दहन की विशिष्ट ऊष्मा। कोयला दहन तापमान। कोयले के प्रकार। कोयले के दहन की विशिष्ट ऊष्मा

सारणियां ईंधन (तरल, ठोस और गैसीय) और कुछ अन्य ज्वलनशील पदार्थों के दहन की द्रव्यमान विशिष्ट ऊष्मा को दर्शाती हैं। निम्नलिखित ईंधन पर विचार किया गया: कोयला, जलाऊ लकड़ी, कोक, पीट, मिट्टी का तेल, तेल, शराब, गैसोलीन, प्राकृतिक गैस, आदि।

तालिकाओं की सूची:

ईंधन की एक्ज़ोथिर्मिक ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया के दौरान, इसकी रासायनिक ऊर्जा एक निश्चित मात्रा में गर्मी की रिहाई के साथ तापीय ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। परिणामी तापीय ऊर्जा को आमतौर पर ईंधन के दहन की गर्मी कहा जाता है। यह इसकी रासायनिक संरचना, आर्द्रता पर निर्भर करता है और मुख्य है। प्रति 1 किलो द्रव्यमान या 1 मीटर 3 मात्रा में ईंधन के दहन की गर्मी दहन की द्रव्यमान या वॉल्यूमेट्रिक विशिष्ट गर्मी बनाती है।

ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा, ठोस, तरल या गैसीय ईंधन के द्रव्यमान या आयतन की एक इकाई के पूर्ण दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा है। इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ यूनिट्स में, यह मान J/kg या J/m3 में मापा जाता है।

ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित की जा सकती है या विश्लेषणात्मक रूप से गणना की जा सकती है।ऊष्मीय मान निर्धारित करने के लिए प्रायोगिक तरीके ईंधन के दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा के व्यावहारिक माप पर आधारित होते हैं, उदाहरण के लिए, थर्मोस्टैट और दहन बम के साथ कैलोरीमीटर में। एक ज्ञात रासायनिक संरचना वाले ईंधन के लिए, मेंडेलीव सूत्र का उपयोग करके दहन की विशिष्ट गर्मी निर्धारित की जा सकती है।

दहन के उच्च और निम्न विशिष्ट तापों के बीच अंतर करें।ईंधन में निहित नमी के वाष्पीकरण पर खर्च की गई गर्मी को ध्यान में रखते हुए, उच्चतम कैलोरी मान ईंधन के पूर्ण दहन के दौरान जारी गर्मी की अधिकतम मात्रा के बराबर है। दहन की सबसे कम ऊष्मा संघनन की ऊष्मा के मूल्य से उच्चतम के मूल्य से कम होती है, जो ईंधन की नमी और कार्बनिक द्रव्यमान के हाइड्रोजन से बनती है, जो दहन के दौरान पानी में परिवर्तित हो जाती है।

ईंधन गुणवत्ता संकेतकों के साथ-साथ गर्मी इंजीनियरिंग गणनाओं को निर्धारित करने के लिए आमतौर पर दहन की सबसे कम विशिष्ट गर्मी का उपयोग करते हैं, जो ईंधन का सबसे महत्वपूर्ण थर्मल और प्रदर्शन विशेषता है और नीचे दी गई तालिकाओं में दिखाया गया है।

ठोस ईंधन (कोयला, जलाऊ लकड़ी, पीट, कोक) के दहन की विशिष्ट ऊष्मा

तालिका एमजे / किग्रा के संदर्भ में शुष्क ठोस ईंधन के दहन की विशिष्ट गर्मी के मूल्यों को दर्शाती है। तालिका में ईंधन को नाम से वर्णानुक्रम में क्रमबद्ध किया गया है।

माना गया ठोस ईंधन का उच्चतम कैलोरी मान कोकिंग कोल के पास होता है - इसकी विशिष्ट दहन गर्मी 36.3 MJ / kg (या SI इकाइयों में 36.3 · 10 6 J / kg) होती है। इसके अलावा, दहन की उच्च गर्मी कोयले, एन्थ्रेसाइट, चारकोल और लिग्नाइट कोयले की विशेषता है।

कम ऊर्जा दक्षता वाले ईंधन में लकड़ी, जलाऊ लकड़ी, बारूद, मिलिंग पीट, तेल शेल शामिल हैं। उदाहरण के लिए, जलाऊ लकड़ी के दहन की विशिष्ट ऊष्मा 8.4 ... 12.5 है, और बारूद - केवल 3.8 MJ / किग्रा।

ठोस ईंधन (कोयला, जलाऊ लकड़ी, पीट, कोक) के दहन की विशिष्ट ऊष्मा

ईंधन
एन्थ्रेसाइट	26,8…34,8
लकड़ी छर्रों (छर्रों)	18,5
सूखी जलाऊ लकड़ी	8,4…11
सूखी सन्टी जलाऊ लकड़ी	12,5
गैस कोक	26,9
ब्लास्ट फर्नेस कोक	30,4
अर्द्ध कोक	27,3
पाउडर	3,8
स्लेट	4,6…9
ज्वलनशील शेल	5,9…15
ठोस रॉकेट ईंधन	4,2…10,5
पीट	16,3
रेशेदार पीट	21,8
मिलिंग पीट	8,1…10,5
पीट का टुकड़ा	10,8
लिग्नाइट कोयला	13…25
भूरा कोयला (ब्रिकेट्स)	20,2
भूरा कोयला (धूल)	25
डोनेट्स्क कोयला	19,7…24
लकड़ी का कोयला	31,5…34,4
सख़्त कोयला	27
कोकिंग कोल	36,3
कुज़नेत्स्क कोयला	22,8…25,1
चेल्याबिंस्क कोयला	12,8
एकिबस्तुज़ कोयला	16,7
फ़्रेज़टॉर्फ़	8,1
लावा	27,5

तरल ईंधन (शराब, गैसोलीन, मिट्टी के तेल, तेल) के दहन की विशिष्ट गर्मी

तरल ईंधन और कुछ अन्य कार्बनिक तरल पदार्थों के दहन के विशिष्ट तापों की तालिका दी गई है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि गैसोलीन, डीजल ईंधन और तेल जैसे ईंधन दहन के दौरान उच्च गर्मी रिलीज द्वारा प्रतिष्ठित होते हैं।

अल्कोहल और एसीटोन के दहन की विशिष्ट गर्मी पारंपरिक मोटर ईंधन की तुलना में काफी कम होती है। इसके अलावा, तरल रॉकेट ईंधन का अपेक्षाकृत कम कैलोरी मान होता है और - इन हाइड्रोकार्बन के 1 किलो के पूर्ण दहन के साथ, क्रमशः 9.2 और 13.3 एमजे के बराबर गर्मी की मात्रा जारी की जाएगी।

तरल ईंधन (शराब, गैसोलीन, मिट्टी के तेल, तेल) के दहन की विशिष्ट गर्मी

ईंधन	दहन की विशिष्ट गर्मी, एमजे / किग्रा
एसीटोन	31,4
गैसोलीन A-72 (GOST 2084-67)	44,2
विमानन गैसोलीन B-70 (GOST 1012-72)	44,1
गैसोलीन AI-93 (GOST 2084-67)	43,6
बेंजीन	40,6
डीजल ईंधन सर्दी (GOST 305-73)	43,6
ग्रीष्मकालीन डीजल ईंधन (GOST 305-73)	43,4
तरल रॉकेट ईंधन (केरोसिन + तरल ऑक्सीजन)	9,2
उड्डयन मिट्टी का तेल	42,9
प्रकाश केरोसिन (GOST 4753-68)	43,7
ज़ाइलीन	43,2
उच्च सल्फर ईंधन तेल	39
कम सल्फर ईंधन तेल	40,5
कम सल्फर ईंधन तेल	41,7
सल्फर ईंधन तेल	39,6
मिथाइल अल्कोहल (मेथनॉल)	21,1
एन-ब्यूटाइल अल्कोहल	36,8
तेल	43,5…46
मीथेन तेल	21,5
टोल्यूनि	40,9
सफेद आत्मा (गोस्ट 313452)	44
इथाइलीन ग्लाइकॉल	13,3
एथिल अल्कोहल (इथेनॉल)	30,6

गैसीय ईंधन और दहनशील गैसों के दहन की विशिष्ट ऊष्मा

एमजे / किग्रा के संदर्भ में गैसीय ईंधन और कुछ अन्य दहनशील गैसों के दहन के विशिष्ट तापों की तालिका प्रस्तुत की गई है। गैसों में से, दहन की सबसे बड़ी द्रव्यमान विशिष्ट ऊष्मा भिन्न होती है। इस गैस के एक किलोग्राम के पूर्ण दहन से 119.83 MJ ऊष्मा निकल जाएगी। इसके अलावा, प्राकृतिक गैस जैसे ईंधन का उच्च कैलोरी मान होता है - प्राकृतिक गैस के दहन की विशिष्ट गर्मी 41 ... 49 एमजे / किग्रा (शुद्ध 50 एमजे / किग्रा के लिए) होती है।

गैसीय ईंधन और दहनशील गैसों (हाइड्रोजन, प्राकृतिक गैस, मीथेन) के दहन की विशिष्ट ऊष्मा

ईंधन	दहन की विशिष्ट गर्मी, एमजे / किग्रा
1-ब्यूटेन	45,3
अमोनिया	18,6
एसिटिलीन	48,3
हाइड्रोजन	119,83
हाइड्रोजन, मीथेन के साथ मिश्रण (द्रव्यमान द्वारा 50% एच 2 और 50% सीएच 4)	85
हाइड्रोजन, मीथेन और कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ मिश्रण (द्रव्यमान द्वारा 33-33-33%)	60
कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ मिश्रित हाइड्रोजन (50% एच 2 50% सीओ 2 द्रव्यमान द्वारा)	65
ब्लास्ट फर्नेस गैस	3
कोक ओवन गैस	38,5
तरलीकृत पेट्रोलियम गैस (एलपीजी) (प्रोपेन-ब्यूटेन)	43,8
आइसोब्यूटेन	45,6
मीथेन	50
n-भूटान	45,7
एन-हेक्सेन	45,1
एन-पैंटेन	45,4
एसोसिएटेड गैस	40,6…43
प्राकृतिक गैस	41…49
प्रोपेडियन	46,3
प्रोपेन	46,3
प्रोपलीन	45,8
प्रोपलीन, हाइड्रोजन और कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ मिश्रण (द्रव्यमान द्वारा 90% -9% -1%)	52
एटैन	47,5
ईथीलीन	47,2

कुछ ज्वलनशील पदार्थों के दहन की विशिष्ट ऊष्मा

कुछ ज्वलनशील पदार्थों (लकड़ी, कागज, प्लास्टिक, पुआल, रबर, आदि) के दहन के विशिष्ट तापों की एक तालिका है। यह उच्च दहन गर्मी वाली सामग्री पर ध्यान दिया जाना चाहिए। इन सामग्रियों में शामिल हैं: विभिन्न प्रकार के रबर, विस्तारित पॉलीस्टाइनिन (फोम), पॉलीप्रोपाइलीन और पॉलीइथाइलीन।

कुछ ज्वलनशील पदार्थों के दहन की विशिष्ट ऊष्मा

ईंधन	दहन की विशिष्ट गर्मी, एमजे / किग्रा
कागज़	17,6
कृत्रिम चमड़ा	21,5
लकड़ी (14% की नमी सामग्री वाले बार)	13,8
ढेर में लकड़ी	16,6
बलूत का लकड़ा	19,9
लकड़ी सजाना	20,3
लकड़ी हरी है	6,3
देवदार की लकड़ी	20,9
नायलॉन	31,1
कार्बोलाइट उत्पाद	26,9
गत्ता	16,5
स्टाइरीन-ब्यूटाडीन रबर SKS-30AR	43,9
प्राकृतिक रबड़	44,8
सिंथेटिक रबर	40,2
एसकेएस रबर	43,9
क्लोरोप्रीन रबर	28
लिनोलियम, पॉलीविनाइल क्लोराइड	14,3
दो-परत पॉलीविनाइल क्लोराइड लिनोलियम	17,9
लगा-आधारित पीवीसी लिनोलियम	16,6
गर्म आधार पर लिनोलियम, पॉलीविनाइल क्लोराइड	17,6
कपड़े के आधार पर लिनोलियम, पॉलीविनाइल क्लोराइड	20,3
लिनोलियम रबर (रिलिन)	27,2
पैराफिन मोम	11,2
पॉलीफोम पीवीसी -1	19,5
स्टायरोफोम FS-7	24,4
फोम एफएफ	31,4
विस्तारित पॉलीस्टाइनिन PSB-S	41,6
पॉलीयूरीथेन फ़ोम	24,3
फाइबर बोर्ड	20,9
पॉलीविनाइल क्लोराइड (पीवीसी)	20,7
पॉलीकार्बोनेट	31
polypropylene	45,7
polystyrene	39
उच्च दबाव पॉलीथीन	47
कम दबाव वाली पॉलीथीन	46,7
रबर	33,5
छत सामग्री	29,5
चैनल कालिख	28,3
सूखी घास	16,7
घास	17
कार्बनिक ग्लास (प्लेक्सीग्लस)	27,7
टेक्स्टोलाइट	20,9
सहने	16
टीएनटी	15
कपास	17,5
सेल्यूलोज	16,4
ऊन और ऊन के रेशे	23,1

स्रोत:

1. GOST 147-2013 ठोस खनिज ईंधन। सकल उष्मीय मान का निर्धारण और शुद्ध उष्मीय मान की गणना।
2. GOST 21261-91 पेट्रोलियम उत्पाद। सकल ऊष्मीय मान ज्ञात करने और शुद्ध उष्मीय मान की गणना करने की विधि।
3. GOST 22667-82 प्राकृतिक दहनशील गैसें। ऊष्मीय मान, सापेक्ष घनत्व और वोबे संख्या निर्धारित करने के लिए गणना विधि।
4. GOST 31369-2008 प्राकृतिक गैस। घटक संरचना के आधार पर कैलोरी मान, घनत्व, सापेक्ष घनत्व और वोबे संख्या की गणना।
5. ज़ेम्स्की जी.टी.

यह ज्ञात है कि ऊर्जा का स्रोत, जिसका उपयोग उद्योग, परिवहन, कृषि, रोजमर्रा की जिंदगी में किया जाता है, ईंधन है। ये कोयला, तेल, पीट, जलाऊ लकड़ी, प्राकृतिक गैस आदि हैं। जब ईंधन जलाया जाता है, तो ऊर्जा निकलती है। आइए जानने की कोशिश करते हैं कि इस मामले में कौन सी ऊर्जा निकलती है।

आइए हम पानी के अणु की संरचना को याद करें (चित्र 16, ए)। इसमें एक ऑक्सीजन परमाणु और दो हाइड्रोजन परमाणु होते हैं। यदि पानी के अणु को परमाणुओं में विभाजित किया जाता है, तो परमाणुओं के बीच आकर्षण की शक्तियों को दूर करना, अर्थात् कार्य करना, और इसलिए ऊर्जा खर्च करना आवश्यक है। इसके विपरीत, यदि परमाणु मिलकर एक अणु बनाते हैं, तो ऊर्जा निकलती है।

ईंधन का उपयोग ठीक परमाणु के संयोग से ऊर्जा मुक्त होने की घटना पर आधारित है। इसलिए, उदाहरण के लिए, ईंधन में निहित कार्बन परमाणु, दहन के दौरान, दो ऑक्सीजन परमाणुओं (चित्र 16, बी) के साथ संयोजित होते हैं। इससे कार्बन मोनोऑक्साइड - कार्बन डाइऑक्साइड - का एक अणु बनता है और ऊर्जा निकलती है।

चावल। 16. आणविक संरचना:
पानी; बी - एक कार्बन परमाणु और दो ऑक्सीजन परमाणुओं का कार्बन डाइऑक्साइड अणु में संयोजन

इंजनों की गणना करते समय, इंजीनियर को यह जानना आवश्यक है कि जला हुआ ईंधन कितनी गर्मी छोड़ सकता है। ऐसा करने के लिए, प्रयोगात्मक रूप से यह निर्धारित करना आवश्यक है कि विभिन्न प्रकार के ईंधन के समान द्रव्यमान के पूर्ण दहन के दौरान कितनी गर्मी जारी की जाएगी।

भौतिक मात्रा जो दर्शाती है कि 1 किलो वजन वाले ईंधन के पूर्ण दहन के दौरान कितनी गर्मी निकलती है, ईंधन के दहन की विशिष्ट गर्मी कहलाती है।

विशिष्ट उष्मीय मान अक्षर q द्वारा दर्शाया गया है। दहन की विशिष्ट ऊष्मा का मात्रक 1 J/kg है।

दहन की विशिष्ट ऊष्मा प्रयोगात्मक रूप से जटिल उपकरणों का उपयोग करके निर्धारित की जाती है।

प्रयोगात्मक डेटा के परिणाम तालिका 2 में दिखाए गए हैं।

तालिका 2

इस तालिका से पता चलता है कि दहन की विशिष्ट गर्मी, उदाहरण के लिए, गैसोलीन 4.6 10 7 जे / किग्रा है।

इसका मतलब है कि 1 किलो वजन वाले गैसोलीन के पूर्ण दहन के साथ, 4.6 10 7 J ऊर्जा निकलती है।

एम किलो ईंधन के दहन के दौरान जारी गर्मी क्यू की कुल मात्रा की गणना सूत्र द्वारा की जाती है

प्रशन

1. ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा क्या है?
2. ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा को किन इकाइयों में मापा जाता है?
3. अभिव्यक्ति "1.4 10 7 जे / किग्रा के बराबर ईंधन के दहन की विशिष्ट गर्मी" का क्या अर्थ है? ईंधन के दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा की गणना कैसे की जाती है?

व्यायाम 9

1. 15 किलो वजन के चारकोल के पूर्ण दहन के दौरान कितनी मात्रा में ऊष्मा निकलती है; शराब 200 ग्राम वजन?
2. तेल के पूर्ण दहन के दौरान कितनी गर्मी निकलेगी, जिसका द्रव्यमान 2.5 टन है; मिट्टी का तेल, जिसकी मात्रा 2 लीटर है, और घनत्व 800 किग्रा / मी 3 है?
3. सूखी लकड़ी के पूर्ण दहन के साथ, 50,000 kJ ऊर्जा जारी की गई थी। कितनी जलाऊ लकड़ी जली?

व्यायाम

तालिका 2 का उपयोग करते हुए, लकड़ी, शराब, तेल, हाइड्रोजन के दहन के विशिष्ट तापों के लिए एक बार ग्राफ का निर्माण करें, जो इस प्रकार है: आयत की चौड़ाई 1 सेल है, 2 मिमी की ऊंचाई 10 जे से मेल खाती है।

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

वे उपकरण जो ईंधन की आंतरिक ऊर्जा के कारण यांत्रिक कार्य करते हैं, कहलाते हैं हीट इंजन (हीट इंजन)।एक ताप इंजन के कामकाज के लिए, निम्नलिखित घटकों की आवश्यकता होती है: 1) उच्च तापमान स्तर t1, 2) के साथ एक 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, रेफ्रिजरेटर और काम कर रहे तरल पदार्थ .

जैसा कार्यात्मक द्रवगैस या भाप का उपयोग किया जाता है, क्योंकि वे अच्छी तरह से संपीड़ित होते हैं, और इंजन के प्रकार के आधार पर, ईंधन (गैसोलीन, मिट्टी का तेल), जल वाष्प, आदि हो सकते हैं। आंतरिक ऊर्जा, यांत्रिक कार्य (ए) किया जाता है, फिर काम कर रहे तरल पदार्थ रेफ्रिजरेटर (Q2) को एक निश्चित मात्रा में गर्मी 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 का उपयोग काम करने के लिए नहीं किया जाता है। क्रमश, दक्षताइंजन (दक्षता) सही कार्य (ए) के अनुपात के बराबर है 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 (ईंधन और हवा का मिश्रण) तैयार किया जाता है और वहाँ से यह इंजन में प्रवेश करता है। डीजल इंजन में, इंजन में ही एक दहनशील मिश्रण तैयार किया जाता है।

ICE के होते हैं सिलेंडर जिसमें चलती है पिस्टन ; सिलेंडर में हैं दो वाल्व जिनमें 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 के साथ क्रैंक तंत्र से जुड़ता है क्रैंकशाफ्ट , जो पिस्टन के ट्रांसलेशनल मूवमेंट के साथ रोटेशन में आता है। सिलेंडर को ढक्कन के साथ बंद कर दिया जाता है।

आंतरिक दहन इंजन चक्र में शामिल हैं चार बार: इनलेट, कम्प्रेशन, वर्किंग स्ट्रोक, रिलीज। सेवन के दौरान, पिस्टन नीचे की ओर बढ़ता 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। इस मामले में, 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 गर्म होती है। संपीड़न स्ट्रोक के अंत में, कार्बोरेटर इंजन में एक चिंगारी कूदती है और ईंधन 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 जलता 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 स्ट्रोक के अंत में, वाल्व बंद हो जाता है।

भाप का टर्बाइन

भाप का टर्बाइनशाफ्ट पर लगा एक डिस्क है, जिस पर ब्लेड लगे होते हैं। ब्लेड को भाप की आपूर्ति की जाती है। 600 डिग्री सेल्सियस तक गर्म भाप को नोजल की ओर निर्देशित किया जाता है और उसमें फैलता है। जब वाष्प का विस्तार होता है, तो इसकी आंतरिक ऊर्जा वाष्प जेट की निर्देशित गति की गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। भाप का एक जेट नोजल से टर्बाइन ब्लेड तक आता है और अपनी गतिज ऊर्जा का कुछ हिस्सा उन्हें स्थानांतरित करता है, जिससे टरबाइन को घुमाया जाता है। आमतौर पर, टर्बाइनों में कई डिस्क होती हैं, जिनमें से प्रत्येक को भाप की ऊर्जा का हिस्सा स्थानांतरित किया जाता 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 लकड़ी की तुलना में अधिक ऊर्जा-कुशल ईंधन है। इसका मतलब यह है कि उतनी ही गर्मी प्राप्त करने के लिए, जलाऊ लकड़ी का द्रव्यमान जिसे जलाने की आवश्यकता होती है, प्राकृतिक गैस के द्रव्यमान से काफी अधिक होना चाहिए। नतीजतन, ऊर्जा के दृष्टिकोण से, विभिन्न प्रकार के ईंधन की विशेषता एक मात्रा से होती है जिसे कहा जाता है ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा .

ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा- एक भौतिक मात्रा जो दर्शाती है कि 1 किलो के द्रव्यमान के साथ ईंधन के पूर्ण दहन के दौरान कितनी गर्मी निकलती है।

कोई भी ईंधन, जलने से, ऊष्मा (ऊर्जा) छोड़ता है, जो मात्रात्मक रूप से जूल या कैलोरी (4.3 J = 1 कैलोरी) में अनुमानित है। व्यवहार में, कैलोरीमीटर, परिष्कृत प्रयोगशाला उपकरणों का उपयोग ईंधन के दहन के दौरान निकलने वाली गर्मी की मात्रा को मापने के लिए किया जाता है। ऊष्मीय मान को ऊष्मीय मान भी कहते हैं।

ईंधन के दहन से प्राप्त ऊष्मा की मात्रा न केवल उसके ऊष्मीय मान पर, बल्कि उसके द्रव्यमान पर भी निर्भर करती है।

दहन के दौरान निकलने वाली ऊर्जा की मात्रा के संदर्भ में पदार्थों की तुलना करने के लिए, दहन की विशिष्ट गर्मी का मूल्य अधिक सुविधाजनक होता है। यह ईंधन के एक किलोग्राम (दहन की द्रव्यमान विशिष्ट ऊष्मा) या एक लीटर, घन मीटर (दहन की विशिष्ट विशिष्ट ऊष्मा) के दहन के दौरान उत्पन्न ऊष्मा की मात्रा को दर्शाता है।

एसआई प्रणाली में अपनाई गई ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा की इकाइयाँ kcal / kg, MJ / kg, kcal / m³, MJ / m³, साथ ही साथ उनके डेरिवेटिव हैं।

किसी ईंधन का ऊर्जा मूल्य उसके दहन की विशिष्ट ऊष्मा के मान से ठीक-ठीक निर्धारित होता है। ईंधन के दहन के दौरान उत्पन्न ऊष्मा की मात्रा, उसके द्रव्यमान और दहन की विशिष्ट ऊष्मा के बीच संबंध को एक सरल सूत्र द्वारा व्यक्त किया जाता है:

क्यू = क्यू एम, जहां क्यू जे में गर्मी की मात्रा है, क्यू जे / किग्रा में दहन की विशिष्ट गर्मी है, और एम किलो में पदार्थ का द्रव्यमान है।

सभी प्रकार के ईंधन और सबसे ज्वलनशील पदार्थों के लिए, दहन के विशिष्ट ताप लंबे समय से निर्धारित और सारणीबद्ध होते हैं, जिनका उपयोग विशेषज्ञों द्वारा ईंधन या अन्य सामग्रियों के दहन के दौरान जारी गर्मी की गणना करते समय किया जाता है। अलग-अलग तालिकाओं में, मामूली विसंगतियां संभव हैं, जाहिरा तौर पर अलग-अलग जमाओं से निकाली गई एक ही प्रकार की दहनशील सामग्री के अलग-अलग माप विधियों या अलग-अलग कैलोरी मान द्वारा स्पष्ट रूप से समझाया गया है।

कोयले में ठोस ईंधन की उच्चतम ऊर्जा खपत होती है - 27 एमजे / किग्रा (एंथ्रेसाइट - 28 एमजे / किग्रा)। चारकोल के समान संकेतक (27 एमजे / किग्रा) हैं। भूरे कोयले का ऊष्मीय मान बहुत कम होता है - 13 MJ/kg। इसके अलावा, इसमें आमतौर पर बहुत अधिक नमी (60% तक) होती है, जो वाष्पित होकर, दहन की कुल गर्मी के मूल्य को कम कर देती है।

पीट 14-17 एमजे / किग्रा की गर्मी से जलता है (इसकी स्थिति के आधार पर - टुकड़ा, दबाया हुआ, ईट)। जलाऊ लकड़ी, 20% नमी तक सूख जाती है, 8 से 15 MJ / किग्रा तक निकलती है। इसी समय, एस्पेन और सन्टी से प्राप्त ऊर्जा की मात्रा लगभग आधे से भिन्न हो सकती है। विभिन्न सामग्रियों के छर्रे लगभग समान संकेतक देते हैं - 14 से 18 एमजे / किग्रा तक।

ठोस ईंधन की तुलना में दहन की विशिष्ट ऊष्मा के संदर्भ में तरल ईंधन बहुत कम भिन्न होते हैं। इस प्रकार, डीजल ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा 43 MJ / l, गैसोलीन - 44 MJ / l, मिट्टी का तेल - 43.5 MJ / l, ईंधन तेल - 40.6 MJ / l है।

प्राकृतिक गैस के लिए दहन की विशिष्ट ऊष्मा 33.5 MJ / m³ है, प्रोपेन के लिए - 45 MJ / m³। सबसे अधिक ऊर्जा की खपत करने वाला गैसीय ईंधन हाइड्रोजन गैस (120 MJ / m³) है। यह ईंधन के रूप में उपयोग के लिए बहुत आशाजनक है, लेकिन आज तक, इसके भंडारण और परिवहन के लिए कोई इष्टतम विकल्प नहीं मिला है।

विभिन्न प्रकार के ईंधन की ऊर्जा तीव्रता की तुलना

मुख्य प्रकार के ठोस, तरल और गैसीय ईंधन के ऊर्जा मूल्य की तुलना करते समय, यह स्थापित किया जा सकता है कि एक लीटर गैसोलीन या डीजल ईंधन 1.3 वर्ग मीटर प्राकृतिक गैस, एक किलोग्राम कोयला - 0.8 वर्ग मीटर गैस और एक किलोग्राम से मेल खाती है। जलाऊ लकड़ी - 0.4 वर्ग मीटर गैस।

ईंधन के दहन की गर्मी दक्षता का सबसे महत्वपूर्ण संकेतक है, लेकिन मानव गतिविधि के क्षेत्रों में इसके वितरण की चौड़ाई तकनीकी क्षमताओं और उपयोग के आर्थिक संकेतकों पर निर्भर करती है।

लोग आज ईंधन पर अत्यधिक निर्भर हैं। घरों को गर्म करना, खाना बनाना, उपकरण और वाहनों का संचालन इसके बिना नहीं चल सकता। उपयोग किए जाने वाले अधिकांश ईंधन हाइड्रोकार्बन हैं। उनकी दक्षता का आकलन करने के लिए, दहन के विशिष्ट तापों के मूल्यों का उपयोग किया जाता है। मिट्टी के तेल का अपेक्षाकृत प्रभावशाली प्रदर्शन होता है। इसी गुण के कारण इसका प्रयोग रॉकेट और वायुयान के इंजनों में किया जाता है।

इसके गुणों के कारण रॉकेट इंजन में मिट्टी के तेल का उपयोग किया जाता है

गुण, रसीद और आवेदन

मिट्टी के तेल का इतिहास 2 हजार साल से अधिक पुराना है और उस समय से शुरू होता है जब अरब वैज्ञानिक अलग-अलग घटकों में तेल के आसवन की एक विधि के साथ आए थे। यह आधिकारिक तौर पर 1853 में खोला गया था जब कनाडा के चिकित्सक अब्राहम गेस्नर ने बिटुमेन और तेल शेल से एक स्पष्ट ज्वलनशील तरल निकालने के लिए एक विधि विकसित और पेटेंट की थी।

1859 में पहला तेल कुआं खोदने के बाद तेल मिट्टी के तेल का मुख्य कच्चा माल बन गया। लैंप में इसके सर्वव्यापी उपयोग के कारण, इसे दशकों से एक प्रमुख परिष्कृत उत्पाद माना जाता रहा है। केवल बिजली के आगमन ने प्रकाश व्यवस्था के लिए इसके महत्व को कम कर दिया। कारों की लोकप्रियता बढ़ने से मिट्टी के तेल का उत्पादन गिर गया।- इस परिस्थिति ने पेट्रोलियम उत्पाद के रूप में गैसोलीन के महत्व को काफी बढ़ा दिया है। फिर भी, दुनिया के कई हिस्सों में आज भी मिट्टी के तेल का उपयोग हीटिंग और प्रकाश व्यवस्था के लिए किया जाता है, और आधुनिक जेट ईंधन एक ही उत्पाद है, लेकिन उच्च गुणवत्ता का है।

कारों के उपयोग में वृद्धि के साथ - मिट्टी के तेल की लोकप्रियता गिर गई है

मिट्टी का तेल एक हल्का पारदर्शी तरल है, रासायनिक रूप से कार्बनिक यौगिकों का मिश्रण है। इसकी संरचना काफी हद तक फीडस्टॉक पर निर्भर करती है, लेकिन, एक नियम के रूप में, इसमें एक दर्जन विभिन्न हाइड्रोकार्बन होते हैं, प्रत्येक अणु में 10 से 16 कार्बन परमाणु होते हैं। केरोसिन गैसोलीन की तुलना में कम वाष्पशील होता है। मिट्टी के तेल और गैसोलीन के सापेक्ष प्रज्वलन तापमान, जिस पर वे सतह के पास ज्वलनशील वाष्प का उत्सर्जन करते हैं, क्रमशः 38 और -40 ° C होते हैं।

यह संपत्ति भंडारण, उपयोग और परिवहन के मामले में मिट्टी के तेल को अपेक्षाकृत सुरक्षित ईंधन के रूप में मानना ​​संभव बनाती है। इसके क्वथनांक (150 से 350 डिग्री सेल्सियस) के आधार पर, इसे कच्चे तेल के तथाकथित मध्य आसवन में से एक के रूप में वर्गीकृत किया गया है।

क्रैकिंग प्रक्रिया के परिणामस्वरूप मिट्टी के तेल को सीधे-सीधे, यानी तेल से भौतिक रूप से अलग करके, आसवन द्वारा, या भारी अंशों के रासायनिक अपघटन द्वारा प्राप्त किया जा सकता है।

ईंधन के रूप में मिट्टी के तेल की विशेषता

दहन गर्मी की रिहाई के साथ पदार्थों के हिंसक ऑक्सीकरण की प्रक्रिया है। एक नियम के रूप में, हवा में ऑक्सीजन प्रतिक्रिया में शामिल होती है। हाइड्रोकार्बन के दहन के दौरान, निम्नलिखित मुख्य दहन उत्पाद बनते हैं:

• कार्बन डाईऑक्साइड;
• भाप;
• कालिख।

ईंधन के दहन के दौरान उत्पन्न ऊर्जा की मात्रा उसके प्रकार, दहन की स्थिति, द्रव्यमान या आयतन पर निर्भर करती है। ऊर्जा को जूल या कैलोरी में मापा जाता है। विशिष्ट (पदार्थ की मात्रा के मापन की प्रति इकाई) दहन की गर्मी ईंधन की एक इकाई के दहन से प्राप्त ऊर्जा है:

• दाढ़ (उदाहरण के लिए, जे / मोल);
• द्रव्यमान (उदाहरण के लिए, जे / किग्रा);
• वॉल्यूमेट्रिक (उदाहरण के लिए, केकेसी / एल)।

ज्यादातर मामलों में, गैसीय, तरल और ठोस ईंधन का आकलन करने के लिए, दहन की द्रव्यमान गर्मी, जिसे जे / किग्रा में व्यक्त किया जाता है, का उपयोग किया जाता है।

जब एक कार्बोहाइड्रेट को जलाया जाता है, तो कई तत्व बनते हैं, जैसे कालिख

ऊष्मीय मान का मान इस बात पर निर्भर करेगा कि दहन के दौरान पानी के साथ होने वाली प्रक्रियाओं को ध्यान में रखा गया था या नहीं। नमी का वाष्पीकरण एक ऊर्जा खपत करने वाली प्रक्रिया है, और इन वाष्पों के संघनन के दौरान गर्मी हस्तांतरण को ध्यान में रखते हुए भी परिणाम को प्रभावित कर सकते हैं।

संघनित भाप से प्रणाली को ऊर्जा वापस करने से पहले किए गए मापों के परिणाम को शुद्ध कैलोरी मान कहा जाता है, और वाष्प के संघनन के बाद प्राप्त मूल्य को सकल गर्मी कहा जाता है। हाइड्रोकार्बन इंजन निकास में जल वाष्प की अतिरिक्त ऊर्जा का उपयोग नहीं कर सकते हैं, इसलिए शुद्ध आंकड़ा इंजन निर्माताओं के लिए प्रासंगिक है और संदर्भ पुस्तकों में अधिक बार पाया जाता है।

अक्सर, ऊष्मीय मान निर्दिष्ट करते समय, वे यह निर्दिष्ट नहीं करते हैं कि कौन सा मान अभिप्रेत है, जिससे भ्रम हो सकता है। यह ज्ञान को नेविगेट करने में मदद करता है कि रूसी संघ में यह सबसे कम इंगित करने के लिए प्रथागत है।

शुद्ध कैलोरी मान एक महत्वपूर्ण संकेतक है

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कुछ ईंधन के लिए, शुद्ध और सकल ऊर्जा में विभाजन का कोई मतलब नहीं है, क्योंकि वे दहन के दौरान पानी नहीं बनाते हैं। मिट्टी के तेल के संबंध में, यह अप्रासंगिक है, क्योंकि इसमें हाइड्रोकार्बन की मात्रा अधिक होती है। अपेक्षाकृत कम घनत्व के साथ (780 किग्रा / मी³ और 810 किग्रा / मी³ के बीच) इसका ऊष्मीय मान डीजल ईंधन के समान है और है:

• सबसे कम - 43.1 एमजे / किग्रा;
• उच्चतम - 46.2 एमजे / किग्रा।

अन्य ईंधन के साथ तुलना

यह सूचक ईंधन में निहित ऊष्मा की संभावित मात्रा का आकलन करने के लिए बहुत सुविधाजनक है। उदाहरण के लिए, प्रति यूनिट द्रव्यमान में गैसोलीन के दहन की गर्मी मिट्टी के तेल की तुलना में है, लेकिन पूर्व बहुत अधिक सघन है। नतीजतन, उसी तुलना में, एक लीटर गैसोलीन में कम ऊर्जा होती है।

हाइड्रोकार्बन के मिश्रण के रूप में तेल के दहन की विशिष्ट गर्मी इसके घनत्व पर निर्भर करती है, जो विभिन्न क्षेत्रों (43-46 एमजे / किग्रा) के लिए परिवर्तनशील है। गणना के तरीके इस मूल्य को उच्च सटीकता के साथ निर्धारित करना संभव बनाते हैं यदि इसकी संरचना पर प्रारंभिक डेटा है।

तेल बनाने वाले कुछ प्रकार के ज्वलनशील तरल पदार्थों के औसत संकेतक इस तरह दिखते हैं (एमजे / किग्रा में):

• डीजल ईंधन - 42-44;
• गैसोलीन - 43-45;
• मिट्टी का तेल - 43-44।

पीट और कोयले जैसे ठोस ईंधन का ऊष्मीय मान अधिक होता है। यह इस तथ्य के कारण है कि उनकी संरचना गैर-दहनशील पदार्थों की सामग्री और हाइड्रोकार्बन की कैलोरी सामग्री दोनों में बहुत भिन्न हो सकती है। उदाहरण के लिए, विभिन्न प्रकार की पीट का कैलोरी मान 8-24 एमजे / किग्रा की सीमा के भीतर उतार-चढ़ाव कर सकता है, और कोयले का - 13-36 एमजे / किग्रा। सामान्य गैसों में, हाइड्रोजन का उच्च ऊष्मीय मान होता है - 120 MJ / kg। दहन की विशिष्ट ऊष्मा के संदर्भ में अगला मीथेन (50 MJ / kg) है।

हम कह सकते हैं कि मिट्टी का तेल एक ईंधन है जो कम कीमत पर अपेक्षाकृत उच्च ऊर्जा तीव्रता के कारण समय की कसौटी पर खरा उतरा है। इसका उपयोग न केवल आर्थिक रूप से उचित है, बल्कि कुछ मामलों में इसका कोई विकल्प भी नहीं है।