Низшая теплота сгорания

Низшая теплота сгорания

Теплота́ сгора́ния — это количество выделившейся теплоты при полном сгорании массовой (для твердых и жидких веществ) или объёмной (для газообразных) единицы вещества. Измеряется в джоулях или калориях. Теплота сгорания, отнесённая к единице массы или объёма топлива, называется удельной теплотой сгорания (дж или кал на 1 кг или м³).

Для её измерения пользуются методами калориметрии. Теплота сгорания определяется химическим составом горючего вещества. Содержащиеся в горючем веществе химические элементы обозначаются принятыми символами С, Н, О, N, S, а зола и вода — символами А и W соответственно.

Содержание

Виды теплоты сгорания

Теплота сгорания может быть отнесена к рабочей массе горючего вещества QP, то есть к горючему веществу в том виде, в каком оно поступает к потребителю; к сухой массе вещества QC; к горючей массе вещества QΓ, то есть к горючему веществу, не содержащему влаги и золы.

Различают высшую (QB) и низшую (QH) теплоту сгорания.

Под высшей теплотой сгорания понимают то количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании вещества, включая теплоту конденсации водяных паров при охлаждении продуктов сгорания.

Низшая теплота сгорания соответствует тому количеству теплоты, которое выделяется при полном сгорании, без учёта теплоты конденсации водяного пара. Теплоту конденсации водяных паров также называют скрытой теплотой сгорания.

Низшая и высшая теплота сгорания связаны соотношением: QB = QH + k(W + 9H),

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).

Расчёт теплоты сгорания

Таким образом, низшая теплота сгорания — это количество теплоты, выделившейся при полном сгорании единицы массы или объема (для газа) горючего вещества и охлаждении продуктов сгорания до температуры точки росы. В теплотехнических расчетах низшая теплота сгорания принимается как 100 %. Скрытая теплота сгорания газа — это теплота, которая выделяется при конденсации водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания. Теоретически она может достигать 11 %.

На практике, не удается охладить продукты сгорания до полной конденсации и потому введено понятие низшей теплоты сгорания (QHp), которую получают, вычитая из высшей теплоты сгорания теплоту парообразования водяных паров как содержащихся в веществе, так и образовавшихся при его сжигании. На парообразование 1 кг водяных паров расходуется 2514 кДж/кг (600 ккал/кг). Низшая теплота сгорания определяется по формулам (кДж/кг или ккал/кг):

Q_H^P=Q_B^P-2514\cdot(9H^P+W^P/100) (для твердого вещества)

или

Q_H^P=Q_B^P-600\cdot(9H^P+W^P/100) (для жидкого вещества), где:

 • 2514 — теплота парообразования при температуре 0 °C и атмосферном давлении, кДж/кг;

 • HP и WP — содержание водорода и водяных паров в рабочем топливе, %;

 • 9 — коэффициент, показывающий, что при сгорании 1 кг водорода в соединении с кислородом образуется 9 кг воды.

Теплота сгорания является наиболее важной характеристикой топлива, так как определяет количество тепла, получаемого при сжигании 1 кг твердого или жидкого топлива или 1 м³ газообразного топлива в кДж/кг (ккал/кг). 1 ккал = 4,1868 или 4,19 кДж.

Низшая теплота сгорания определяется экспериментально для каждого вещества и является справочной величиной. Также её можно определить для твердых и жидких материалов, при известном элементарном составе, расчётным способом в соответствии с формулой Д. И. Менделеева, кДж/кг или ккал/кг:

Q_H^P=339\cdot C^P+1256\cdot H^P-109\cdot(O^P+S_L^P)-25.14\cdot(9\cdot H^P+W^P)

или

Q_H^P=81\cdot C^P+246\cdot H^P-26\cdot(O^P+S_L^P)-6\cdot W^P, где:

CP, HP, OP, S_L^P, 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 теплоту сгорания, равную 29308 кДж/кг (7000 ккал/кг).

В России тепловые расчёты (например, расчёт тепловой нагрузки для определения категории помещения по взрывопожарной и пожарной опасности[1]) обычно ведут по низшей теплоте сгорания, в США, Великобритании, Франции — по высшей. В Великобритании и США до внедрения метрической системы мер удельная теплота сгорания измерялась в британских тепловых единицах (BTU) на фунт (lb) (1Btu/lb = 2,326 кдж/кг).

Вещества и материалы Низшая теплота сгорания Q_H^P, МДж/кг
Бензин 41,87
Керосин 43,54
Бумага: книги, журналы 13,4
Древесина (бруски W = 14 %) 13,8
Каучук натуральный 44,73
Линолеум поливинилхлоридный 14,31
Резина 33,52
Волокно штапельное 13,8
Полиэтилен 47,14
Хлопок разрыхленный 15,7

Самые высокие значения теплоты сгорания природных газов из различных источников

Эти данные были получены от Международного энергетического агентства.[2]

Необходимое количество топлива для работы лампочки мощностью 100 Вт в течение года

(Количество топлива указанное ниже 100 % эффективность преобразования тепловой энергии в электрическую. Так как большинство электрогенераторов и распределительных систем достигают эффективности (КПД) порядка 30 % — 35 %, фактическое количество топлива, используемого для питания лампочки мощностью 100 Вт, будет приблизительно в три раза больше указанного количества).

  • 166 кг древесины
  • 117—210 кг угля
  • 73,34 кг керосина
  • 78,8 m³ природного газа (используя усредненную величину 40000 кДж/м³)
  • 58 кг метана
  • 0,006 кг урана
  • 17,5 мкг антивещества

Примечания

Литература

  • Физический энциклопедический словарь
  • Большая Советская энциклопедия
  • Пособие к НПБ 105-03

См. также


Wikimedia Foundation. 2010.

Нужно сделать НИР?

Полезное


Смотреть что такое "Низшая теплота сгорания" в других словарях:

  • низшая теплота сгорания — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN lower heating valueLHV …   Справочник технического переводчика

  • низшая теплота сгорания — 2.2 низшая теплота сгорания (inferior calorific value): Количество теплоты, которое может выделиться при полном сгорании в воздухе определенного количества газа таким образом, что давление p1, при котором протекает реакция, остается постоянным,… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • низшая теплота сгорания топлива — Количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании единицы массы (объема) топлива, при условии, что вода, образующаяся при сгорании, будет находиться в парообразном состоянии. Примечание Низшая объемная теплота сгорания топлива относится к… …   Справочник технического переводчика

  • низшая теплота сгорания газа; Нн — низшая теплота сгорания газа; Нн: Количество тепла, выделяющееся при полном сгорании единицы массы (объема) сухого газа, без учета теплоты конденсации водяных паров. Теплоту сгорания газа при условиях испытаний пересчитывают на стандартные… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • низшая теплота сгорания газа — 3.11 низшая теплота сгорания газа QH: Количество тепла, выделяющееся при полном сгорании единицы массы (объема) сухого газа, без учета теплоты конденсации водяных паров. Источник: ГОСТ Р 51847 2001: Аппараты водонагревательные проточные газовые… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • низшая теплота сгорания топлива — 3.24 низшая теплота сгорания топлива : По ГОСТ 17356. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • низшая теплота сгорания (низшая теплота сгорания при постоянном давлении), Qн — 3.1.6 низшая теплота сгорания (низшая теплота сгорания при постоянном давлении), Qн [net calorific value (net heat of combustion at constant pressure), Qp]: Количество теплоты, выделяемое при сгорании объемной или массовой единицы твердого или… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Низшая теплота сгорания при постоянном давлении — 4.3 Низшая теплота сгорания при постоянном давлении количество тепла, выделившееся при полном сгорании единицы массы твердого топлива в среде кислорода при постоянном давлении. При этом остаточными веществами являются кислород, диоксид углерода,… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Низшая теплота сгорания при постоянном объеме — 4.2 Низшая теплота сгорания при постоянном объеме количество тепла, выделившееся при полном сгорании единицы массы твердого топлива в среде кислорода при постоянном объеме. При этом остаточными веществами являются кислород, диоксид углерода, азот …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Низшая теплота сгорания угля — 94. Низшая теплота сгорания угля Ндп. Низшая теплотворная способность угля Калорийность топлива D. Unterer Heizwert Е. Net calorific value F. Pouvoir calorifique interieur Количество тепла, равное высшей теплоте сгорания за вычетом теплоты… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»