Теплотворность и определение теплотворности попутного нефтяного газа при заданных давлении и температуре | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Несмотря на коронавирус, электронный вариант журнала выйдет 6 июня.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №11 (301) март 2020 г.

Дата публикации: 15.03.2020

Статья просмотрена: 6 раз

Библиографическое описание:

Самаджонов, М. А. Теплотворность и определение теплотворности попутного нефтяного газа при заданных давлении и температуре / М. А. Самаджонов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 11 (301). — С. 66-68. — URL: https://moluch.ru/archive/301/68133/ (дата обращения: 27.05.2020).



Теплотворность является одним из самых важных параметров, характеризующих любой вид топлива. В данной статье содержатся общие сведения о теплотворности и расчёт данного параметра при заданных температуре и давлении.

Ключевые слова: теплотворность, теплота сгорания топлива (ТСТ).

Выделение энергии при сгорании топлива должно характеризоваться такими параметрами, как высокое КПД и отсутствие вредных веществ в продуктах реакции.

Искусственное топливо получается в процессе переработки естественного — биологического топлива. Вне зависимости от агрегатного состояния вещества в своем химическом составе имеют горючую и негорючую часть. Горючей частью топлива являеются углерод и водород. Негорючая часть представлена водой, минеральными солями, азотом, кислородом, металлами и подобными. При сгорании одинакового количества такой «смеси» выделяется разное количество энергии. Сколько именно этой энергии выделится, зависит от пропорций указанных элементов — горючей части, влажности, зольности и других компонентов [1].

На основании данных, представленных в таблице 1, были проведены расчеты высшей и низшей теплоты сгорания для газа, отделяемого на первой ступени сепарации УПН ЦППН месторождения и направляемого на питание ГТЭС.

Когда определенное количество топлива сгорает, выделяется измеримое количество теплоты. Согласно Международной системе единиц величина выражается в Джоулях на кг или м3. Но параметры могут быть рассчитаны и в кКал или кВт. Если значение соотносится с единицей измерения топлива, оно называется удельным [1].

Теплотворность делится на 2 вида: высшая и низшая.

Высшая теплота сгорания — это количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании, включая теплоту конденсации водяных паров при охлаждении продуктов реакции.

Под низшей теплотой сгорания подразумевают количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании, без учёта теплоты конденсации водяного пара.

Низшая и высшая теплота сгорания связаны соотношением: {\displaystyle Q_{B}=Q_{H}+k(W+9H)}

QВ=QН +k(W+9Н)

Где k — коэффициент, равный 25 кДж/кг (6 ккал/кг);

W — количество воды в горючем веществе, % (по массе);

Н — количество водорода в горючем веществе, % (по массе) [2].

Для расчёта теплотворности сухого газа были использованы формулы (1) и (2).

Для расчёта низшей теплоты сгорания сухого газа используют формулу QнC=4,186(30,2CO2+85,5CH4+152,3C2H6+218C3H8+283,4C4H10+348,9C5H12) (1)

Пример расчета по формуле 1:

QнC=4,186(30,2*44*0,0009+85,5*16*0,6355+152,3*30*0,1318+218*44*0,1400+283,4*2*58*(0,0241+0,0342)+348,9*2*72*(0,0045+0,0039))=18777,7632кДж/м³

Для расчёта высшей теплоты сгорания используют формулу:

QBC=4,186(30,2CO2+95CH4+166C2H6+236,9C3H8+307C4H10+377,2C5H12) (2)

Пример расчёта по формуле (2):

QBC=4,186(30,2*44*0,0009+95*16*0,6355+166*30*0,1318+236,9*44*0,1400+307*2*58*(0,0241+0,0342)+377,2*2*72*(0,00450,0039))=20479,1532 кДж/м ³

В составе ПНГ нет некоторых соединений, поэтому они не участвуют в расчётах. [3]

Данные, необходимые для расчётов высшей и низшей теплотворности, указаны в таблице 1.

Таблица 1

Молекулярная

масса вещества

Р=0,6МПа

Т=20⁰С

Р=0,6МПа

Т=25⁰С

Р=0,6 МПа

Т=30⁰С

Р=0,6 МПа

Т=35⁰С

Р=0,6 МПа

Т=40⁰С

СО2

44

0,0009

0,0009

0,0009

0,0008

0,0008

CH4

16

0,6355

0,6187

0,6017

0,5844

0,5667

C2H6

30

0,1318

0,1306

0,1291

0,1273

0,1252

C3H8

44

0,1400

0,1471

0,1536

0,1593

0,1640

и — C4H10

58

0,0241

0,0261

0,0282

0,0303

0,0322

н — C4H10

58

0,0342

0,0378

0,0415

0,0453

0,0492

и — C5H12

72

0,0045

0,0053

0,0061

0,0071

0,0082

н — C5H12

72

0,0039

0,0045

0,0053

0,0063

0,0074

Результаты полученных расчётов представлены в таблице 2.

Таблица 2

Р=0,6 МПа Т=20⁰С

Р=0,6МПа Т=25⁰С

Р=0,6МПа Т=30⁰С

Р=0,6МПа Т=35⁰С

Р=0,6МПа Т=40⁰С

QнC, кДж/м ³

21561,30

22808,40

24091,70

25397,30

26708,90

QВC, кДж/м ³

23489,90

24838,40

26225,80

27637,10

29054,50

Для более наглядного представления полученных результатов на рисунке 1 представлен график зависимости теплотворности от температуры при давлении равном 0,6 МПа.

Рис. 1. Зависимость теплотворности от температуры

Из полученных результатов можно сделать вывод, что оптимальными условиями являются: температура 40⁰С.

Литература:

  1. Электронный ресурс: https://sovet-ingenera.com/otoplenie/o-drugoe/teplotvornost-razlichnyx-vidov-topliva.html
  2. Электронный ресурс: https://ru.wikipedia.org/wiki/Теплота_сгорания
  3. М. Ш. Исламов «Печи химической промышленности» — 1975- с. 18
Основные термины (генерируются автоматически): высшая теплота сгорания, теплота сгорания, горючее вещество, негорючая часть, полное сгорание, таблица, теплотворность, формула.


Похожие статьи

Разработка метода повышения энергетической эффективности...

Рис. 1. Изменение теплоты сгорания газа при различном количестве удаляемого СО. Кроме того, чем больше добавляется пара для удаления СО

В качестве горючего природный газ имеет большие преимущества перед твердым и жидким топливом его теплота сгорания его...

Выбор оптимальной теплоты сгорания для газотурбинных...

Высшая теплотворная способность — количество теплоты, выделяемой при полном сгорании топлива, охлаждении продуктов сгорания до температуры топлива и конденсации водяного пара, образовавшегося при окислении водорода, входящего в состав топлива.

Октаноповышающие компоненты бензинов и их свойств

 обеспечивает полное сгорание, не вызывает смоло- и нагарообразования на деталях двигателя

теплота сгорания горючей смеси должна быть, возможно, более высокой.

Основные структурные формулы эфиров и их свойства приведены в табл. 2. Таблица 2.

Изучение и разработка технологии получения водоугольной...

Поэтому калорийностьтеплоту при сгорания топлива определяли расчетным путем, с учетом теплоту сгорания исходного угля, долей влаги в ВУС, а также количеством и свойствами химической добавки (присадок). Удельная теплота сгорания ВУС определяется по формуле

Теплота сгорания различных видов топлива

Продукты сгорания значительно более чистые в экологическом отношении. Природный газ широко используется на тепловых

Приведенная ниже таблица 1 дает возможность проанализировать различные виды топлива по теплоте сгорания и соответствующей стоимости.

Теплота сгорания различных видов топлива.

Таблица 1. Теплота сгорания заключенного в объёмах газа без учёта потерь.

Применяя полученные по вышеприведенным формулам значения Eƒ, F q и λ в формуле (1), можно рассчитать интенсивность теплового излучения q на окружающие объекты.

Зависимость КПД брутто котельного агрегата от состава угольной...

сжигание должно быть полным (экономичным); ‒ сжигание не должно приводить к высоким выбросам вредных веществ (в первую очередь

Предмет исследования — влияние массового состава угольной смеси на КПД котельного агрегата. В таблице 1 представлены технические...

Особенности топливных систем двигателей, работающих на...

При высокой массовой теплоте сгорания (120,1Мдж/кг) объемная теплота сгорания газообразного водорода составляет всего 10,8МДж/м 3 , а сжиженного 8,4МДж/л. Это затрудняет хранение водорода, особенно на установках наземного транспорта. В табл. 1 приведены...

Вид топлива. Низшая теплота сгорания.

Имеет значительную теплотворную способность, но сильно загрязняют окружающий мир.

Поэтому калорийностьтеплоту при сгорания топлива определяли расчетным путем, с учетом теплоту сгорания исходного угля, долей влаги в ВУС, а также количеством и...

К вопросу применения водорода на двигателях внутреннего...

Высшая теплота сгорания Н 2 равна 120МДж/ kg , что превышает массовую теплоту сгорания всех топлив для ДВС. Однако вследствии малой плотности Н 2 его объемные энергетические характеристики хуже, чем у нефтяных топлив.

Похожие статьи

Разработка метода повышения энергетической эффективности...

Рис. 1. Изменение теплоты сгорания газа при различном количестве удаляемого СО. Кроме того, чем больше добавляется пара для удаления СО

В качестве горючего природный газ имеет большие преимущества перед твердым и жидким топливом его теплота сгорания его...

Выбор оптимальной теплоты сгорания для газотурбинных...

Высшая теплотворная способность — количество теплоты, выделяемой при полном сгорании топлива, охлаждении продуктов сгорания до температуры топлива и конденсации водяного пара, образовавшегося при окислении водорода, входящего в состав топлива.

Октаноповышающие компоненты бензинов и их свойств

 обеспечивает полное сгорание, не вызывает смоло- и нагарообразования на деталях двигателя

теплота сгорания горючей смеси должна быть, возможно, более высокой.

Основные структурные формулы эфиров и их свойства приведены в табл. 2. Таблица 2.

Изучение и разработка технологии получения водоугольной...

Поэтому калорийностьтеплоту при сгорания топлива определяли расчетным путем, с учетом теплоту сгорания исходного угля, долей влаги в ВУС, а также количеством и свойствами химической добавки (присадок). Удельная теплота сгорания ВУС определяется по формуле

Теплота сгорания различных видов топлива

Продукты сгорания значительно более чистые в экологическом отношении. Природный газ широко используется на тепловых

Приведенная ниже таблица 1 дает возможность проанализировать различные виды топлива по теплоте сгорания и соответствующей стоимости.

Теплота сгорания различных видов топлива.

Таблица 1. Теплота сгорания заключенного в объёмах газа без учёта потерь.

Применяя полученные по вышеприведенным формулам значения Eƒ, F q и λ в формуле (1), можно рассчитать интенсивность теплового излучения q на окружающие объекты.

Зависимость КПД брутто котельного агрегата от состава угольной...

сжигание должно быть полным (экономичным); ‒ сжигание не должно приводить к высоким выбросам вредных веществ (в первую очередь

Предмет исследования — влияние массового состава угольной смеси на КПД котельного агрегата. В таблице 1 представлены технические...

Особенности топливных систем двигателей, работающих на...

При высокой массовой теплоте сгорания (120,1Мдж/кг) объемная теплота сгорания газообразного водорода составляет всего 10,8МДж/м 3 , а сжиженного 8,4МДж/л. Это затрудняет хранение водорода, особенно на установках наземного транспорта. В табл. 1 приведены...

Вид топлива. Низшая теплота сгорания.

Имеет значительную теплотворную способность, но сильно загрязняют окружающий мир.

Поэтому калорийностьтеплоту при сгорания топлива определяли расчетным путем, с учетом теплоту сгорания исходного угля, долей влаги в ВУС, а также количеством и...

К вопросу применения водорода на двигателях внутреннего...

Высшая теплота сгорания Н 2 равна 120МДж/ kg , что превышает массовую теплоту сгорания всех топлив для ДВС. Однако вследствии малой плотности Н 2 его объемные энергетические характеристики хуже, чем у нефтяных топлив.

Задать вопрос