ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплотворная способность из "Основные характеристики горения" Под теплотворной способностью понимают теплоту полного сгорания единицы массы вещества. В, ней учитываются потери тепла, связанные с диссоциацией продуктов сгорания и незавершенностью химических реакций горения. Теплотворная способность — это максимально возможная теплота сгорания единицы массы вещества. [c.65] Определяют теплотворную способность элементов, их соединений и топливных смесей. Для элементов она численно равна теплоте образования продукта сгорания. Теплотворная способность смесей является аддитивной величиной и может быть найдена, если известна теплотворная способность компонентов смеси. [c.65] Горение происходит не только за счет образования окислов, поэтому в широком смысле можно говорить о теплотворной способности элементов и их соединений не только в кислороде, а и при взаимодействии с фтором, хлором, азотом, бором, углеродом, кремнием, серой и фосфором. [c.65] Теплотворная способность является важной характеристикой. Она позволяет оценить и сравнить с другими максимально возможное тепловыделение той или иной окислительно-восстановительной реакции и определить по отношению к нему полноту протекания реальных процессов горения. Знание теплотворной способности необходимо при выборе компонентов топлив и смесей различного назначения и при оценке их полноты сгорания. [c.65] Рассмотрим теплотворную способность углеводородов и элементов в кислороде, отнесенную к единице массы исходного горючего. Низшая теплотворная способность отличается от высшей у парафинов в среднем на 3220—3350 кДж/кг (770—800 ккал/кг), у олефинов и нафтенов — на 3140—3220кДж/кг (750—770 ккал/кг), у бензола — на 1590 кДж/кг (380 ккал/кг) [25, с. 109]. При экспериментальном определении теплотворной способности следует иметь в виду, что в калориметрической бомбе вещество сгорает при постоянном объеме а в реальных условиях — часто при постоянном давлении. Поправка на разность условий горения составляет для твердого топлива от 2,1 до 12,6, для мазута — около 33,5, бензина— 46,1 кДж/кг, а для газа достигает 210 кДж/м . Практически эту поправку вводят только при определении теплотворной способности газа. [c.66] Всего лишь несколько элементов и их соединений имеют теплотворную способность, превышающую теплотворную способность углеводородных горючих. К числу этих элементов относятся водород, бор, бериллий, литий, их соединения и несколько элементорганических соединений бора и бериллия. Теплотворная способность таких элементов, как сера, натрий, ниобий, цирконий, кальций, ванадий, титан, фосфор, магний, кремний и алюминий, лежит в пределах 9210—32 240 кДж/ кг (2200—7700 ккал/кг). У остальных элементов периодической системы теплотворная способность не превышает 8374 кДж/кг (2000 ккал/кг). Данные по высшей теплотворной способности различного класса горючих приведены в табл. I. 12. [c.66] Для жидких углеводородов, метанола и этанола теплотворная способность приведена для жидкого исходного состояния. [c.66] Как видно, для получения максимальных теплот сгорания наиболее предпочтительны вещества, содержащие водород, литий и бериллий, и во вторую очередь — бор, магний, алюминий и кремний. Преимущество водорода вследствие малого молекулярного веса продуктов сгорания очевидно. Следует отметить преимущество бериллия вследствие большой теплоты сгорания. [c.68] Есть возможность образования смешанных продуктов сгорания, в частности газообразных оксифторидов элементов. Поскольку стабильными обычно являются оксифториды трехвалентных элементов, большинство оксифторидов не эффективны как продукты сгорания ракетных топлив из-за большого молекулярного веса. Теплота сгорания с образованием С0р2(г.) имеет промежуточное значение между теплотами сгорания СО2 (г.) и Ср4 (г.). Теплота сгорания с образованием 302р2 (г.) больше, чем в случае образования ЗОг (г.) или 5Рб (г.). Однако в большинстве ракетных топлив содержатся элементы с большой восстанавливающей способностью, которые предотвращают образование подобных веществ. При образовании оксифторида алюминия АЮР (г.) выделяется меньше тепла, чем при образовании окиси или фторида, поэтому он не представляет интереса. Оксифторид бора ВОР (г.) и его тример (ВОР)з (г.) являются довольно важными компонентами продуктов сгорания ракетных топлив. Теплота сгорания с образованием ВОР (г.) имеет промежуточное значение между теплотами сгорания с образованием окиси и фторида, но оксифторид термически более стабилен, чем каждое из этих соединений. [c.68] При образовании нитридов бериллия и бора выделяется достаточно большое количество тепла, что позволяет отнести их к важным компонентам продуктов сгорания ракетных топлив. [c.69] В табл. 1.14 приведена высшая теплотворная способность элементов при взаимодействии их с различными реагентами, отнесенная к единице массы продуктов сгорания. Теплотворная способность элементов при взаимодействии с хлором, азотом (кроме образования ВезН2 и ВЫ), бором, углеродом, кремнием, серой и фосфором значительно меньше теплотворной способности элементов при взаимодействии с кислородом и фтором. Большое разнообразие требований, предъявляемых к процессам горения и реагентам (по температуре, составу, состоянию продуктов сгорания и др.), делает целесообразным использование данных табл. 1.14 при практической разработке топливных смесей того или иного назначения. [c.69] Вернуться к основной статье