
  ნავთი	43,54
  ქაღალდი: წიგნები, ჟურნალები	13,4
  ხე (ბარები W = 14%)	13,8
  ნატურალური რეზინი	44,73
  პოლივინილ ქლორიდის ლინოლეუმი	14,31
  რეზინი	33,52
  Staple ბოჭკოვანი	13,8
  პოლიეთილენი	47,14
  სტიროქაფი	41,6
  ბამბა გაფხვიერდა	15,7
  პლასტიკური	41,87

  ბუნებრივი აირების ფიზიკური და ქიმიური თვისებები

  ბუნებრივ აირებს არ აქვთ ფერი, სუნი და გემო.

  ბუნებრივი აირის ძირითადი მაჩვენებლებია: შემადგენლობა, წვის სითბო, სიმკვრივე, წვის და აალების ტემპერატურა, ფეთქებადი ზღვრები და აფეთქების წნევა.

  სუფთა გაზის საბადოებიდან ბუნებრივი აირები ძირითადად შედგება მეთანისგან (82-98%) და სხვა ნახშირწყალბადებისგან.

  აალებადი გაზი შეიცავს წვად და არაწვად ნივთიერებებს. აალებადი აირებია: ნახშირწყალბადები, წყალბადი, წყალბადის სულფიდი. აალებადი ნივთიერებებია: ნახშირორჟანგი, ჟანგბადი, აზოტი და წყლის ორთქლი. მათი შემადგენლობა დაბალია და შეადგენს 0,1-0,3% CO 2 და 1-14% N 2 . ამოღების შემდეგ გაზიდან გამოიყოფა ტოქსიკური გოგირდწყალბადი აირი, რომლის შემცველობა არ უნდა აღემატებოდეს 0,02 გ/მ3-ს.

  კალორიულობა არის სითბოს რაოდენობა, რომელიც გამოიყოფა 1 მ3 გაზის სრული წვის დროს. წვის სითბო იზომება კკალ/მ3, კჯ/მ3 გაზში. მშრალი ბუნებრივი აირის კალორიულობაა 8000-8500 კკალ/მ 3.

  ნივთიერების მასის მოცულობის თანაფარდობით გამოთვლილ მნიშვნელობას ნივთიერების სიმკვრივე ეწოდება. სიმკვრივე იზომება კგ/მ3-ში. ბუნებრივი აირის სიმკვრივე მთლიანად დამოკიდებულია მის შემადგენლობაზე და არის c=0,73-0,85 კგ/მ3 ფარგლებში.

  ნებისმიერი წვადი აირის ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებელია სითბოს გამომუშავება, ანუ მაქსიმალური ტემპერატურა, რომელიც მიიღწევა გაზის სრული წვის დროს, თუ ჰაერის საჭირო რაოდენობა ზუსტად ემთხვევა წვის ქიმიურ ფორმულებს და გაზისა და ჰაერის საწყის ტემპერატურას. არის ნული.

  ბუნებრივი აირის სითბოს სიმძლავრე დაახლოებით 2000 -2100 °C, მეთანის - 2043 °C. ღუმელებში წვის რეალური ტემპერატურა გაცილებით დაბალია, ვიდრე სითბოს გამომუშავება და დამოკიდებულია წვის პირობებზე.

  აალების ტემპერატურა არის ჰაერ-საწვავის ნარევის ტემპერატურა, რომლის დროსაც ნარევი აალდება ანთების წყაროს გარეშე. ბუნებრივი აირის შემთხვევაში ის 645-700 °C დიაპაზონშია.

  ყველა აალებადი აირი ფეთქებადია, რომელსაც შეუძლია აალება ღია ცეცხლით ან ნაპერწკალით. გამოარჩევენ ცეცხლის გავრცელების ქვედა და ზედა კონცენტრაციის ზღვარი , ე.ი. ქვედა და ზედა კონცენტრაციები, რომლებშიც შესაძლებელია ნარევის აფეთქება. აირების ქვედა ფეთქებადი ზღვარი არის 3÷6%, ზედა ზღვარი 12÷16%.

  ფეთქებადი საზღვრები.

  გაზ-ჰაერის ნარევი, რომელიც შეიცავს გაზის რაოდენობას:

  5%-მდე - არ იწვის;

  5-დან 15%-მდე - ფეთქდება;

  15%-ზე მეტი - იწვის ჰაერის მიწოდებისას.

  წნევა ბუნებრივი აირის აფეთქებისას არის 0,8-1,0 მპა.

  ყველა აალებადი აირი შეიძლება გამოიწვიოს ადამიანის სხეულის მოწამვლა. ძირითადი ტოქსიკური ნივთიერებებია: ნახშირბადის მონოქსიდი (CO), წყალბადის სულფიდი (H 2 S), ამიაკი (NH 3).

  ბუნებრივ გაზს სუნი არ აქვს. გაჟონვის დასადგენად გაზს სუნებენ (ე.ი. სპეციფიკურ სუნს აძლევენ). სუნის განხორციელება ხორციელდება ეთილის მერკაპტანის გამოყენებით. განახორციელეთ სუნი გაზის გამანაწილებელ სადგურებზე (GDS). როდესაც ბუნებრივი აირის 1% ჰაერში შედის, მისი სუნი იგრძნობა. პრაქტიკა გვიჩვენებს, რომ ეთილის მერკაპტანის საშუალო მაჩვენებელი ქალაქის ქსელებში მიწოდებული ბუნებრივი აირის სურნელებისთვის უნდა იყოს 16 გ 1000 მ3 გაზზე.

  მყარ და თხევად საწვავთან შედარებით, ბუნებრივი აირი იმარჯვებს მრავალი თვალსაზრისით:

  შედარებითი სიიაფე, რაც აიხსნება მოპოვებისა და ტრანსპორტირების უფრო მარტივი გზით;

  არ არის ნაცარი და მყარი ნაწილაკების მოცილება ატმოსფეროში;

  წვის მაღალი სითბო;

  არ არის საჭირო საწვავის მომზადება წვისთვის;

  მომსახურე მუშაკების მუშაობა გაადვილებულია და უმჯობესდება მათი მუშაობის სანიტარიული და ჰიგიენური პირობები;

  ხელი შეუწყოს სამუშაო პროცესების ავტომატიზაციას.

  გაზსადენის კავშირებსა და ფიტინგებში გაჟონვის შედეგად შესაძლო გაჟონვის გამო, ბუნებრივი აირის გამოყენება განსაკუთრებულ ზრუნვას და სიფრთხილეს მოითხოვს. ოთახში 20%-ზე მეტი გაზის შეღწევამ შეიძლება გამოიწვიოს დახრჩობა, ხოლო თუ ის იმყოფება დახურულ მოცულობაში 5-დან 15%-მდე, შეიძლება გამოიწვიოს გაზის ჰაერის ნარევის აფეთქება. არასრული წვის შედეგად წარმოიქმნება ტოქსიკური ნახშირბადის მონოქსიდი CO, რომელიც დაბალ კონცენტრაციებშიც კი იწვევს საოპერაციო პერსონალის მოწამვლას.

  მათი წარმოშობის მიხედვით, ბუნებრივი აირები იყოფა ორ ჯგუფად: მშრალი და ცხიმოვანი.

  მშრალიაირები არის მინერალური წარმოშობის აირები და გვხვდება აწმყო ან წარსულ ვულკანურ აქტივობასთან დაკავშირებულ ადგილებში. მშრალი აირები თითქმის ექსკლუზიურად შედგება მხოლოდ მეთანისგან, ბალასტის კომპონენტების უმნიშვნელო შემცველობით (აზოტი, ნახშირორჟანგი) და აქვთ კალორიული ღირებულება Qн=7000÷9000 კკალ/ნმ3.

  ცხიმოვანიგაზები თან ახლავს ნავთობის საბადოებს და ჩვეულებრივ გროვდება ზედა ფენებში. მათი წარმოშობის მიხედვით, ცხიმოვანი აირები ახლოსაა ზეთთან და შეიცავს ბევრ ადვილად კონდენსირებად ნახშირწყალბადს. თხევადი აირების კალორიულობა Qн=8000-15000 კკალ/ნმ3

  აირისებრი საწვავის უპირატესობებში შედის ტრანსპორტირებისა და წვის სიმარტივე, ტენიანი ნაცრის არარსებობა და ქვაბის აღჭურვილობის მნიშვნელოვანი სიმარტივე.

  ბუნებრივ აირებთან ერთად გამოიყენება აგრეთვე ხელოვნური წვადი აირები, რომლებიც მიიღება მყარი საწვავის გადამუშავებისას, ან სამრეწველო ქარხნების მუშაობის შედეგად გამონაბოლქვი აირებად. ხელოვნური აირები შედგება საწვავის, ბალასტური გაზების და წყლის ორთქლის არასრული წვის აალებადი გაზებისგან და იყოფა მდიდარ და ღარიბებად, რომელთა საშუალო კალორიული ღირებულებაა შესაბამისად 4500 კკალ/მ3 და 1300 კკამ3. აირების შემადგენლობა: წყალბადი, მეთანი, სხვა ნახშირწყალბადის ნაერთები CmHn, წყალბადის სულფიდი H 2 S, აალებადი აირები, ნახშირორჟანგი, ჟანგბადი, აზოტი და მცირე რაოდენობით წყლის ორთქლი. ბალასტი - აზოტი და ნახშირორჟანგი.

  ამრიგად, მშრალი აირისებრი საწვავის შემადგენლობა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ელემენტების შემდეგი ნარევით:

  CO + H 2 + ∑CmHn + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 \u003d 100%.

  სველი აირისებრი საწვავის შემადგენლობა გამოიხატება შემდეგნაირად:

  CO + H 2 + ∑CmHn + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 + H 2 O \u003d 100%.

  წვის სითბო მშრალი აირისებრი საწვავი კჯ/მ3 (კკალ/მ3) 1 მ3 გაზზე ნორმალურ პირობებში განისაზღვრება შემდეგნაირად:

  Qn \u003d 0.01,

  სადაც Qi არის შესაბამისი გაზის კალორიულობა.

  აირისებრი საწვავის წვის სითბო მოცემულია ცხრილში 3.

  აფეთქებული ღუმელის გაზიწარმოიქმნება აფეთქების ღუმელებში რკინის დნობის დროს. მისი მოსავლიანობა და ქიმიური შემადგენლობა დამოკიდებულია მუხტისა და საწვავის თვისებებზე, ღუმელის მუშაობის რეჟიმზე, პროცესის გაძლიერების მეთოდებსა და სხვა ფაქტორებზე. გაზის გამომუშავება მერყეობს 1500-2500 მ 3 ტონა ღორის რკინაზე. აფეთქებადი კომპონენტების პროპორცია (N 2 და CO 2) აფეთქების გაზში დაახლოებით 70% -ს შეადგენს, რაც განაპირობებს მის დაბალ თერმულ ეფექტურობას (გაზის ყველაზე დაბალი კალორიულობა არის 3-5 MJ/m 3).

  აფეთქების ღუმელში გაზის წვისას, წვის პროდუქტების მაქსიმალური ტემპერატურა (თბოდაკარგვისა და სითბოს მოხმარების გამოკლებით CO 2 და H 2 O დისოციაციისთვის) არის 400-1500 0 C. თუ გაზი და ჰაერი თბება წვამდე, წვის პროდუქტების ტემპერატურა შეიძლება მნიშვნელოვნად გაიზარდოს.

  ფეროშენადნობის გაზიწარმოიქმნება მადნის შემცირების ღუმელებში ფეროშენადნობების დნობის დროს. დახურული ღუმელებიდან გამონაბოლქვი აირები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც საწვავი SER (მეორადი ენერგიის რესურსები). ღია ღუმელებში, ჰაერის თავისუფალი დაშვების გამო, აირი იწვის თავზე. ფეროშენადნობი აირის გამოსავლიანობა და შემადგენლობა დამოკიდებულია დნობის ხარისხზე

  შენადნობი, დამუხტვის შემადგენლობა, ღუმელის მუშაობის რეჟიმი, მისი სიმძლავრე და ა.შ. გაზის შემადგენლობა: 50-90% CO, 2-8% H 2, 0.3-1% CH 4, O 2<1%, 2-5% CO 2 , остальное N 2 . Максимальная температура продуктов сгорания равна 2080 ^0 C. Запылённость газа составляет 30-40 г/м^3 .

  გადამყვანი გაზიწარმოიქმნება ჟანგბადის გადამყვანებში ფოლადის დნობის დროს. გაზი ძირითადად შედგება ნახშირბადის მონოქსიდისგან, მისი გამოსავლიანობა და შემადგენლობა დნობის დროს მნიშვნელოვნად იცვლება. გაწმენდის შემდეგ გაზის შემადგენლობა დაახლოებით ასეთია: 70-80% CO; 15-20% CO 2; 0.5-0.8% O 2; 3-12% N 2. გაზის წვის სიცხე შეადგენს 8,4-9,2 მჯ/მ3. წვის მაქსიმალური ტემპერატურა აღწევს 2000 0 С.

  კოქსის ღუმელის გაზიწარმოიქმნება ნახშირის მუხტის კოქსირების დროს. შავი მეტალურგიაში მას იყენებენ ქიმიური პროდუქტების მოპოვების შემდეგ. კოქსის ღუმელის გაზის შემადგენლობა დამოკიდებულია ნახშირის მუხტის თვისებებზე და კოქსირების პირობებზე. აირში კომპონენტების მოცულობითი ფრაქციები შემდეგ საზღვრებშია, %: 52-62H 2; 0.3-0.6 O 2; 23.5-26.5 CH4; 5,5-7,7 CO; 1,8-2,6 CO 2 . წვის სითბოა 17-17,6 მჯ / მ ^ 3, წვის პროდუქტების მაქსიმალური ტემპერატურაა 2070 0 С.

  5. წვის თერმული ბალანსი

  განვიხილოთ აირის, თხევადი და მყარი საწვავის წვის პროცესის სითბოს ბალანსის გაანგარიშების მეთოდები. გაანგარიშება მცირდება შემდეგი ამოცანების გადაწყვეტაზე.

  · საწვავის წვის სითბოს (კალორიულობა) განსაზღვრა.

  · წვის თეორიული ტემპერატურის განსაზღვრა.

  5.1. წვის სიცხე

  ქიმიურ რეაქციებს თან ახლავს სითბოს გამოყოფა ან შთანთქმა. როდესაც სითბო გამოიყოფა, რეაქციას ეწოდება ეგზოთერმული, ხოლო როდესაც ის შეიწოვება, მას ენდოთერმული ეწოდება. წვის ყველა რეაქცია ეგზოთერმულია, წვის პროდუქტები კი ეგზოთერმული ნაერთებია.

  ქიმიური რეაქციის დროს გამოყოფილ (ან შთანთქმულ) სითბოს რეაქციის სითბო ეწოდება. ეგზოთერმულ რეაქციებში დადებითია, ენდოთერმული რეაქციების დროს - უარყოფითი. წვის რეაქციას ყოველთვის თან ახლავს სითბოს გამოყოფა. წვის სითბო ქ გ(ჯ/მოლი) არის სითბოს რაოდენობა, რომელიც გამოიყოფა ნივთიერების ერთი მოლის სრული წვის და წვადი ნივთიერების სრული წვის პროდუქტებად გადაქცევის დროს. მოლი არის ძირითადი SI ერთეული ნივთიერების რაოდენობისთვის. ერთი მოლი არის ნივთიერების ისეთი რაოდენობა, რომელიც შეიცავს იმავე რაოდენობის ნაწილაკებს (ატომები, მოლეკულები და ა.შ.), რამდენიც ატომებია ნახშირბად-12-ის იზოტოპის 12 გ-ში. ნივთიერების მასა 1 მოლის ტოლი (მოლეკულური ან მოლური მასა) რიცხობრივად ემთხვევა მოცემული ნივთიერების ფარდობით მოლეკულურ წონას.

  მაგალითად, ჟანგბადის ფარდობითი მოლეკულური წონა (O 2 ) არის 32, ნახშირორჟანგი (CO 2) არის 44, ხოლო შესაბამისი მოლეკულური წონა იქნება M=32 გ/მოლი და M=44 გ/მოლი. ამრიგად, ერთი მოლი ჟანგბადი შეიცავს 32 გრამ ამ ნივთიერებას, ხოლო ერთი მოლი CO 2 შეიცავს 44 გრამ ნახშირორჟანგს.

  ტექნიკურ გამოთვლებში ხშირად არ გამოიყენება წვის სითბო ქ გ, და საწვავის კალორიულობა ქ(ჯ / კგ ან ჯ / მ 3). ნივთიერების კალორიულობა არის სითბოს რაოდენობა, რომელიც გამოიყოფა ნივთიერების 1 კგ ან 1 მ 3 სრული წვის დროს. თხევადი და მყარი ნივთიერებებისთვის, გაანგარიშება ხორციელდება 1 კგ-ზე, ხოლო აირისებრი ნივთიერებებისთვის, 1 მ 3-ზე.

  წვის სითბოს და საწვავის კალორიული ღირებულების ცოდნა აუცილებელია წვის ან აფეთქების ტემპერატურის, აფეთქების წნევის, ალის გავრცელების სიჩქარისა და სხვა მახასიათებლების გამოსათვლელად. საწვავის კალორიულობა განისაზღვრება ან ექსპერიმენტულად ან გაანგარიშებით. კალორიულობის ექსპერიმენტული განსაზღვრისას მყარი ან თხევადი საწვავის მოცემული მასა იწვება კალორიმეტრულ ბომბში, აირისებრი საწვავის შემთხვევაში კი აირის კალორიმეტრში. ეს მოწყობილობები ზომავს მთლიან სითბოს ქ 0 , გამოთავისუფლებული საწვავის აწონვის ნიმუშის წვის დროს მ. კალორიული ღირებულება ქ გგვხვდება ფორმულის მიხედვით

  კავშირი წვის სითბოს და
  საწვავის კალორიული ღირებულება

  წვის სითბოსა და ნივთიერების კალორიულობას შორის კავშირის დასადგენად აუცილებელია წვის ქიმიური რეაქციის განტოლების ჩაწერა.

  ნახშირბადის სრული წვის პროდუქტი არის ნახშირორჟანგი:

  C + O 2 → CO 2.

  წყალბადის სრული წვის პროდუქტია წყალი:

  2H 2 + O 2 → 2H 2 O.

  გოგირდის სრული წვის პროდუქტია გოგირდის დიოქსიდი:

  S + O 2 → SO 2.

  ამავდროულად, აზოტი, ჰალოგენიდები და სხვა არაწვადი ელემენტები გამოიყოფა თავისუფალი სახით.

  აალებადი გაზი

  მაგალითად, ჩვენ გამოვთვლით მეთანის CH 4 კალორიულობას, რომლის წვის სითბო ტოლია ქ გ=882.6 .

  განსაზღვრეთ მეთანის მოლეკულური წონა მისი ქიმიური ფორმულის მიხედვით (CH 4):

  М=1∙12+4∙1=16 გ/მოლ.

  განსაზღვრეთ 1 კგ მეთანის კალორიული ღირებულება:

  ვიპოვოთ 1 კგ მეთანის მოცულობა, ვიცოდეთ მისი სიმკვრივე ρ=0,717 კგ/მ 3 ნორმალურ პირობებში:

  .

  განსაზღვრეთ 1 მ 3 მეთანის კალორიული ღირებულება:

  ნებისმიერი წვადი აირის კალორიულობა განისაზღვრება ანალოგიურად. ბევრი ჩვეულებრივი ნივთიერებისთვის, კალორიული მნიშვნელობები და კალორიული მნიშვნელობები გაზომილია მაღალი სიზუსტით და მოცემულია შესაბამის საცნობარო ლიტერატურაში. მოდით მივცეთ მნიშვნელობების ცხრილი ზოგიერთი აირისებრი ნივთიერების კალორიულობისთვის (ცხრილი 5.1). ღირებულება ქამ ცხრილში იგი მოცემულია MJ / m 3 და კკალ / მ 3, რადგან 1 კკალ = 4,1868 კჯ ხშირად გამოიყენება როგორც სითბოს ერთეული.

  ცხრილი 5.1

  აირისებრი საწვავის კალორიულობა

  ნივთიერება			აცეტილენი
  ქ

  აალებადი ნივთიერება - თხევადი ან მყარი

  მაგალითად, ჩვენ გამოვთვლით ეთილის სპირტის C 2 H 5 OH კალორიულ ღირებულებას, რომლისთვისაც წვის სითბო ქ გ= 1373,3 კჯ/მოლ.

  განსაზღვრეთ ეთილის სპირტის მოლეკულური წონა მისი ქიმიური ფორმულის მიხედვით (C2H5OH):

  М = 2∙12 + 5∙1 + 1∙16 + 1∙1 = 46 გ/მოლი.

  განსაზღვრეთ 1 კგ ეთილის სპირტის კალორიულობა:

  ნებისმიერი თხევადი და მყარი აალებადი ნივთიერების კალორიულობა განისაზღვრება ანალოგიურად. მაგიდაზე. 5.2 და 5.3 აჩვენებს კალორიულობას ქ(მჯ/კგ და კკალ/კგ) ზოგიერთი თხევადი და მყარი ნივთიერებისთვის.

  ცხრილი 5.2

  თხევადი საწვავის კალორიული ღირებულება

  ნივთიერება		მეთილის სპირტი	ეთანოლი			საწვავი, ზეთი
  ქ

  ცხრილი 5.3

  მყარი საწვავის კალორიულობა

  ნივთიერება		ხე ახალი	ხის მშრალი	ყავისფერი ქვანახშირი	ტორფი მშრალი	ანტრაციტი, კოკა
  ქ

  მენდელეევის ფორმულა

  თუ საწვავის კალორიული ღირებულება უცნობია, მაშინ მისი გამოთვლა შესაძლებელია D.I-ს მიერ შემოთავაზებული ემპირიული ფორმულის გამოყენებით. მენდელეევი. ამისათვის თქვენ უნდა იცოდეთ საწვავის ელემენტარული შემადგენლობა (საწვავის ექვივალენტური ფორმულა), ანუ მასში შემდეგი ელემენტების პროცენტი:

  ჟანგბადი (O);

  წყალბადი (H);

  ნახშირბადი (C);

  გოგირდი (S);

  ფერფლი (A);

  წყალი (W).

  საწვავის წვის პროდუქტები ყოველთვის შეიცავს წყლის ორთქლს, რომელიც წარმოიქმნება როგორც საწვავში ტენის არსებობის გამო, ასევე წყალბადის წვის დროს. წვის ნარჩენები ტოვებს სამრეწველო ქარხანას ნამის წერტილის ტემპერატურაზე მაღალ ტემპერატურაზე. ამიტომ, სითბო, რომელიც გამოიყოფა წყლის ორთქლის კონდენსაციის დროს, არ შეიძლება იყოს სასარგებლო და არ უნდა იქნას გათვალისწინებული თერმული გამოთვლებისას.

  გაანგარიშებისთვის ჩვეულებრივ გამოიყენება წმინდა კალორიული ღირებულება. Q nსაწვავი, რომელიც ითვალისწინებს სითბოს დანაკარგებს წყლის ორთქლით. მყარი და თხევადი საწვავისთვის, ღირებულება Q n(MJ / კგ) დაახლოებით განისაზღვრება მენდელეევის ფორმულით:

  Q n=0.339+1.025+0.1085 – 0.1085 – 0.025, (5.1)

  სადაც ფრჩხილებში მითითებულია საწვავის შემადგენლობაში შესაბამისი ელემენტების პროცენტული (მასობრივი %) შემცველობა.

  ეს ფორმულა ითვალისწინებს ნახშირბადის, წყალბადის და გოგირდის ეგზოთერმული წვის რეაქციების სითბოს (პლუს ნიშნით). ჟანგბადი, რომელიც საწვავის ნაწილია, ნაწილობრივ ცვლის ჰაერში არსებულ ჟანგბადს, ამიტომ (5.1) ფორმულაში შესაბამისი ტერმინი აღებულია მინუს ნიშნით. როდესაც ტენიანობა აორთქლდება, სითბო მოიხმარება, ამიტომ W-ის შემცველი შესაბამისი ტერმინი ასევე აღებულია მინუს ნიშნით.

  სხვადასხვა საწვავის (ხის, ტორფის, ქვანახშირის, ზეთის) კალორიულობის გამოთვლილმა და ექსპერიმენტულმა მონაცემებმა შედარებამ აჩვენა, რომ მენდელეევის ფორმულის მიხედვით (5.1) გამოთვლა იძლევა ცდომილებას არაუმეტეს 10%.

  წმინდა კალორიული ღირებულება Q n(MJ / მ 3) მშრალი წვადი აირები შეიძლება გამოითვალოს საკმარისი სიზუსტით, როგორც ცალკეული კომპონენტების კალორიული ღირებულების პროდუქტების ჯამი და მათი პროცენტი 1 მ 3 აირისებრ საწვავში.

  Q n= 0,108[Н 2 ] + 0,126 [СО] + 0,358 [CH 4 ] + 0,5 [С 2 Н 2 ] + 0,234 [Н 2 S ]…, (5.2)

  სადაც ფრჩხილებში მითითებულია ნარევის შესაბამისი აირების პროცენტული (მოც.%) შემცველობა.

  ბუნებრივი აირის საშუალო კალორიულობა შეადგენს დაახლოებით 53,6 მჯ/მ 3 . ხელოვნურად წარმოებულ წვად აირებში CH 4 მეთანის შემცველობა უმნიშვნელოა. ძირითადი აალებადი კომპონენტებია წყალბადი H 2 და ნახშირბადის მონოქსიდი CO. მაგალითად, კოქსის ღუმელის გაზში H 2-ის შემცველობა აღწევს (55 ÷ 60)%-ს, ხოლო ასეთი აირის წმინდა კალორიულობა 17,6 მჯ/მ 3-ს აღწევს. გენერატორის გაზში CO-ს შემცველობა ~ 30% და H 2 ~ 15%, ხოლო გენერატორის აირის წმინდა კალორიულობა. Q n= (5.2÷6.5) MJ/მ 3. აფეთქების გაზში CO და H 2 შემცველობა ნაკლებია; სიდიდე Q n= (4.0÷4.2) MJ/m3.

  განვიხილოთ ნივთიერებების კალორიული ღირებულების გამოთვლის მაგალითები მენდელეევის ფორმულით.

  მოდით განვსაზღვროთ ნახშირის კალორიული ღირებულება, რომლის ელემენტარული შემადგენლობა მოცემულია ცხრილში. 5.4.

  ცხრილი 5.4

  ნახშირის ელემენტარული შემადგენლობა

  ჩავანაცვლოთ ჩანართში მოცემული. 5.4 მონაცემები მენდელეევის ფორმულაში (5.1) (აზოტი N და ნაცარი A არ შედის ამ ფორმულაში, რადგან ისინი ინერტული ნივთიერებებია და არ მონაწილეობენ წვის რეაქციაში):

  Q n=0,339∙37,2+1,025∙2,6+0,1085∙0,6–0,1085∙12–0,025∙40=13,04 MJ/კგ.

  განვსაზღვროთ შეშის რაოდენობა, რომელიც საჭიროა 50 ლიტრი წყლის გასათბობად 10°C-დან 100°C-მდე, თუ წვის დროს გამოთავისუფლებული სითბოს 5% იხარჯება გათბობაზე და წყლის თბოტევადობა. თან\u003d 1 კკალ / (კგ ∙ გრადუსი) ან 4,1868 კჯ / (კგ ∙ გრადუსი). შეშის ელემენტარული შემადგენლობა მოცემულია ცხრილში. 5.5:

  ცხრილი 5.5

  შეშის ელემენტარული შემადგენლობა

  	ვიპოვოთ შეშის კალორიულობა მენდელეევის ფორმულის მიხედვით (5.1): Q n=0,339∙43+1,025∙7–0,1085∙41–0,025∙7= 17,12 MJ/კგ. განსაზღვრეთ წყლის გაცხელებაზე დახარჯული სითბოს რაოდენობა 1 კგ შეშის დაწვისას (იმის გათვალისწინებით, რომ წვის დროს გამოთავისუფლებული სითბოს 5% (a = 0,05) იხარჯება მის გაცხელებაზე): ქ 2=ა Q n=0,05 17,12=0,86 მჯ/კგ. განსაზღვრეთ შეშის რაოდენობა, რომელიც საჭიროა 50 ლიტრი წყლის გასათბობად 10°C-დან 100°C-მდე: კგ. ამრიგად, წყლის გასათბობად დაახლოებით 22 კგ შეშაა საჭირო.

  საწვავის ერთეულის სრული წვის დროს გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობას ეწოდება კალორიული ღირებულება (Q) ან, როგორც მას ზოგჯერ უწოდებენ, კალორიულობა ან კალორიულობა, რაც საწვავის ერთ-ერთი მთავარი მახასიათებელია.

  გაზების კალორიულობა ჩვეულებრივ მოიხსენიება როგორც 1 მ 3,მიღებული ნორმალურ პირობებში.

  ტექნიკური გამოთვლებით, ნორმალური პირობები გაგებულია, როგორც გაზის მდგომარეობა 0 ° C-ის ტოლი ტემპერატურაზე და 760 წნევის დროს. მმ Hg Ხელოვნება.ამ პირობებში აირის მოცულობა აღინიშნება ნმ 3(ჩვეულებრივი კუბური მეტრი).

  სამრეწველო გაზის გაზომვისთვის GOST 2923-45-ის შესაბამისად, ტემპერატურა 20 ° C და წნევა 760 აღებულია ნორმალურ პირობებში. მმ Hg Ხელოვნება.გაზის მოცულობა ეხებოდა ამ პირობებს, განსხვავებით ნმ 3ჩვენ დავუძახებთ მ 3 (კუბური მეტრი).

  გაზების კალორიულობა (Q))გამოხატული კკალ/ნმ ეან შიგნით კკალ / მ 3.

  თხევადი გაზებისთვის, კალორიული ღირებულება მითითებულია 1 კგ.

  არსებობს უფრო მაღალი (Q in) და ქვედა (Q n) კალორიულობა. მთლიანი კალორიული ღირებულება ითვალისწინებს საწვავის წვის დროს წარმოქმნილი წყლის ორთქლის კონდენსაციის სითბოს. წმინდა კალორიული ღირებულება არ ითვალისწინებს წვის პროდუქტების წყლის ორთქლში შემავალ სითბოს, რადგან წყლის ორთქლი არ კონდენსდება, არამედ წვის პროდუქტებთან ერთად გადადის.

  ცნებები Q in და Q n ეხება მხოლოდ იმ აირებს, რომელთა წვის დროს გამოიყოფა წყლის ორთქლი (ეს ცნებები არ ვრცელდება ნახშირბადის მონოქსიდზე, რომელიც არ იძლევა წყლის ორთქლს წვის დროს).

  როდესაც წყლის ორთქლი კონდენსირდება, სითბო გამოიყოფა 539-ის ტოლი კკალ/კგ.გარდა ამისა, როდესაც კონდენსატი გაცივდება 0°C-მდე (ან 20°C), სითბო გამოიყოფა, შესაბამისად, 100 ან 80 ოდენობით. კკალ/კგ.

  საერთო ჯამში, წყლის ორთქლის კონდენსაციის გამო, სითბო გამოიყოფა 600-ზე მეტი კკალ/კგ,რაც არის განსხვავება გაზის მთლიან და წმინდა კალორიულობას შორის. ურბანული გაზმომარაგებაში გამოყენებული გაზების უმეტესობისთვის ეს განსხვავება 8-10%-ს შეადგენს.

  ზოგიერთი აირის კალორიული ღირებულების მნიშვნელობები მოცემულია ცხრილში. 3.

  ურბანული გაზმომარაგებისთვის ამჟამად გამოიყენება გაზები, რომლებსაც, როგორც წესი, აქვთ მინიმუმ 3500 კალორიულობა. კკალ / ნმ 3.ეს აიხსნება იმით, რომ ქალაქების პირობებში გაზი მიეწოდება მილებით მნიშვნელოვან დისტანციებზე. დაბალი კალორიული ღირებულებით, საჭიროა დიდი რაოდენობით მიწოდება. ეს აუცილებლად იწვევს გაზსადენების დიამეტრის ზრდას და, შედეგად, გაზის ქსელების მშენებლობისთვის ლითონის ინვესტიციების და სახსრების ზრდას და, შემდგომში, საოპერაციო ხარჯების ზრდას. დაბალკალორიული გაზების მნიშვნელოვანი მინუსი არის ის, რომ უმეტეს შემთხვევაში ისინი შეიცავს ნახშირბადის მონოქსიდის მნიშვნელოვან რაოდენობას, რაც ზრდის საფრთხეს გაზის გამოყენებისას, ასევე ქსელებისა და დანადგარების მომსახურებისას.

  
  
  

  გაზი 3500-ზე ნაკლები კალორიულობით კკალ/ნმ 3ყველაზე ხშირად გამოიყენება ინდუსტრიაში, სადაც არ არის საჭირო მისი ტრანსპორტირება დიდ დისტანციებზე და უფრო ადვილია დაწვის ორგანიზება. ურბანული გაზმომარაგებისთვის სასურველია იყოს გაზის მუდმივი კალორიულობა. რყევები, როგორც უკვე დავადგინეთ, დასაშვებია არაუმეტეს 10%. გაზის კალორიული ღირებულების უფრო დიდი ცვლილება მოითხოვს ახალ კორექტირებას, ზოგჯერ კი დიდი რაოდენობით ერთიანი სანთურების შეცვლას საყოფაცხოვრებო ტექნიკისთვის, რაც დაკავშირებულია მნიშვნელოვან სირთულეებთან.