Большая Советская Энциклопедия (ТЕ)
Шрифт:
| Вещество | tпл, °С | Lпл , ккал/кг | Lпл , дж/кг |
| Водород …….… Азот ………….... Ртуть …………... Лёд.…………...... Олово ………..... Свинец ………... Медь …………... Железо………... | – 259,1 -209,86 -38,89 0 231,9 327,4 1083 1539 | 13,89 6,09 2,82 79,4 14,4 5,89 48,9 65 | 58 200 25 500 11 800 333 000 60 300 24 700 205 000 272 000 |
и мольную Т. п. (дж/моль ). В табл. приведены значения удельной Т. п. Lпл при атмосферном давлении (760 мм рт.
Теплота сгорания
Теплота' сгора'ния, теплота горения, теплотворная способность, теплотворность, теплопроизводительность, калорийность, количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании топлива ; измеряется в джоулях или калориях. Т. с., отнесённая к единице массы или объёма топлива, называется удельной Т. с. — кдж или ккал на 1 кг или м2. В Великобритании и США до внедрения метрической системы мер удельная Т. с. измерялась в британских тепловых единицах (Btu ) на фунт (lb ) (1Btu/lb= 2,326 кдж/кг ). Удельная Т. с. — важнейший показатель практической ценности топлива. Т. с. определяют калориметрией . Если вода, содержащаяся в топливе и образующаяся при сгорании водорода топлива, присутствует в виде жидкости, то количество выделившейся теплоты характеризуется высшей Т. с. (Qв ). Если вода находится в виде пара, то Т. с. называется низшей (Он ). Низшая и высшая Т. с. связаны следующей зависимостью:
Qн =Qв — k (W + 9H ),
где W — количество воды в топливе, % (по массе); Н — количество водорода в топливе, % (по массе): k — коэффициент, равный 25 кдж/кг (6 ккал/кг ).
В СССР, ФРГ и др. странах тепловые расчёты обычно ведут по низшей Т. с., в США, Великобритании, Франции — по высшей.
Т. с. может быть отнесена к рабочей массе топлива QP то есть к топливу в том виде, в каком оно поступает к потребителю; к сухой массе топлива Qc; к горючей массе топлива Qг, то есть к топливу, не содержащему влаги и золы.
Для приближённых подсчётов Т. с. определяют по эмпирическим формулам; например, Т. с. твёрдых и жидких топлив вычисляют по формуле Менделеева:
QP =81CP +З00Нр– 26(Ор –Spл ) – 6 (9Hp +WP ),
где Ср, Hp , Ор, Spл, Wp — содержание в рабочей массе топлива углерода, водорода, кислорода, летучей серы и влаги в % (по массе).
Для сравнительных расчётов используется так называемое топливо условное , имеющее удельную Т. с., равную 29308 кдж/кг (7000 ккал/кг ).
И. Н. Розенгауз.
Теплота фазового перехода
Теплота' фа'зового перехо'да, количество теплоты, которое необходимо сообщить веществу (или отвести от него) при равновесном изобарно-изотермическом переходе вещества из одной фазы в другую (фазовом переходе I рода — кипении , плавлении , кристаллизации , полиморфном превращении и т. п.). Для фазовых переходов II рода Т. ф. п. равна нулю. Равновесный фазовый
Теплотехника
Теплоте'хника, отрасль техники, занимающаяся получением и использованием теплоты в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте и в быту.
Получение теплоты. Основным источником теплоты, используемой человечеством (70-е гг. 20 в.), является природное органическое топливо, выделяющее теплоту при сжигании. Различают твёрдое, жидкое и газообразное топливо. Наиболее распространённые виды твёрдого топлива — угли (каменные и бурые, антрациты), горючие сланцы , торф . Природное жидкое топливо — нефть , однако непосредственно нефть редко используется для получения теплоты. На нефтеперерабатывающих предприятиях из нефти вырабатывают бензин — горючее для автомобильных и поршневых авиационных двигателей; керосин — для реактивной авиации и для некоторых поршневых двигателей; различные типы дизельного топлива и мазуты , применяемые в основном на тепловых электростанциях. Газообразное топливо — природный газ, состоящий из метана и др. углеводородов (см. Газы горючие ). Топливом в сравнительно небольших масштабах служит также древесина (дрова и древесные отходы). В середине 20 в. разрабатываются методы сжигания промышленных и бытовых отходов с целью их уничтожения и одновременного получения теплоты.
Важнейшая характеристика топлива — удельная теплота сгорания . Для сравнительных расчётов используется понятие топлива условного с теплотой сгорания 29308 кдж/кг (7000 ккал/кг ).
Для сжигания топлива служат различные технические устройства — топки , печи , камеры сгорания . В топках и печах топливо сжигается при давлении, близком к атмосферному, а в качестве окислителя обычно используется воздух. В камерах сгорания давление может быть выше атмосферного, а окислителем может служить воздух с повышенным содержанием кислорода (обогащенный воздух), кислород и т. д.
Теоретически для сгорания топлива необходимо стехиометрическое количество кислорода. Например, при горении метана CH4 осуществляется след. реакция: CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2 O. Из этого уравнения следует, что на 1 кмоль (16 кг ) CH4 требуется 2 кмоля (64 кг ) O2 , то есть на 1 кг CH4 — 4кг O2 . На практике для полного сгорания нужно несколько большее количество окислителя. Отношение действительного количества окислителя (воздуха), использованного для горения, к теоретически необходимому называется коэффициентом избытка окислителя (воздуха) a. При сгорании топлива его химическая энергия переходит во внутреннюю энергию продуктов сгорания, в результате чего эти продукты нагреваются. Температура, которую приобрели бы продукты сгорания, если бы не отдавали теплоту во вне (адиабатный процесс ), называется теоретической температурой горения. Эта температура зависит от вида топлива и окислителя, их начальной температуры и от коэффициента избытка окислителя. Для большинства природных топлив (окислитель — воздух) теоретическая температура горения составляет 1500—2000 °С; её повышает предварительный подогрев топлива и окислителя. Максимальная теоретическая температура горения наблюдается при коэффициенте избытка окислителя a»0,98.
В топках происходит отвод теплоты от горящего топлива, поэтому температура продуктов сгорания оказывается ниже теоретической температуры.
Уголь обычно сжигают в топках. При относительно малых количествах необходимого топлива используют слоевые топки , где уголь в виде кусков сжигают на колосниковой решётке, сквозь которую продувается воздух. Для сжигания значит. количеств угля (нескольких сот т в час) применяют камерные топки . В них уголь, предварительно превращенный в порошок с размером частиц 50—300 мкм, подаётся в смеси с воздухом через пылеугольные горелки. Мазутные топки и газовые топки аналогичны пылеугольным и отличаются конструкцией горелок или форсунок.