> Энциклопедический словарь Гранат, страница > Теплота находится в Т

Теплота находится в Т

Теплота находится в Т. в виде связанной энергии, которая освобождается при горении (ср. термохимия, XLI, ч. 7, 574/77). Количество теплоты, которое выделяется при горении 1 килограммр. твердого или жидкого Т., или 1 кб. м. газообразного Т., называется теплотворной способностью. Если вода в продуктах горепия мыслится в жидком состоянии, то теплотворную способность называют высшей, если в парообразном—то нившей. Лучшую характеристику Т. дает пе теплотворная способность его, но его теоретическая температура горения. Чтобы составить понятие об этой температуре, следует представить себе, что горение Т. совершается в бесконечно-малом объёме и в бесконечно-малое время, следовательно, не происходит потери теплоты лучеиспусканием наружу и внутри пламени вследствие диссоциации.“ Теоретическая температура вычисляется из уравнения:

Q f Qi -f Qa=~x. Cpx. t,

где Q — теплотворная способность T.; Q, — теплосодержание T., если оно подогрето; Q3— теплосодержание подогретого воздуха; 1х — количества продуктов горения; Срх — средняя удель-пан теплоемкость продуктов горения при постоянном давлении; t — теоретическая температура. Что касается определения теплотворной способности Т., то оно или производится опытным путем, именно, сжигай нем навески Т. в бомбе калориметра, или вычислением. Вычисление чаще всего выполняется по способу Дюлонга и Пти, в основу которого кладется следующее положение: теплотворная способность Т. равна сумме теплот горения углерода, водорода и серы, входящих в состав Т. Если через С. M, О и S назовем весовое содержание в Т. углерода, водорода, кислорода и серы в процентах, то теплотворная способность одного килограмма топлива U будет

И =80,8 C-t-842 (tf — + 22,2 S.

Если желают определить низшую теплотрор-ную способность, то из этой суммы должны вычесть теплоту, израсходованную на образование пара, именно,—число 6, помноженное навлажность

Т. Коэффициентом при (-D

продыдущ. ур-ии надо взять число 287. Следует иметь в виду, что Дюлонг и Пти делают предположение, что весь кислород Т. связан с водородом его в воду. Следовательно, сгорает только так называемым свободный водород. Если, наир., Т. содержит Я% и 0%, водорода и кислорода то количество свободного водорода, то есть не связанного в воду, выразятся величиной

(»-)

° Л

Эта величина и вводится в расчет. Опытами установлено, что 1 килограмм углерода (С) при сгорании в углекислоту (COs) выделяет 8.080 калорий, а при сгорании в окись углерода (СО) только 2.473 калории; 1 килограмм водорода (Н,) выделяет при сгорании в жидкую воду 84.200 калорий, а в водяной пар — 28.700 калорий; 1 килограмм серы (S) при сгорании до сернистой кислоты (SOa) дает 2.220 калорий. Для определения теплотворной способности газообразного Т. пользуются особым калориметром, обыкновенно калориметром Юнкере а. Вычисление теплотворной способности в этом случае. производят на основании теплотворной способности составных частей газовой смеси. При этом принимают, что I куб. метр окиси углерода (СО) дает при сгорании 3.000 калорий, 1 куб. метр водорода (Н) выделяет 2.560 калорий, 1 куб. метр метана (СН4}) дает 8.600 калорий, 1 куб. метр этилена (С,Н4) дает 14.000 калорий.

У нас в настоящее время теплотворпая способность Т. определяется, с пересчетом на рабочий состав, по правилам, которые установлены III Всесоюзным теплотехническим съездом. Различаются:

1) „теплотворпая способность по бомбе“ —получающаяся но тепловыделению в бомбе с поправками на охлаждение и горение железной проволоки;

2) „высшая теплотворпая способность — получается по тепловыделению в бомбе с поправками на охлаждение, горение железной проволоки, сериую и азотную кислоту:

8) „низшая теплотворная способность по бомбе“—отличающаяся от указанной в п. 1) введением поправок на образование водяного пара:

4) .низшая теплотворная способность—получается по указанной в и. 2) введением поправок на образование водяного пара.

За исходную величину принимается теплотворная способность, определенная в калориметрической бомбе при 20° С. с указанными в и. 2) поправками. С практически достаточной точностью можно принять, что высшая теплотворная способность при сгорании при постоянном давлении и заданной температуре равна этой величине.

Для по счета пившей теплотворной способности при постоянном давлении, впредь додальнейших уточнений, можно пользоваться общепринятой формулой:

<е=«£-в.(9.Яр+ »р):

здесь — низшая теплотворная способность рабочего Т., Q — высшая теплотворная способность рабочего Т., и — содержаниеводорода и влаги в рабочем Т. в э/0%

Теплотворная способность газообразного Т. дается в калориях на 1 куб. м. при Ф и 7G0 миллиметров. ртутного столба.

В основу расчетов кладется параллельно и высшая и низшая теплотворная способность, отнесенная к рабочему составу Т.

Горючая часть твердого и жидкого Т. состоит, главным образом, из углерода и водорода, которые входят в состав Т. в виде углеводородов. При полном сгорании углерод сгорает с кислородом Т. и подводимого атмосферного воздуха в углекислоту. Реакция горения выражается уравнением, в котором молекулярные веса взяты в килограммах-

12 килограммар. С -f 32 килограммар. 0=44 килограммар. СО.

Принимая во внимание, что молекулярные ве-<14 всех газов при одинаковых температуре и давлении занимают равные объёмы, именно, 22,4 куб. м. при 0° и давлении в 760 миллиметров., получим уравнение:

12 килограммар. С + 22,4 кб. м. О,=22,4 кб. м. СО

или на 1 куб. метр кислорода:

0,536 килограммр. С -4- 1 кб. м. О=1 кб. м. СО.

Следовательно, из 1 объёмной части кислорода получается 1 объёмная часть углекислоты. Таким образом, на 0,536 килограммр. углерода необходимо для горения 1 :0,21 =4.8 кб. м. воздуха или на 1 килограммр. углерода 4,8:0,536=8,9 куб. м. воздуха.

Водород сгорает по уравнению:

2 килограммар. II, 4-11,2 кб. м. О=22,4 кб. м. Н0 (пар).

Дымовые газы от горения чистого водорода при объёмном газовом анализе дают только азот, при условии, что весь кислород воздуха, подведенного в теоретическом количестве, соединился с водородом.

Горение окиси углерода идет по уравнению:

22,4 кб. м. СО 4- 11,2 кб. м. О ~ 22,4 кб. м. СО.

Горение углеводородов протекает по уравнению (ср. XIЛ, ч. 7, 5741:

С„ нп + (т + -J О, = т СО, + “ Н,0.

К приведенных уравнениях горение совершается с теоретическим количеством воздуха. На практике, однако, горение всегда протекает с некоторым избытком воздуха. Пусть Л—теоретическое количество воздуха, а h, — практически необходимое. Отпоптенне =Х называется коэффициентом избыточного воздуха, отношение —У] называется воздушным множите-100 (Л, — I)

лем и отношение------= < выражает избыток воздуха в процентах.

X. 7i=1; α= (X — 1). 100=( - — 1 ). 100.

а-о-

Легко видеть, что

Т1 шш

= 0;

X=со соответствует max J

X.=1 соответствует в =1: шш max

0<х<1 я со > Т) > 1.

Нормальным принято считать такой коэффициент избыточного воздуха, при котором достигают в топке самой высокой температуры горения. Для каждой топки он определяется путем опыта. См. топки.

С. Флоров.