Сколько квт в 1 литре сжиженного газа

Обзор

В материалах хранятся разные типы энергии, и для высвобождения каждого типа энергии требуется определенный тип реакции. В порядке типичной величины выделяемой энергии эти типы реакций бывают: ядерные , химические , электрохимические и электрические .

Ядерные реакции происходят в звездах и на атомных электростанциях, обе из которых получают энергию из энергии связи ядер. Химические реакции используются животными для получения энергии из пищи и кислорода, а автомобилями — для получения энергии из бензина и кислорода. Жидкие углеводороды (такие как бензин, дизельное топливо и керосин) на сегодняшний день являются наиболее плотным из известных способов экономичного хранения и транспортировки химической энергии в больших масштабах (1 кг дизельного топлива горит с кислородом, содержащимся в ≈15 кг воздуха). Электрохимические реакции используются большинством мобильных устройств, таких как портативные компьютеры и мобильные телефоны, для высвобождения энергии из батарей.

Типы энергоемкости

Есть несколько различных типов содержания энергии. Один из них — это теоретический общий объем термодинамической работы, который может быть получен от системы при заданной температуре и давлении, создаваемом окружающей средой. Это называется эксергия . Другой — это теоретическое количество электроэнергии, которое может быть получено из реагентов , находящихся при комнатной температуре и атмосферном давлении. Это дается изменением стандартной свободной энергии Гиббса . Но в качестве источника тепла или для использования в тепловом двигателе релевантной величиной является изменение стандартной энтальпии или теплоты сгорания .

Есть два вида теплоты сгорания:

• Более высокое значение (HHV), или общая теплота сгорания, включает все тепло, выделяемое при охлаждении продуктов до комнатной температуры и конденсации любого присутствующего водяного пара.
• Нижнее значение (LHV), или чистая теплота сгорания, не включает тепло, которое может выделяться при конденсации водяного пара, и может не включать тепло, выделяющееся при полном охлаждении до комнатной температуры.

Удобную таблицу HHV и LHV некоторых видов топлива можно найти в справочных материалах.

Расчёта расхода дров котлом длительного горения

Чтобы вычислить расход дров в твердотопливном котле длительного горения на сутки, пользуются следующей формулой.

V = 24Q / (q х 0.01КПД) V – означает объём дров, необходимый на 1 час, м³; Q – необходимая мощность для отопления, кВт; q – тепловая отдача определённой породы древесины с конкретной степенью влажности, кВт/м³;КПД – это эффективность котла, в %.

Допустим, вы приобретаете пиролизный котёл на твёрдом топливе с теплоотдачей в 75 %. Загружаете поленья из сухой сосны. Подсчёт будет выглядеть следующим образом.

V = 24 х 5 / (2166 х 0.01 х 75) = 0,074 м³.

Пробы провести правильный расчёт расхода топлива в пиролизном котле, требуется помнить про нюансы его работы. Коэффициент полезного действия 75-80 % отображают в формуле, если дрова имеют влажность максимум 25 %. В случае, если показатель больше, то эффективность котла понижается до 70 %.

Расход дров в твердотопливном котле длительного горения на месяц делается следующим образом:

0,074 х 30 = 2,22 м³

Однако это не конечный результат, так как в формуле задействован показатель теплоты сгорания для «чистого» м³, а по настоящему дрова в поленнице занимают больше места из-за плотности укладки. Чтобы верно осуществить расчёт дров в кубах, требуется узнать количество складометров.

Провести эти вычисления поможет ГОСТ 3242-88, где указан норматив. В связи с ним сложенные дрова необходимо обмерять, высчитывать складометры, а затем их переводить в плотные метры, м³. перевод производится через умножение объёма поленницы на значение полнодревесности.

Коэффициенты полнодревесности для перевода складочной меры вплотную

Так как в нашем случае стоит обратная задача, то вычисленный выше топливный объём требуется делить на один из коэффициентов, который соответствует настоящим условиям.

Допустим, взять колотые дрова длиной 0,5 м. Для хвойных пород необходимо брать показатель 0,73. В конце вычисляем реальный расход твёрдого топлива из сухой сосны за месяц для жилища площадью 100 м²:

2,22 м³ / 0,73 = 3,04 м³

https://youtube.com/watch?v=lmSAbJsWmpQ

Топливо и его горение

Основным источником энергии для металлургической промышленности является топливо.

Под топливом понимают вещество, горение которого сопровождается выделением значительного количества тепла и которое отвечает следующим требованиям:

1. запасы должны быть достаточными для того, чтобы их было экономически выгодно добывать и попользовать;

2. продукты сгорания должны легко удаляться из  зоны горения;

3. продукты сгорания должны быть безвредны для окружающего мира и самих тепловых устройств;

4. процесс горения должен быть легко управляем.

Этим требованиям отвечают органические соединения, содержащие углерод С и водород Н и их соединения.

Все виды топлива подразделяют на естественное и искусственное, каждое из которых в свою очередь подразделяются на твердое, жидкое, газообразное.

Химический состав топлива.

Топливо состоят из горючей массы и балласта. К горючим компонентам относятся С, Н, S (сера органическая и колчеданная). В состав топлива входят азот N (не горит, теплоноситель), кислород О (окисляет горючие компоненты).

Кроме этого в топливе всегда присутствуют вода и зола. Вода, содержащаяся в топливе, подразделяется на гигроскопическую, химически связанную и внешнюю, которая механически удерживается в топливе и теряется при сушке.

Зола – это негорючая минеральная часть топлива, состоящая из Al2O3, Fe2O3, Si2O3, CaO и др.

Элементарный анализ топлива.

Состав рабочего топлива:

СР + HР + OР + NР + SР + AР + WР = 100%

Пересчет состава топлива с любой массы на рабочее топливо выполняется по одному из следующих выражений:

Теплота сгорания топлива.

Количество выделившегося тепла при сжигании топлива связано с химическим составом топлива.

Количество тепла, которое выделяется при сжигании единицы топлива, называется теплотой сгорания топлива Q. Ее размерности: кДж/кг (ккал/кг), кДж/м3 (ккал/м3) или кДж/кмоль (ккал/кмоль).

В технике различают высшую Qв и низшую Qн теплоту сгорания топлива. Под низшей теплотой сгорания понимают то количество тепла, которое выделяется при сжигании единицы топлива до продуктов полного сжигания при условии, что вода, содержащаяся в продуктах сгорания, находится в виде пара, охлажденного до 20оС.

Теплота сгорания топлива определяется по следующим формулам:

для твердого и жидкого топлива:

для газообразного:

,

где CP, HP, CO, H2 и т.д. – составляющие топлив, %;

4, 187кДж = 1ккал.

Условное топливо.

Для удобства планирования, учета и сравнения различных видов топлива введено понятие условного топлива, которое характеризуется низшей теплотой сгорания

.

Для перевода натурального топлива в условное находится эквивалент данного топлива:

для твердого и жидкого:

для газообразного:

.

Перерасчет расхода натурального топлива Вр на условное Ву осуществляется по формуле:

Газообразное топливо.

Газообразное топливо по сравнению с твердым и жидким топливом обладает следующими преимуществами:

1. возможностью лучшего смешения газа с воздухом и, следовательно, сжиганием с меньшим избытком воздуха;

2. легкостью подогрева перед сжиганием;

3. отсутствием золы;

4. транспортабельностью и удобством учета расхода газа;

5. простотой обслуживания горелочных устройств.

Недостатки: взрывоопасность, малая объемная масса (требуются большие емкости для хранения).

Природный газ – наиболее дешевое топливо. Его основным горючим компонентом является метан CH4 = 95%.

Искусственные газы:

1. коксовый газ – продукт коксования углей;

горючие компоненты – Н2 = 46-60%; СН4 = 20-30%; МДж/м3;

1. доменный (колошниковый) газ получают в процессе доменной плавки, содержит около 30% СО; МДж/м3.

Жидкое топливо.

Естественное жидкое топливо – нефть. Как топливо ее используют редко.

Искусственное жидкое топливо – это продукты переработки нефти: бензин, лигроин, керосин, газойль и др. Остаток переработки – мазут. Мазут – топливо металлургической промышленности и энергетики. Перед сжиганием мазут нагревают до 70-80оС с целью понижения его вязкости. Состав мазута – это соединения углеродов. С = 85-88%; Н2 = 10%; МДж/кг.

Твердое топливо.

Это каменный и бурый угли, антрацит, горючие сланцы, торф.

Основной метод переработки угля – коксование, заключающийся в сухой перегонке топлива путем нагрева угля без доступа воздуха при температурах 900-1100оС в коксовых печах. Получается спекшийся кокс, пористый, механически прочный, применяемый в металлургии, в основном для выплавки чугуна. Содержание С=75-85%; МДж/кг.

udarnik_truda

Записки странствующего слесаря – Малагская правда

Сколько газа в баллоне

Кислород, аргон, гелий, сварочные смеси: 40 литров баллон при 150 атм – 6 куб.мАцетилен: 40 литров баллон при 19 атм – 4,5 куб.мУглекислота: 40 литров баллон – 24 кг – 12 куб.мПропан: 50 литров баллон – 42 литра жидкого газа – 21 кг – 10 куб.м.

Давление кислорода в баллоне в зависимости от температуры

-40С – 105 атм-20С – 120 атм0С – 135 атм+20С – 150 атм (номинал)+40С – 165 атм

Проволока сварочная Св-08 и производные от неё, вес 1 километра по длине

0,6 – 2,222 кг0,8 – 3,950 кг1,0 – 6,173 кг1,2 – 8,888 кг

Калорийность (теплотворная способность) сжиженного и природного газа

Природный газ – 8500 ккал/м3Сжиженный газ – 21800 ккал/м3

Примеры использования вышеприведенных данных

Вопрос: На сколько хватит газа и проволоки при сварке полуавтоматом с кассетой проволоки 0,8 мм весом 5 кг и баллона с углекислотой объемом 10 литров?Ответ: Сварочная проволока СВ-08 диаметром 0,8 мм весит 3,950 кг 1 километр, значит на кассете 5 кг примерно 1200 метров проволоки. Если средняя скорость подачи для такой проволоки 4 метра в минуту, то кассета уйдет за 300 минут. Углекислоты в “большом” 40-литровом баллоне 12 кубометров или 12000 литров, если пересчитать на “маленький” 10-литровый баллон, то в нём углекислоты будет 3 куб. метра или 3000 литров. Если расход газа на продувку 10 литров в минуту, то 10-литрового баллона обязано хватить 300 минут или на 1 кассету проволоки 0,8 весом 5 кг, или “большого” баллона 40 литров на 4 кассеты по 5 кг.

Вопрос: Хочу поставить на даче газовый котел и отапливаться от баллонов, на сколько будет хватать одного баллона?Ответ: В 50-литровом “большом” пропановом баллоне 21 кг сжиженного газа или 10 кубометров газа в газообразном виде. Находим данные котла, например возьмем очень распространенный котел АОГВ-11,6 мощностью 11,6 кВт и рассчитанный на отопление 110 кв. метров. На сайте ЖМЗ указан расход сразу в килограммах в час для сжиженного газа – 0,86 кг в час при работе на полную мощность. 21 кг газа в баллоне делим на 0,86 кг/час = 18 часов непрерывного горения такого котла на 1 баллоне, реально это будет происходить, если на улице -30С при стандартном доме и обычном требовании к температуре воздуха в нем, а если на улице будет всего всего -20С, то 1 баллона будет хватать на 24 часа (сутки). Можно сделать вывод, что чтоб отапливать обычный домик в 110 кв. метров баллонным газом в холодные месяцы года нужно примерно 30 баллонов в месяц. Нужно помнить, что в связи с разной теплотворной способностью сжиженного и природного газа расход сжиженного и природного газа при одной и той же мощности для котлов разный. Для перехода с одного вида газа на другой в котлах обычно нужно менять жиклеры / форсунки. Делая расчеты обязательно учитывайте это и берите данные расхода именно для котла с жиклерами под правильный газ.

Теплотворная способность различных видов топлива. Сравнительный анализ

(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.

Отопление углем – практические советы

Полноценное сжигание угольного топлива требует особого подхода к вопросу. Задача – достичь максимального КПД источника тепла, не перегреть теплоноситель и не устроить пожар из-за слишком высокой температуры.

Антрацит — самый калорийный коксующийся уголь

Предлагаем учесть наши рекомендации по выбору оборудования:

1. Чисто дровяные котлы и стальные печки заводского изготовления нежелательно топить углями высокой калорийности – каменными и антрацитами. Мощная теплоотдача и сильный нагрев способен деформировать стенки топливника (обычно их делают толщиной 3 мм).
2. Для угольного отопления не годятся ТТ-котлы с водонаполненными колосниками. Из-за разницы температур раскаленный спекающийся слой намертво прилипает к трубам с водой, проход воздуха и дальнейшая очистка агрегата сильно затрудняется.
3. Если вы располагаете калиброванным каменным углем крупностью фракции 25—50 мм (по классификации – орех), лучшим выбором станет котел с автоматической подачей топлива. Агрегат оснащается ретортной горелкой и вентилятором, четко дозирующим нагнетание воздуха по команде электроники. Длительность непрерывной работы – до 7 суток.
4. Идеальный вариант – купить шахтный либо традиционный котел, рассчитанный на использование угольных пород. В теплогенераторе предусмотрены подвижные колосники, поворачиваемые внешней рукояткой. Приспособление помогает сбрасывать золу из топки в нижнюю камеру.
5. Отопители, оснащенные вентилятором или дымососом, удобнее и безопаснее котлов с механическими регуляторами на цепочке. При критическом росте температуры автоматика отключит подачу воздуха, а канал закроется заслонкой. Обычная крышка поддувала прилегает неплотно, кислород просачивается в камеру, медленное горение продолжается.
6. Топить открытый камин углем – занятие бесполезное. Много тепла не получите, только разведете в комнате грязь, появится неприятный запах.
7. В целях повышения безопасности очень желательно установить на котел дополнительный клапан теплового сброса. В случае перегрева и закипания элемент сбрасывает часть теплоносителя из котловой рубашки и одновременно заполняет ее холодной водопроводной водой.

К каждому типу угля нужно приноровиться. Незнакомое горючее лучше засыпать мелкими порциями, регулируя тягу шибером и наблюдая за ростом температуры. Когда вычислите все нюансы горения данной марки, заполняйте топливник на 2/3.

Как перевести газ в киловатты?

Для того, чтобы узнать, что дешевле: газ или электричество, нужно перевести газ в киловатты. Вот что нужно для этого сделать:

• Для того, чтобы сосчитать, сколько мощности можно выделить с одного кубометра газа, нужно теплоту сгорания поделить на время. Время здесь измеряется в секундах. То есть 33500 килоджоулей нужно разделить на 3600 секунд (1 час времени). Получается приблизительно 9,3 киловатт. Столько мощности можно выделить из одного куба природного газа за час времени.
• Один киловатт энергии — это один киловатт тепловой энергии. Один кубометр газа — это 9,3 киловатт тепловой энергии. Таким образом получается, что для того, чтобы узнать, чем дешевле отапливать дом, нужно стоимость газа поделить на 9,3 киловатта. Эту сумму можно сравнить со стоимостью электроэнергии.

Такие показатели возможны только при условии, что у вас:

• идеальный газ;
• котел работает на полную мощность.

В остальных случаях КПД будет чуть ниже. Примерно девяносто процентов. С электрокотлами все намного проще. Их коэффициент полезного действия около девяноста девяти процентов в зависимости от производителя.

Теперь подсчитаем, какую полезную мощность можно выделить с одного кубометра газа:

• Нужно 9,3 киловатта умножить на коэффициент 0,9 (то есть 90 %). Получается 8,37 киловатт полезной мощности. Эта та гарантированная мощность, которую мы получим с одного газового котла.
• Теперь можно стоимость газа поделить на 8,37 киловатт. Полученную цифру можно сравнить со стоимостью за один киловатт электроэнергии.
• Цену за один киловатт электроэнергии легко сравнить с ценой за один киловатт газа. Таким образом можно вычислить, что дешевле: газ или электричество.

Как правильно рассчитать теплотворную способность топлива (топливно-воздушной смеси)

Сравнительные характеристики (Q_Н, Lо_возд., q_Н)_{бензина}: 
1. Низшая теплотворная способность Q_Н = 43,3 – 44,0 МДж/кг;
2. Стехиометрическая потребность воздуха в процессе сгорания Lо_возд. = 14,9;
3. Низшая теплота сгорания топливовоздушной смеси q_Н = 3439 – 3910 кДж/м3.

Теплота сгорания топлива – это тепловой эффект химической реакции сгорания топлива в воздухе. При составлении уравнения этой реакции необходимо учитывать не только кислород, принимающий участие в реакции окисления, но и азот, входящий в состав воздуха. Так как на 1 моль кислорода в воздухе приходится 3,75 моля азота, реакция сгорания топлива может быть выражена следующим уравнением:

C_nH_mO_r + (n + m/4 — r/2)•(O₂ + 3,75N₂) → nCO_2(г) + m/2H₂O_(ж) + (n + m/4 — r/2)•3,75N_2(г), где

C_nH_mO_r — органическое вещество (топливо);
n — число атомов углерода;
m — число атомов водорода;
r — число атомов кислорода.

Согласно первому закону термодинамики, высшая теплота сгорания топлива:

Q_B = ∆Но_{сгор.топлива}, где

∆Но_{сгор.топлива} — высшая энтальпия сгорания топлива при стандартных условиях.

∆Но_{сгор.топлива} = (∑∆Но_{кон.прод} — ∑∆Но_{исх.веществ}).

Высшая удельная теплота сгорания топлива (теплотворная способность топлива) Q_В (кДж/кг топлива) рассчитывается по уравнению:

Q_B = ΔНо_В/(M.10-3), где

ΔНо_В — высшая энтальпия сгорания топлива (ΔНо_В = ∆Но_{сгор.топлива}), кДж/моль;
М — масса моля топлива, г/моль.

Низшая энтальпия сгорания топлива ΔНо_Н (кДж/моль топлива) рассчитывается по уравнению реакции (1):

∆Но_Н = ∑∆Но_{кон.прод} — ∑∆Но_{исх.веществ} 

Низшая энтальпия сгорания топлива отличается от высшей на величину энтальпии конденсации водяного пара (∆Но_конд.(Н₂О)_пар = -44,01 кДж/моль:

∆Но_Н = ΔНо_В — ∆Но_конд.(Н₂О)_пар

Низшая удельная теплота сгорания топлива Q_Н (кДж/кг топлива) составит:

Q_H = ΔНо_Н/(M.10-3), где

М — масса моля топлива, г/моль.

Для полного сгорания массовой или объемной единицы топлива необходимо вполне определенное количество воздуха, которое называется теоретически необходимым.
Теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания 1 кг топлива (кг воздуха/кг топлива) для реакции (1) рассчитывается по уравнению:

Lо_возд. = (n + m/4 — r/2) • [М(O₂) + 3,75M(N₂)]/М_{топлива}, где

М(O₂), M(N₂)], М_{топлива} – масса моля кислорода, азота и топлива соответственно, г/моль.

Количество топливовоздушной смеси (М₁, моль) для реакции (1) равно:

М₁ = 1 моль топлива + (n + m/4 — r/2)•(O₂ + 3,75N₂).

Низшая теплота сгорания топливовоздушной смеси (калорийность стехиометрической смеси топлива с воздухом, q_Н, кДж/м3) рассчитывается как отношение низшей теплоты сгорания единицы топлива к общему количеству горючей смеси: 

q_H = ∆Но_Н/[M₁.22,4.10-3)].

Полученные результаты сравниваются с характеристиками бензина (приведенными выше) и веществом, предлагаемого в качестве альтернативного топлива. Затем, делается вывод о возможности использования данного вещества в качестве топлива. 

От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.