邯郸北科公益课:第七期 燃料的热值和效率
近日,教育部办公厅和工业与信息化部办公厅联合印发了《关于中小学延期开学期间“停课不停学”有关工作安排的通知》,对中小学延期开学期间停课不停学的有关工作进一步提出了意见。同时,《人民日 》刊发了北科基地理论 章《发挥科普在疫情防控中的重要作用》, 章指出要推进科研与科普有效连接、打造智能科普、让权威科学家做好科普工作、在疫情防控中进一步加强科普工作、有效发挥科普作用等内容。
为积极响应教育部“停课不停学”号召,充分发挥优势科普资源,倡导广大中小学生在线学习,让“宅”在家的孩子能够轻松学习科学知识,从即日起,北京市科学技术研究院邯郸分院免费向公众推出线上3D智能教学课程,充实孩子们的假期时光,并通过寓教于乐的形式给孩子们增加科学教育的内容,让科学精神陪伴孩子们快乐成长。
此次向公众免费推出的科普课程是由北京市科学技术研究院邯郸分院和爱创者学院联合开发,包含了《地理科学》、《地球科学》、《生命科学》、《自然科学》四大部分,都是由权威课程专家精心制作挑选的优质科普课程。同时本课程还将在邯郸科普、 邯郸市青少年活动中心、复兴教育体育、邯山女性之声等微信公众同步免费发布。
邯郸北科公益课前情回顾:
11.03.2020 北科院邯郸分院、爱创者学院
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燃料热值和效率的科普视频
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热值
热值(calorific value),又称卡值或发热量。
在燃料化学中,表示燃料质量的一种重要指标。单位质量(或体积)的燃料完全燃烧时所放出的热量。通常用热量计(卡计)测定或由燃料分析结果算出。有高热值(higher calorific value)和低热值(lower calorific value)两种。前者是燃料的燃烧热和水蒸气的冷凝热的总数,即燃料完全燃烧时所放出的总热量。后者仅是燃料的燃烧热,即由总热量减去冷凝热的差数。常用的热值单位,J/kg(固体燃料和液体燃料),或J/m^3(气体燃料)。正确使用微机量热仪、升降式微机全自动量热仪可以测试出煤炭的发热量。在食品化学中,表示食物能量的指标。指1g食物在体内氧化时所放出的热量。
定义
1千克某种固体(气体)燃料完全燃烧放出的热量称为该燃料的热值,属于物质的特性,符号是q,单位是焦耳每千克,符号是J/kg。热值反映了燃料燃烧特性,即不同燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的本领大小。
计算公式
固体或液体燃料完全燃烧释放的热量的计算
公式:Q放=mq 气体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式:Q=VqQ表示热量(J),q表示热值( J/kg ),m表示固体燃料的质量(kg),V表示气体燃料的体积(m^3)。
q=Q放/m(固体);q=Q放/v(气体)
W=Q放=qm=Q放/m W=Q放=qV=Q放/v (W:总功)
(热值与压强有关)
SI制国际单位:Q———某种燃料完全燃烧后放出的热量———焦耳J
m———表示某种燃料的质量———千克kg
q———表示某种燃料的热值———焦耳每千克 J/kg
单位换算表
|
百万焦耳 |
兆卡 |
色姆 |
吨油当量 |
千瓦小时 |
百万英热 |
|
|
1百万焦耳 |
1 |
0.2388 |
9.478 ×10-3 |
2.388× 10-5 |
0.2778 |
9.478×10-4 |
|
1兆卡 |
4.1868 |
1 |
0.03968 |
0.0001 |
1.163 |
0.003968 |
|
1色姆 |
105.506 |
25.2 |
1 |
0.00252 |
29.32 |
0.1 |
|
1吨油当量 |
41868 |
10000 |
396.8 |
1 |
11630 |
39.68 |
|
1千瓦小时 |
3.6 |
0.8598 |
0.0341 |
8.598 × 10 |
1 |
0.00341 |
|
1百万英热 |
1055.06 |
252 |
10 |
0.0252 |
293.2 |
1 |
天然气中常见组分的压缩因子、理想气体体积低位热值表
|
序号 |
组分名称 |
压缩因子Z(20℃) |
低热值(1MJ/m) |
|
1 |
甲烷 |
0.9981 |
33.367 |
|
2 |
乙烷 |
0.992 |
59.39 |
|
3 |
丙烷 |
0.9834 |
84.94 |
几种常用热值
|
名 称 |
定 义 |
|
英热单位(Btu) 1色姆=10万Btu [1] |
指在给定温度和压力下,把1磅水升高1℉所需的热。给定压力 |
|
卡(cal) |
标准气压下,1克水升高1℃所需的热量 |
|
吨油当量(toe) |
相当于107千卡净热值 |
|
千瓦小时(kW·h) |
电能单位,也称度,是电功率与时间的乘积 |
|
焦耳(joule) |
功和能量的单位,相当于1牛顿的力使物体在力的作用方向上移 动1米所做的功,也等于1瓦特的功率在1秒钟内所做的功 |
注:英国常用十万分之一Btu【俗称:色姆(therm)】 为单位。
3
热值的影响因素
热值的影响因素只与燃料的种类有关。
在燃料化学中,表示燃料质量的一种重要指标。单位质量(或体积)的燃料完全燃烧时所放出的热量。通常用热量计(卡计)测定或由燃料分析结果算出。有高热值和低热值两种。前者是燃料的燃烧热和水蒸气的冷凝热的总数,即燃料完全燃烧时所放出的总热量。
后者仅是燃料的燃烧热,即由总热量减去冷凝热的差数。常用的热值单位,J/kg(固体燃料和液体燃料),或J/m^3(气体燃料)。正确使用微机量热仪、升降式微机全自动量热仪可以测试出煤炭的发热量。在食品化学中,表示食物能量的指标。指1g食物在体内氧化时所放出的热量。
扩展资料:
燃料热值可以由热力学数据算得,也可以根据配平的化学方程式半定量估算—大约是每摩尔燃料燃烧时耗氧量摩尔数的100倍 , 单位为千卡 /摩尔 (以焦耳计,如:
(1)辛烷燃烧
C8H18(液)+ 12.5O2 (气)= 8CO2:(气)+ 9H2O(气)
(2)天然气燃烧
CH4(气)+2O2(气)= CO2(气)+ 2H2O
估算天然气热值为100*2=200kcal/mol
当一种化学燃料转变为另一种化学燃料时 , 如果不消耗氧 , 则其所具有的能量并没有明显改变, 因为转变前后燃料燃烧时的耗氧量是相等的, 燃烧热的少量变化可通过变化前后两种燃料的燃烧热相减而得到。
例如: 3C+4H2O=2CH3OH+ CO2
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燃烧效率
燃烧效率,亦燃烧室效率。是定量燃料在燃烧室内燃烧时实际可用来加热燃烧产物的热量与该燃料在绝热条件下实现完全燃烧时所释出的低位发热量之比。它是评价各种燃烧室(或锅炉炉瞠)运行经济性的主要指标。
燃烧效率主要取决于燃烧装置和燃料自身的特性,与环境等因素有关。燃烧效率这个指标,相对于一定的燃烧装置和确定的燃料才有意义,即是用来评价特定燃烧装置燃烧特定燃料的指标。下述情形下,这个指标往往是有差异的:特定的燃烧装置,在燃烧不同的燃料时;特定的燃料,在不同的燃烧装置里燃烧时。
燃烧效率,也称为燃烬率、燃净率。燃烧效率是传统教科书上的用法,诞生也比较早。燃烬率的应用更为广泛,是因为这种表述更加直观,直接表达了燃烧物通过特定的燃烧装置的燃烧成为灰烬的比例,在业内人士中被普遍采用。
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邯郸北科公益课下期预告:
第八期 捕捉光能
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