Низшая теплота сгорания сжиженного газа ккал м3. Теплотворная способность различных видов топлива

(рис. 14.1 - Теплотворная
способность топлива)

Обратите внимание на теплотворную способность (удельную теплоту сгорания) различных видов топлива, сравните показатели. Теплотворная способность топлива характеризует количество теплоты, выделяемое при полном сгорании топлива массой 1 кг или объёмом 1 м³ (1 л). Наиболее часто теплотворная способность измеряется в Дж/кг (Дж/м³; Дж/л). Чем выше удельная теплота сгорания топлива, тем меньше его расход. Поэтому теплотворная способность является одной из наиболее значимых характеристик топлива.

Удельная теплота сгорания каждого вида топлива зависит:

• От его горючих составляющих (углерода, водорода, летучей горючей серы и др.).
• От его влажности и зольности.

(рис. 14.2 - Удельная теплота сгорания)

Согласно таблице «Удельная теплота сгорания различных энергоносителей, сравнительный анализ расходов», пропан-бутан (сжиженный углеводородный газ) уступает в экономической выгоде и перспективности использования только природному газу (метану). Однако следует обратить внимание на тенденцию к неизбежному росту стоимости магистрального газа, которая на сегодняшний день существенно занижена. Аналитики предрекают неминуемую реорганизацию отрасли, которая приведёт к существенному удорожанию природного газа, возможно, даже превысит стоимость дизельного топлива.

Таким образом, сжиженный углеводородный газ, стоимость которого практически не изменится, остаётся исключительно перспективным - оптимальным решением для систем автономной газификации.

ГОСТ 22667-82

Группа Б19

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ГАЗЫ ГОРЮЧИЕ ПРИРОДНЫЕ

Расчетный метод определения теплоты сгорания, относительной плотности и числа Воббе

Combustible natural gases. Calculation method for determination of calorific value, specife gravity
and Wobbe index

МКС 75.160.30

Дата введения 1983-07-01

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 23 августа 1982 г. N 3333 дата введения установлена 01.07.83

Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 4-94)

ВЗАМЕН ГОСТ 22667-77

ИЗДАНИЕ с Изменением N 1, утвержденным в августе 1992 г. (ИУС 11-92).


Настоящий стандарт устанавливает методы расчета высшей и низшей теплоты сгорания, относительной плотности и числа Воббе сухих природных углеводородных газов по компонентному составу и известным физическим величинам чистых компонентов.

Стандарт не распространяется на газы, в которых фракция углеводородов превышает 0,1%.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ

1.1. Теплоту сгорания газа объемную (высшую или низшую) вычисляют по компонентному составу и теплоте сгорания отдельных компонентов газа.

1.2. Компонентный состав газа определяют по ГОСТ 23781-87 методом абсолютной калибровки. Определяют все компоненты, объемная доля которых превышает 0,005%, кроме метана, содержание которого рассчитывают по разности 100% и суммы всех компонентов.

1.1, 1.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).

1.3. Теплоту сгорания () высшую () или низшую () в МДж/м (ккал/м) вычисляют по формуле

где - теплота сгорания газа (высшая или низшая) -го компонента газа (приложение);

- доля -го компонента в газе.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ

2.1. Относительную плотность () вычисляют по формуле

где - относительная плотность -го компонента газа (приложение).

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА ВОББЕ

3.1. Число Воббе () (низшее или высшее) в МДж/м (ккал/м) вычисляют по формуле

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. При расчетах допускается не учитывать теплоту сгорания и относительную плотность компонентов газа, значения которых менее 0,005 МДж/м (1 ккал/м) и 0,0001 соответственно.

4.2. Значение теплоты сгорания компонентов округляют до 0,005 МДж/м (1 ккал/м), конечный результат округляют до 0,05 МДж/м (10 ккал/м).

4.3. Значение относительной плотности компонентов округляют до 0,0001, конечный результат - до 0,001 единиц относительной плотности.

4.4. При записи результатов определения необходимо указывать температурные условия (20 °C или 0 °С).

5. ТОЧНОСТЬ МЕТОДА

Сходимость

Теплота сгорания газа, рассчитанная из последовательно выполненных двух анализов одного образца газа одним исполнителем, с использованием одного и того же метода и прибора, признается достоверной (с 95%-ной доверительной вероятностью), если расхождение между ними не превышает 0,1%.

Разд.5 (Введен дополнительно, Изм. N 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ (обязательное)

ПРИЛОЖЕНИЕ
Обязательное

Таблица 1

Высшая и низшая теплота сгорания и относительная плотность* компонентов сухого природного газа при 0 °С и 101, 325 кПа**

________________

Таблица 2

Высшая и низшая теплота сгорания и относительная плотность* компонентов сухого природного газа при 20 °С и 101, 325 кПа**

________________
* Плотность воздуха принята равной 1.

** Данные таблицы приведены с учетом коэффициента сжимаемости .

Электронный текст документа
подготовлен АО "Кодекс" и сверен по:
официальное издание
Газообразное топливо. Технические условия
и методы анализа: Сб. стандартов. -
М.: Стандартинформ, 2006

Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Конвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питания Конвертер площади Конвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептах Конвертер температуры Конвертер давления, механического напряжения, модуля Юнга Конвертер энергии и работы Конвертер мощности Конвертер силы Конвертер времени Конвертер линейной скорости Плоский угол Конвертер тепловой эффективности и топливной экономичности Конвертер чисел в различных системах счисления Конвертер единиц измерения количества информации Курсы валют Размеры женской одежды и обуви Размеры мужской одежды и обуви Конвертер угловой скорости и частоты вращения Конвертер ускорения Конвертер углового ускорения Конвертер плотности Конвертер удельного объема Конвертер момента инерции Конвертер момента силы Конвертер вращающего момента Конвертер удельной теплоты сгорания (по массе) Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему) Конвертер разности температур Конвертер коэффициента теплового расширения Конвертер термического сопротивления Конвертер удельной теплопроводности Конвертер удельной теплоёмкости Конвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излучения Конвертер плотности теплового потока Конвертер коэффициента теплоотдачи Конвертер объёмного расхода Конвертер массового расхода Конвертер молярного расхода Конвертер плотности потока массы Конвертер молярной концентрации Конвертер массовой концентрации в растворе Конвертер динамической (абсолютной) вязкости Конвертер кинематической вязкости Конвертер поверхностного натяжения Конвертер паропроницаемости Конвертер плотности потока водяного пара Конвертер уровня звука Конвертер чувствительности микрофонов Конвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давления Конвертер яркости Конвертер силы света Конвертер освещённости Конвертер разрешения в компьютерной графике Конвертер частоты и длины волны Оптическая сила в диоптриях и фокусное расстояние Оптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×) Конвертер электрического заряда Конвертер линейной плотности заряда Конвертер поверхностной плотности заряда Конвертер объемной плотности заряда Конвертер электрического тока Конвертер линейной плотности тока Конвертер поверхностной плотности тока Конвертер напряжённости электрического поля Конвертер электростатического потенциала и напряжения Конвертер электрического сопротивления Конвертер удельного электрического сопротивления Конвертер электрической проводимости Конвертер удельной электрической проводимости Электрическая емкость Конвертер индуктивности Конвертер Американского калибра проводов Уровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицах Конвертер магнитодвижущей силы Конвертер напряженности магнитного поля Конвертер магнитного потока Конвертер магнитной индукции Радиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения Радиоактивность. Конвертер радиоактивного распада Радиация. Конвертер экспозиционной дозы Радиация. Конвертер поглощённой дозы Конвертер десятичных приставок Передача данных Конвертер единиц типографики и обработки изображений Конвертер единиц измерения объема лесоматериалов Вычисление молярной массы Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

1 килоджоуль на кубический метр [кДж/м³] = 0,2388458966 международная килокалория на куб. метр

Исходная величина

Преобразованная величина

джоуль на кубический метр джоуль на литр мегаджоуль на кубический метр килоджоуль на кубический метр международная килокалория на куб. метр термохимическая калория на куб. сантиметр терм на кубический фут терм на галлон брит. терм. единица (межд.) на куб. фунт брит. терм. единица (терм.) на куб. фунт стоградусная тепл. единица на куб. фунт кубический метр на джоуль литр на джоуль амер. галлон на лошадиную силу-час амер. галлон на метрич. л.с.-час

Удельная теплоёмкость

Подробнее о плотности энергии и удельной теплоте сгорания топлива (по объему)

Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания (по объему) используется для преобразования единиц нескольких физических величин, которые используются для количественной оценки энергетических свойств веществ в различных областях науки и техники.

Определения и единицы измерения

Плотность энергии

Плотность энергии топлива, называемая также энергоемкостью, определяется как количество энергии, выделяемой при полном сгорании топлива, на единицу его массы или объема. В отличие от английского языка, где имеются два термина для обозначения плотности энергии по массе и объему, в русском языке используется один термин - плотность энергии , когда говорят о плотности энергии как по массе, так и по объему.

Таким образом, плотность энергии, удельная теплота сгорания и энергоемкость характеризуют вещество или термодинамическую систему. Плотность энергии может характеризовать и систему, в которой никакого сгорания вообще не происходит. Например, энергия может храниться в литиевой батарейке или литий-ионном аккумуляторе в форме химической энергии, ионисторе или даже в обычном трансформаторе в форме энергии электромагнитного поля и в этом случае тоже можно говорить о плотности энергии.

Удельный расход топлива

Удельный расход топлива - это также энергетическая характеристика, но уже не вещества, а конкретного двигателя, в котором топливо сгорает для преобразования химической энергии топлива в полезную работу по перемещению транспортного средства. Удельный расход равен отношению расхода топлива в единицу времени к мощности (для автомобильных двигателей) или к тяге (для авиационных и ракетных двигателей, создающих тягу; сюда не входят авиационные поршневые и турбовинтовые двигатели). В английской терминологии четко разделяют два вида удельного расхода топлива: удельный расход (расход топлива на единицу времени) на единицу мощности (англ. brake specific fuel consumption ) или на единицу тяги (англ. thrust specific fuel consumption ). Слово «тормоз» (англ. brake) указывает на то, что удельный расход топлива определяется на динамометрическом стенде, основным элементом которого является тормозное устройство.

Удельный расход топлива по объему , единицы которого можно преобразовывать в данном конвертере, равен отношению объемного расхода топлива (например, литры в час) к мощности двигателя или, что то же самое, отношению объема топлива, затрачиваемого на выполнение определенной работы. Например, удельный расход топлива 100 г/кВт∙ч означает, что на создание мощности в 1 киловатт двигатель должен расходовать 100 грамм топлива в час или, что то же самое, на выполнение полезной работы в 1 киловатт-час двигатель должен израсходовать 100 г топлива.

Единицы измерения

Объемная плотность энергии измеряется в единицах энергии на единицу объема, например, в джоулях на кубический метр (Дж/м³, в системе СИ) или в британских теплотехнических единицах на кубический фут (BTU/фут³, в британской традиционной системе мер).

Как мы поняли, единицы измерения Дж/м³, Дж/л, ккал/м³, BTU/фунт³ используются для измерения нескольких физических величин, которые имеют много общего. Они используются для измерения:

• содержания энергии в топливе, то есть, энергоемкости топлива по объему
• теплоты сгорания топлива на единицу объема
• объемной плотности энергии в термодинамической системе.

Во время окислительно-восстановительной реакции топлива с кислородом выделяется относительно большое количество энергии. Количество выделяемой при сгорании энергии определяется типом топлива, условиями его сгорания и массой или объемом сгораемого топлива. Например, частично окисленное топливо, такое как этиловый спирт (этанол C₂H₅OH) является менее эффективным по сравнению с углеводородным топливом, например керосином или бензином. Энергию обычно измеряют в джоулях (Дж), калориях (кал) или британских теплотехнических единицах (BTU). Энергоемкость топлива или его теплота сгорания представляет собой энергию, полученную, когда сгорает определенный объем или определенная масса топлива. Удельная теплота сгорания топлива показывает количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании единицы объема или массы топлива.

Энергоемкость топлива может быть выражена таким образом:

• в единицах энергии на моль топлива, например, кДж/моль;
• в единицах энергии на массу топлива, например, в BTU/фунт;
• в единицах энергии на объем топлива, например в ккал/ м³.

Те же единицы, физические величины и даже методы измерений (жидкостный калориметр-интегратор) используются для измерения энергетической ценности пищи. В этом случае энергетическая ценность определяется как количество тепла, выделенное при сгорании определенного количества пищевого продукта. Отметим еще раз, что данный конвертер используется для преобразования единиц измерения объемных, а не массовых количеств.

Высшая и низшая теплота сгорания топлива

Измеренная теплота сгорания топлива зависит от того, что происходит с водой во время сгорания. Напомним, что на образование пара нужно израсходовать много тепла и что при превращении водяного пара в жидкое состояние выделяется большое количество тепла. Если при сгорании топлива и измерении его характеристик вода остается в парообразном состоянии, значит, она содержит тепло, которое не будет измерено. Таким образом, будет измерена только чистая энергия, содержащаяся в топливе. Говорят, что при этом измеряется низшая теплота сгорания топлива . Если же при измерении (или эксплуатации двигателя) вода полностью конденсируется из парообразного состояния и охлаждается до исходной температуры топлива до начала его горения, будет измерено существенно большее количество выделенного тепла. При этом говорят, что измеряется высшая теплота сгорания топлива . Следует учесть, что двигатель внутреннего сгорания не может использовать дополнительную энергию, которая выделяется при конденсации пара. Поэтому правильнее измерять низшую теплоту сгорания, что и делают многие изготовители при измерении расхода топлива двигателей. Однако американские производители часто указывают в характеристиках выпускаемых двигателей данные с учетом высшей теплоты сгорания. Разница между этими величинами для одного и того же двигателя составляет примерно 10%. Это не очень много, но приводит к путанице, если в технических характеристиках двигателя не указан метод измерения.

Отметим, что высшая и низшая теплота сгорания относятся только к видам топлива, содержащим водород, например, к бензину или дизельному топливу. При сгорании чистого углерода или монооксида углерода высшую и низшую теплоту сгорания определить нельзя, так как эти вещества не содержат водорода и, следовательно, при их сгорании вода не образуется.

При сгорании топлива в двигателе реальная величина механической работы, выполненной в результате сгорания топлива, в большой мере зависит от самого двигателя. Бензиновые двигатели в этом отношении менее эффективны по сравнению с дизельными двигателями. Например, дизельные двигатели легковых автомобилей имеют КДП по энергии 30–40%, в то время аналогичная величина для бензиновых двигателей составляет только 20–30%.

Измерение энергоемкости топлива

Удельная теплота сгорания топлива удобна для сравнения различных видов топлива. В большинстве случаев энергоемкость топлива определяют в жидкостном калориметре-интеграторе с изотермической оболочкой, в котором измерение выполняется при поддержании постоянного объема в так называемой «калориметрической бомбе», то есть толстостенном сосуде высокого давления. Теплота сгорания или энергоемкость определяется как количество теплоты, которое выделилось в сосуде при сгорании точно взвешенной массы образца топлива в кислородной среде. При этом объем сосуда, в котором сгорает топливо, не изменяется.

В таких калориметрах сосуд высокого давления, в котором происходит горение образца, заполняется чистым кислородом под давлением. Кислорода добавляют чуть больше, чем нужно для полного сгорания образца. Сосуд высокого давления калориметра должен выдерживать давление газов, образующихся при сгорании топлива. При сгорании весь углерод и водород реагируют с кислородом с образованием диоксида углерода и воды. Если сгорание происходит не полностью, например, при недостатке кислорода, образуется монооксид углерода (угарный газ СО) или топливо просто не сгорает, что приводит к неправильным, заниженным результатам.

Энергия, выделяющаяся при сгорании образца топлива в сосуде высокого давления, распределяется между сосудом высокого давления и поглощающей средой (обычно водой), окружающей сосуд высокого давления. Измеряется повышение температуры в результате реакции. Затем рассчитывается теплота сгорания топлива. Для этого используются результаты измерения температуры и калибровочных тестов, для чего в данном калориметре сжигают материал с известными характеристиками.

Любой жидкостный калориметр-интегратор состоит из следующих частей:

• толстостенный сосуд высокого давления («бомба»), в котором происходит химическая реакция горения (4);
• калориметрический сосуд с жидкостью, обычно имеющий тщательно отполированные наружные стенки для уменьшения теплопередачи; в этот сосуд с водой (5) помещается «бомба»;
• мешалка
• теплоизолированный кожух, который защищает калориметрический сосуд с сосудом высокого давления от внешних температурных воздействий (7);
• датчик температуры или термометр, измеряющий изменение температуры в калориметрическом сосуде (1)
• электрический запал с плавкой проволокой и электродами (6) для воспламенения топлива в чашке для образца (3), установленной в сосуде высокого давления (4); и
• трубка (2) для подачи кислорода O₂.

В связи с тем, что при реакции горения в среде кислорода в прочном сосуде создается высокое давление в течение короткого промежутка времени, измерения могут быть опасными и следует четко соблюдать правила безопасности. Калориметр, его клапаны безопасности и электроды зажигания должны поддерживаться в рабочем состоянии и чистоте. Вес образца не должен превышать максимально допустимый для данного калориметра.

Удельный расход топлива на единицу тяги является мерой эффективности любого двигателя, в котором топливо сжигается для получения тяги. Именно такие двигатели установлены на многоразовом транспортном космическом корабле «Атлантис».

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.