ნივთიერებებისა და მასალების დაბალი კალორიული ღირებულების საცნობარო წიგნი. გრაფიტი და პლასტმასი

კალორიული ღირებულების სახეები

წვის სიცხე შეიძლება უკავშირდებოდეს წვადი ნივთიერების სამუშაო მასას, ანუ წვად ნივთიერებას იმ სახით, რომლითაც იგი აღწევს მომხმარებელს; ნივთიერების მშრალ მასამდე; ნივთიერების აალებადი მასისადმი, ანუ წვადი ნივთიერებისადმი, რომელიც არ შეიცავს ტენიანობას და ნაცარს.

არსებობს უფრო მაღალი () და დაბალი () კალორიული მნიშვნელობები.

ქვეშ უფრო მაღალი კალორიული ღირებულებაგააცნობიეროს სითბოს რაოდენობა, რომელიც გამოიყოფა ნივთიერების სრული წვის დროს, მათ შორის წყლის ორთქლის კონდენსაციის სითბო წვის პროდუქტების გაგრილებისას.

დაბალი გათბობის ღირებულებაშეესაბამება სითბოს რაოდენობას, რომელიც გამოიყოფა სრული წვის დროს, წყლის ორთქლის კონდენსაციის სითბოს გათვალისწინების გარეშე. წყლის ორთქლის კონდენსაციის სითბოს ასევე უწოდებენ წვის ფარული სითბო.

ქვედა და მაღალი კალორიული მნიშვნელობები დაკავშირებულია ურთიერთობით:

სადაც k არის 25 კჯ/კგ (6 კკალ/კგ) ტოლი კოეფიციენტი; W არის წყლის რაოდენობა აალებადი ნივთიერებაში, % (მასით); H არის წყალბადის რაოდენობა წვად ნივთიერებაში, % (მასით).

კალორიული ღირებულების გაანგარიშება

ამრიგად, უფრო მაღალი კალორიულობა არის სითბოს რაოდენობა, რომელიც გამოიყოფა წვადი ნივთიერების ერთეული მასის ან მოცულობის (გაზისთვის) სრული წვის დროს და წვის პროდუქტების ნამის წერტილის ტემპერატურამდე გაგრილებისას. თერმული ინჟინერიის გამოთვლებში, უმაღლესი კალორიულობა აღებულია 100%. გაზის წვის ფარული სითბო არის სითბო, რომელიც გამოიყოფა წვის პროდუქტებში შემავალი წყლის ორთქლის კონდენსაციის დროს. თეორიულად შეიძლება 11%-ს მიაღწიოს.

პრაქტიკაში შეუძლებელია წვის პროდუქტების გაცივება სრულ კონდენსაციამდე და, შესაბამისად, დაინერგა დაბალი კალორიული ღირებულების კონცეფცია (QHp), რომელიც მიიღება მაღალი კალორიული მნიშვნელობიდან წყლის ორთქლის აორთქლების სითბოს გამოკლებით. ნივთიერებაში და მისი წვის დროს წარმოქმნილნი. 1 კგ წყლის ორთქლის აორთქლებას სჭირდება 2514 კჯ/კგ (600 კკალ/კგ). ქვედა კალორიული ღირებულება განისაზღვრება ფორმულებით (კჯ/კგ ან კკალ/კგ):

(მყარი ნივთიერებისთვის)

(ამისთვის თხევადი ნივთიერება), სად:

2514 - აორთქლების სითბო 0 °C და ატმოსფერული წნევა, კჯ/კგ;

I არის წყალბადის და წყლის ორთქლის შემცველობა სამუშაო საწვავში, %;

9 არის კოეფიციენტი, რომელიც აჩვენებს, რომ 1 კგ წყალბადის წვის ჟანგბადთან ერთად წარმოიქმნება 9 კგ წყალი.

წვის სითბო საწვავის ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებელია, რადგან ის განსაზღვრავს სითბოს რაოდენობას, რომელიც მიიღება 1 კგ მყარი ან თხევადი საწვავის ან 1 მ³ აირისებრი საწვავის დაწვით კჯ/კგ (კკალ/კგ). 1 კკალ = 4,1868 ან 4,19 კჯ.

ქვედა კალორიული ღირებულება განისაზღვრება ექსპერიმენტულად თითოეული ნივთიერებისთვის და არის საცნობარო მნიშვნელობა. ის ასევე შეიძლება განისაზღვროს მყარი და თხევადი მასალებისთვის, ცნობილი ელემენტარული შემადგენლობით, მენდელეევის ფორმულის მიხედვით, კჯ/კგ ან კკალ/კგ.

ნახშირბადის, წყალბადის, ჟანგბადის, აქროლადი გოგირდის და ტენის შემცველობა საწვავის სამუშაო მასაში % (წონის მიხედვით).

შედარებითი გამოთვლებისთვის გამოიყენება ეგრეთ წოდებული ჩვეულებრივი საწვავი, რომელსაც აქვს წვის სპეციფიკური სითბო 29308 კჯ/კგ (7000 კკალ/კგ).

რუსეთში, თერმული გამოთვლები (მაგალითად, სითბოს დატვირთვის გამოთვლა ოთახის კატეგორიის აფეთქებისა და ხანძრის საშიშროების დასადგენად) ჩვეულებრივ ხორციელდება ყველაზე დაბალი კალორიული ღირებულების გამოყენებით, აშშ-ში, დიდ ბრიტანეთში და საფრანგეთში - შესაბამისად. უმაღლესი. დიდ ბრიტანეთში და აშშ-ში, მეტრიკული სისტემის შემოღებამდე, წვის სპეციფიკური სითბო გაზომილი იყო ბრიტანული თერმული ერთეულებით (BTU) ფუნტზე (lb) (1Btu/lb = 2,326 კჯ/კგ).

ბუნებრივი აირის გათბობის ღირებულების უმაღლესი მნიშვნელობები სხვადასხვა წყაროდან

ეს მონაცემები ენერგეტიკის საერთაშორისო სააგენტოდან იქნა მოპოვებული.

• ალჟირი: 42000 კჯ/მ³
• ბანგლადეში: 36,000 კჯ/მ³
• კანადა: 38,200 კჯ/მ³
• ინდონეზია: 40,600 კჯ/მ³
• ნიდერლანდები: 33,320 კჯ/მ³
• ნორვეგია: 39,877 კჯ/მ³
• რუსეთი: 38,231 კჯ/მ³
• საუდის არაბეთი: 38000 კჯ/მ³
• დიდი ბრიტანეთი: 39,710 კჯ/მ³
• შეერთებული შტატები: 38,416 კჯ/მ³
• უზბეკეთი: 37,889 კჯ/მ³
• ბელორუსია: 33000 კჯ/მ³

საწვავის საჭირო რაოდენობა 100 ვტ სიმძლავრის ნათურის ერთი წლის განმავლობაში მუშაობისთვის (876 კვტ.სთ)

(ქვემოთ ჩამოთვლილი საწვავის რაოდენობა ეფუძნება 100% სითბოს ელექტროენერგიაში გადაქცევის ეფექტურობას. ვინაიდან ელექტროენერგიის გენერატორი და გამანაწილებელი სისტემების უმეტესობა აღწევს ეფექტურობას დაახლოებით 30% - 35%, საწვავის ფაქტობრივი რაოდენობა, რომელიც გამოიყენება 100 ვტ ნათურის გასაძლიერებლად. იქნება მითითებულ თანხაზე დაახლოებით სამჯერ).

• 260 კგ ხე (20% ტენიანობით)
• 120 კგ ნახშირი (ანტრაციტი)
• 73,34 კგ ნავთი
• 78,8 მ³ ბუნებრივი აირი (საშუალო მნიშვნელობის გამოყენებით 40,000 კჯ/მ³)
• 17,5 მკგ ანტიმატერია

შენიშვნები

ლიტერატურა

• ფიზიკური ენციკლოპედიური ლექსიკონი
• დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია
• სახელმძღვანელო NPB 105-03-ისთვის

აგრეთვე

ფონდი ვიკიმედია.

კალორიული ღირებულება გაგებულია, როგორც ნივთიერების ერთეული მასის სრული წვის სითბო. იგი ითვალისწინებს სითბოს დანაკარგებს, რომლებიც დაკავშირებულია წვის პროდუქტების დისოციაციასთან და ქიმიური წვის რეაქციების არასრულყოფასთან. კალორიული ღირებულება არის წვის მაქსიმალური შესაძლო სითბო ნივთიერების მასის ერთეულზე.

განსაზღვრეთ ელემენტების, მათი ნაერთების და საწვავის ნარევების კალორიული ღირებულება. ელემენტებისთვის, ის რიცხობრივად უდრის წვის პროდუქტის წარმოქმნის სითბოს. ნარევების კალორიული ღირებულება არის დანამატის რაოდენობა და შეიძლება მოიძებნოს, თუ ცნობილია ნარევის კომპონენტების კალორიულობა.

წვა ხდება არა მხოლოდ ოქსიდების წარმოქმნის გამო, ამიტომ, ფართო გაგებით, შეგვიძლია ვისაუბროთ ელემენტების და მათი ნაერთების კალორიულ ღირებულებაზე არა მხოლოდ ჟანგბადში, არამედ ფტორთან, ქლორთან, აზოტთან, ბორთან, ნახშირბადთან ურთიერთობისას. სილიციუმი, გოგირდი და ფოსფორი.

კალორიული ღირებულება მნიშვნელოვანი მახასიათებელია. ეს საშუალებას გაძლევთ შეაფასოთ და შეადაროთ სხვებთან ერთად კონკრეტული რედოქსის რეაქციის მაქსიმალური შესაძლო სითბოს გამოყოფა და მასთან დაკავშირებით განსაზღვროთ წვის ფაქტობრივი პროცესების სისრულე. კალორიული ღირებულების ცოდნა აუცილებელია საწვავის კომპონენტებისა და ნარევების შერჩევისას სხვადასხვა მიზნებისთვის და მათი წვის სისრულის შეფასებისას.

უფრო მაღალია ჰშიგნით და ქვედა ჰ n კალორიული ღირებულება. უფრო მაღალი კალორიულობა, განსხვავებით დაბალი კალორიული ღირებულებისგან, მოიცავს წვის პროდუქტების ფაზური გარდაქმნების (კონდენსაციის, გამაგრების) სითბოს ოთახის ტემპერატურამდე გაცივებისას. ამრიგად, ყველაზე მაღალი კალორიულობა არის ნივთიერების სრული წვის სითბო, როდესაც წვის პროდუქტების ფიზიკური მდგომარეობა განიხილება ოთახის ტემპერატურა, ხოლო ყველაზე დაბალი – წვის ტემპერატურაზე. უფრო მაღალი კალორიულობა განისაზღვრება ნივთიერების კალორიმეტრულ ბომბში დაწვით ან გაანგარიშებით. იგი მოიცავს, კერძოდ, წყლის ორთქლის კონდენსაციის დროს გამოთავისუფლებულ სითბოს, რომელიც 298 K-ზე უდრის 44 კჯ/მოლს. ქვედა კალორიული ღირებულება გამოითვლება წყლის ორთქლის კონდენსაციის სითბოს გათვალისწინების გარეშე, მაგალითად, ფორმულის გამოყენებით

სად % H არის წყალბადის პროცენტი საწვავში.

თუ კალორიული მნიშვნელობები მიუთითებს წვის პროდუქტების ფიზიკურ მდგომარეობაზე (მყარი, თხევადი ან აირისებრი), მაშინ ჩვეულებრივ გამოტოვებულია "უმაღლესი" და "ყველაზე დაბალი" აბონენტები.

მოდით განვიხილოთ ნახშირწყალბადების და ელემენტების კალორიული ღირებულება ჟანგბადში თავდაპირველი საწვავის მასის ერთეულზე. ქვედა კალორიულობა უმაღლესისგან განსხვავდება პარაფინებისთვის საშუალოდ 3220-3350 კჯ/კგ, ოლეფინებისა და ნაფთენებისთვის - 3140-3220 კჯ/კგ-ით, ბენზოლისთვის - 1590 კჯ/კგ-ით. კალორიული ღირებულების ექსპერიმენტულად განსაზღვრისას უნდა გავითვალისწინოთ, რომ კალორიმეტრულ ბომბში ნივთიერება იწვის მუდმივი მოცულობით და რეალური პირობები- ხშირად მუდმივი წნევით. წვის პირობების სხვაობის კორექტირება მერყეობს 2.1-დან 12.6-მდე მყარი საწვავისთვის, დაახლოებით 33.5 მაზუთისთვის, 46.1 კჯ/კგ ბენზინზე და აღწევს 210 კჯ/მ3 გაზზე. პრაქტიკაში, ეს კორექტირება შემოდის მხოლოდ გაზის კალორიული ღირებულების განსაზღვრისას.

პარაფინებისთვის კალორიულობა მცირდება დუღილის წერტილის გაზრდით და C/H თანაფარდობის გაზრდით. მონოციკლური ალიციკლური ნახშირწყალბადებისთვის ეს ცვლილება გაცილებით ნაკლებია. ბენზოლის სერიაში კალორიული ღირებულება იზრდება მაღალ ჰომოლოგებზე გადასვლისას გვერდითი ჯაჭვის გამო. ორბირთვიანი არომატული ნახშირწყალბადებიაქვთ უფრო დაბალი კალორიულობა, ვიდრე ბენზოლის სერია.

მხოლოდ რამდენიმე ელემენტს და მათ ნაერთებს აქვთ კალორიული ღირებულება, რომელიც აღემატება ნახშირწყალბადის საწვავს. ამ ელემენტებში შედის წყალბადი, ბორი, ბერილიუმი, ლითიუმი, მათი ნაერთები და ბორისა და ბერილიუმის რამდენიმე ორგანული ელემენტის ნაერთები. ისეთი ელემენტების კალორიული ღირებულება, როგორიცაა გოგირდი, ნატრიუმი, ნიობიუმი, ცირკონიუმი, კალციუმი, ვანადიუმი, ტიტანი, ფოსფორი, მაგნიუმი, სილიციუმი და ალუმინი არის 9210-32,240 კჯ/კგ დიაპაზონში. სხვა ელემენტებისთვის პერიოდული ცხრილიკალორიულობა არ აღემატება 8374 კჯ/კგ. მონაცემები სხვადასხვა კლასის საწვავის მთლიანი კალორიული ღირებულების შესახებ მოცემულია ცხრილში. 1.18.

ცხრილი 1.18

სხვადასხვა აალებადი ნივთიერების მთლიანი კალორიული ღირებულება ჟანგბადში (საწვავის მასის ერთეულზე)

ნივთიერება
ნახშირბადის მონოქსიდი
იზო-ბუტანი
ნ-დოდეკანი
n-ჰექსადეკანი
აცეტილენი
ციკლოპენტანი
ციკლოჰექსანი
ეთილბენზოლი
ბერილიუმი
ალუმინის
ცირკონიუმი
ბერილიუმის ჰიდრიდი
ფსნთაბორანი
მეტადიბორანი
ეთილდიბორანი

თხევადი ნახშირწყალბადების, მეთანოლისა და ეთანოლისთვის, გათბობის მნიშვნელობები ეფუძნება თხევადი საწყისი მდგომარეობას.

ზოგიერთი საწვავის კალორიულობა გამოითვალა კომპიუტერზე. ეს არის 24,75 კჯ/კგ მაგნიუმისთვის და 31,08 კჯ/კგ ალუმინისთვის (ოქსიდების მდგომარეობა მყარია) და პრაქტიკულად ემთხვევა ცხრილის მონაცემებს. 1.18. პარაფინის C26H54, ნაფტალინი C10H8, ანტრაცენი C14H10 და მეტენამინი C6H12N4, შესაბამისად, 47.00, 40.20, 39.80 და 29.80, ხოლო ყველაზე დაბალი კალორიულობა კ.40, 430.4 გ.

მაგალითად, რაკეტების საწვავთან დაკავშირებით, წარმოგიდგენთ სხვადასხვა ელემენტების წვის სიცხეებს ჟანგბადში და ფტორში, წვის პროდუქტების ერთეულის მასაზე. წვის სიცხეები გამოითვლება წვის პროდუქტების მდგომარეობისთვის 2700 K ტემპერატურაზე და ნაჩვენებია ნახ. 1.25 და ცხრილში. 1.19.

პუკ. 1.25. ელემენტების წვის სითბო ჟანგბადში (1) და ფტორს(2), გამოითვლება წვის პროდუქტების კილოგრამზე

როგორც წარმოდგენილი მონაცემებიდან ირკვევა, რომ წვის მაქსიმალური სითბოს მისაღებად, ყველაზე სასურველი ნივთიერებებია წყალბადის, ლითიუმის და ბერილიუმის შემცველი ნივთიერებები და მეორე რიგში, ბორი, მაგნიუმი, ალუმინი და სილიციუმი. აშკარაა წყალბადის უპირატესობა წვის პროდუქტების დაბალი მოლეკულური წონის გამო. უნდა აღინიშნოს, რომ ბერილიუმს უპირატესობა აქვს წვის მაღალი სიცხის გამო.

არსებობს შერეული წვის პროდუქტების წარმოქმნის შესაძლებლობა, კერძოდ, ელემენტების აირისებრი ოქსიფტორები. ვინაიდან სამვალენტიანი ელემენტების ოქსიფტორები ჩვეულებრივ სტაბილურია, ოქსიფტორიდების უმეტესობა არ არის ეფექტური, როგორც სარაკეტო საწვავის წვის პროდუქტები მათი მაღალი მოლეკულური წონის გამო. წვის სითბოს COF2 (g) წარმოქმნით აქვს შუალედური მნიშვნელობა CO2 (g) და CF4 (g) წვის სიცხეებს შორის. წვის სითბო SO2F2 (g) წარმოქმნით უფრო მეტია, ვიდრე SO2 (g) ან SF6 წარმოქმნის შემთხვევაში; (გ.). თუმცა, სარაკეტო საწვავის უმეტესობა შეიცავს ძლიერ შემცირებულ ელემენტებს, რომლებიც ხელს უშლიან ასეთი ნივთიერებების წარმოქმნას.

ალუმინის ოქსიფტორიდის AlOF (g) წარმოქმნა ათავისუფლებს ნაკლებ სითბოს, ვიდრე ოქსიდის ან ფტორის წარმოქმნა, ამიტომ ეს არ არის საინტერესო. ბორის ოქსიფტორიდი BOF (g) და მისი ტრიმერი (BOF)3 (g) არის სარაკეტო საწვავის წვის პროდუქტების საკმაოდ მნიშვნელოვანი კომპონენტები. წვის სითბო BOF (გ) ფორმირებისთვის შუალედურია წვის სიცხეებს შორის ოქსიდისა და ფტორიდის წარმოქმნის მიზნით, მაგრამ ოქსიფტორიდი თერმულად უფრო სტაბილურია, ვიდრე რომელიმე ეს ნაერთი.

ცხრილი 1.19

ელემენტების წვის სითბო (მჯ/კგ), წვის პროდუქტების მასის ერთეულზე ( T = 2700 K)

			ოქსიფტორიდი
ბერილიუმი
ჟანგბადი
ალუმინის
ცირკონიუმი

როდესაც წარმოიქმნება ბერილიუმი და ბორის ნიტრიდები, გამოიყოფა საკმაოდ დიდი რაოდენობით სითბო, რაც საშუალებას აძლევს მათ კლასიფიცირდეს რაკეტის საწვავის წვის პროდუქტების მნიშვნელოვან კომპონენტებად.

მაგიდაზე ცხრილი 1.20 გვიჩვენებს ელემენტების ყველაზე მაღალ კალორიულობას, როდესაც ისინი ურთიერთქმედებენ სხვადასხვა რეაგენტებთან, მოხსენიებული წვის პროდუქტების ერთეული მასით. ელემენტების კალორიული ღირებულება ქლორთან, აზოტთან (გარდა Be3N2 და BN წარმოქმნისა), ბორის, ნახშირბადის, სილიციუმის, გოგირდისა და ფოსფორის ურთიერთქმედებისას მნიშვნელოვნად ნაკლებია ელემენტების კალორიულ ღირებულებაზე ჟანგბადთან და ფტორთან ურთიერთობისას. წვის პროცესებსა და რეაგენტებზე მოთხოვნების მრავალფეროვნება (ტემპერატურის, შემადგენლობის, წვის პროდუქტების მდგომარეობის და ა.შ.) მიზანშეწონილს ხდის ცხრილის მონაცემების გამოყენებას. 1.20 საწვავის ნარევების პრაქტიკულ განვითარებაში ამა თუ იმ მიზნით.

ცხრილი 1.20

ელემენტების უფრო მაღალი კალორიული ღირებულება (მჯ/კგ) ჟანგბადთან, ფტორთან, ქლორთან, აზოტთან, წვის პროდუქტების ერთეულ მასაზე ურთიერთობისას.

• აგრეთვე: Joulin S., Clavin R. Op. ციტ.

აალებადი მასალა		აალებადი მასალა	წვის სითბო, MJ× კგ -1
ქაღალდი გაფხვიერდა	13,4	ფენოპლასტიკა	11,3
Staple ბოჭკოვანი	13,8	ბამბა გაფხვიერდა	15,7
ხე პროდუქტებში	16,6	ამილის სპირტი	39,0
კარბოლიტის პროდუქტები	24,9	აცეტონი	20,0
სინთეტიკური რეზინი	40,2	ბენზოლი	40,9
ორგანული მინა	25,1	ბენზინი	41,9
პოლისტირონი	39,0	ბუტილის სპირტი	36,2
პოლიპროპილენი	45,6	დიზელის საწვავი	43,0
პოლიეთილენი	47,1	ნავთი	43,5
რეზინის პროდუქტები	33,5	საწვავი	39,8
ზეთი	41,9	ეთანოლი	27,2

სპეციფიური ხანძარსაწინააღმდეგო დატვირთვა q, MJ× m -2 განისაზღვრება ურთიერთმიმართებიდან, სადაც S არის ფართობი, სადაც მდებარეობს ცეცხლის დატვირთვა, m 2 (მაგრამ არანაკლებ 10 მ 2).

დავალებადაადგინეთ შენობის ხანძრის საშიშროების კატეგორია S=84 მ2 ფართობით.

ნომერში არის: 16 კგ 16 კგ ხის მასალისგან დამზადებული 12 მაგიდა; ხის ჩიპის მასალისგან დამზადებული 4 სადგამი თითო 10 კგ მასით; დაფისგან დამზადებული 12 სკამი, თითო 12 კგ; 3 ბამბის ფარდა, თითო 5 კგ; მინაბოჭკოვანი დაფა 25 კგ მასით; ლინოლეუმი 70 კგ.

გამოსავალი

1. ოთახში დგინდება მასალების ქვედა კალორიულობა (ცხრილი 7.6):

Q =16,6 მჯ/კგ – მაგიდებისთვის, სკამებისთვის და სადგამებისთვის;

Q =15,7 მჯ/კგ – ფარდებისთვის;

Q =33,5 მჯ/კგ – ლინოლეუმისთვის;

Q =25.1 MJ/კგ – მინაბოჭკოვანი დაფისთვის.

2. ფორმულით 7.9-ით განისაზღვრება ოთახში ხანძრის მთლიანი დატვირთვა

3. სპეციფიკური სახანძრო დატვირთვა q განისაზღვრება

Q = 112.5 მიღებული მნიშვნელობების შედარებისას 7.4 ცხრილში მოცემულ მონაცემებს ვაძლევთ ოთახს B4 კატეგორიას ხანძრის საშიშროების თვალსაზრისით.

რადიაციული უსაფრთხოება

8.1. ძირითადი ცნებები და განმარტებები

კითხვარა სახის გამოსხივებას ეწოდება მაიონებელი გამოსხივება?

უპასუხემაიონებელი გამოსხივება (შემდგომში IR) არის გამოსხივება, რომლის ურთიერთქმედება ნივთიერებასთან იწვევს ამ ნივთიერებაში იონების წარმოქმნას. განსხვავებული ნიშანი. AI შედგება დამუხტული (a და b ნაწილაკები, პროტონები, დაშლის ბირთვების ფრაგმენტები) და დაუმუხტი ნაწილაკებისგან (ნეიტრონები, ნეიტრინოები, ფოტონები).

კითხვარა ფიზიკური სიდიდეები ახასიათებს ხელოვნური ინტელექტის ურთიერთქმედებას მატერიასთან და ბიოლოგიურ ობიექტებთან?

უპასუხე AI-ის ურთიერთქმედება ნივთიერებასთან ხასიათდება აბსორბირებული დოზით.

აბსორბირებული დოზა D არის მთავარი დოზიმეტრული რაოდენობა. ის უდრის მაიონებელი გამოსხივების მიერ ელემენტარული მოცულობის ნივთიერებაზე გადაცემული საშუალო ენერგიის dw თანაფარდობას ამ მოცულობის ნივთიერების dm მასასთან:

ენერგია შეიძლება იყოს საშუალოდ ნებისმიერ მოცემულ მოცულობაზე, ამ შემთხვევაში საშუალო დოზა ტოლი იქნება მოცულობამდე მიწოდებული ჯამური ენერგიის გაყოფილი ამ მოცულობის მასაზე. SI სისტემაში აბსორბირებული დოზა იზომება ჯ/კგ-ში და აქვს სპეციალური სახელი ნაცრისფერი (Gy). არასისტემური ერთეული – რადი, 1რადი = 0,01 გ. დოზის ზრდას ერთეულ დროში ეწოდება დოზის სიჩქარე:

ადამიანის ქრონიკული ზემოქმედების რადიაციული საშიშროების შესაფასებლად, [8.2]-ის მიხედვით, შემოღებულია სპეციალური ფიზიკური რაოდენობები - ექვივალენტური დოზა ორგანოსა თუ ქსოვილში H T, R და ეფექტური დოზა E.

ეკვივალენტური დოზა H T,R – აბსორბირებული დოზა T ორგანოში ან ქსოვილში, გამრავლებული შესაბამისი წონის ფაქტორზე მოცემული ტიპის რადიაციისთვის W R:

Н T,R =W R × D T,R , (8.3)

სადაც D T,R არის საშუალო შთანთქმის დოზა ქსოვილში ან T ორგანოში;

W R - შეწონვის ფაქტორი R ტიპის გამოსხივებისთვის.

როცა ამხილეს სხვადასხვა სახის AI სხვადასხვა წონის ფაქტორებით W R ექვივალენტური დოზა განისაზღვრება, როგორც ექვივალენტური დოზების ჯამი ამ ტიპის AI-სთვის:

(8.4)

შეწონვის კოეფიციენტების მნიშვნელობები მოცემულია ცხრილში. 8.1 [8.1] .

რა არის საწვავი?

ეს არის ერთი კომპონენტი ან ნივთიერებების ნაზავი, რომელსაც შეუძლია სითბოს გამოყოფასთან დაკავშირებული ქიმიური გარდაქმნები. სხვადასხვა ტიპებისაწვავი განსხვავდება ოქსიდიზატორის რაოდენობრივი შემცველობით, რომელიც გამოიყენება თერმული ენერგიის გასათავისუფლებლად.

ფართო გაგებით, საწვავი არის ენერგიის გადამზიდავი, ანუ პოტენციური ენერგიის პოტენციური ტიპი.

კლასიფიკაცია

ამჟამად, საწვავის ტიპები მათი აგრეგაციის მდგომარეობის მიხედვით იყოფა თხევად, მყარად და აირად.

ბუნებრივი მყარი მასალებია ქვა, შეშა და ანტრაციტი. ბრიკეტები, კოქსი, თერმოანტრაციტი ხელოვნური მყარი საწვავის სახეობებია.

სითხეებში შედის ნივთიერებები, რომლებიც შეიცავს ორგანული წარმოშობის ნივთიერებებს. მათი ძირითადი კომპონენტებია: ჟანგბადი, ნახშირბადი, აზოტი, წყალბადი, გოგირდი. ხელოვნური თხევადი საწვავი იქნება სხვადასხვა სახის ფისები და საწვავი.

აირისებრი საწვავი არის სხვადასხვა გაზების ნარევი: ეთილენი, მეთანი, პროპანი, ბუტანი. მათ გარდა, შემადგენლობა შეიცავს ნახშირორჟანგს და ნახშირორჟანგს, წყალბადის სულფიდს, აზოტს, წყლის ორთქლს და ჟანგბადს.

საწვავის ინდიკატორები

წვის მთავარი მაჩვენებელი. კალორიული ღირებულების განსაზღვრის ფორმულა განიხილება თერმოქიმიაში. გამოყოფს „სტანდარტულ საწვავს“, რაც გულისხმობს 1 კილოგრამი ანტრაციტის კალორიულობას.

საყოფაცხოვრებო გათბობის ზეთიგანკუთვნილია წვისთვის დაბალი სიმძლავრის გათბობის მოწყობილობებში, რომლებიც განლაგებულია საცხოვრებელ შენობებში, სითბოს გენერატორებში, რომლებიც გამოიყენება სოფლის მეურნეობასაკვების გასაშრობად, დაკონსერვებისთვის.

საწვავის წვის სპეციფიკური სითბო არის მნიშვნელობა, რომელიც აჩვენებს სითბოს რაოდენობას, რომელიც წარმოიქმნება საწვავის სრული წვის დროს 1 მ 3 მოცულობით ან ერთი კილოგრამის მასით.

ამ მნიშვნელობის გასაზომად გამოიყენება J/kg, J/m3, calorie/m3. წვის სიცხის დასადგენად გამოიყენება კალორიმეტრიის მეთოდი.

საწვავის წვის სპეციფიკური სითბოს მატებასთან ერთად, საწვავის სპეციფიკური მოხმარება მცირდება და ეფექტურობა უცვლელი რჩება.

ნივთიერებების წვის სითბო არის ენერგიის რაოდენობა, რომელიც გამოიყოფა მყარი, თხევადი ან აირისებრი ნივთიერების დაჟანგვის დროს.

იგი განისაზღვრება ქიმიური შემადგენლობით, აგრეთვე წვადი ნივთიერების აგრეგაციის მდგომარეობით.

წვის პროდუქტების მახასიათებლები

უფრო მაღალი და დაბალი კალორიულობა დაკავშირებულია საწვავის წვის შემდეგ მიღებულ ნივთიერებებში წყლის აგრეგაციის მდგომარეობასთან.

უფრო მაღალი კალორიულობა არის ნივთიერების სრული წვის დროს გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობა. ეს მნიშვნელობა ასევე მოიცავს წყლის ორთქლის კონდენსაციის სითბოს.

წვის ყველაზე დაბალი სამუშაო სითბო არის მნიშვნელობა, რომელიც შეესაბამება წვის დროს სითბოს გამოყოფას წყლის ორთქლის კონდენსაციის სითბოს გათვალისწინების გარეშე.

კონდენსაციის ლატენტური სითბო არის წყლის ორთქლის კონდენსაციის ენერგიის რაოდენობა.

მათემატიკური ურთიერთობა

უფრო მაღალი და დაბალი კალორიული მნიშვნელობები დაკავშირებულია შემდეგი ურთიერთობით:

QB = QH + k(W + 9H)

სადაც W არის წყლის რაოდენობა წონით (%) აალებადი ნივთიერებაში;

H არის წყალბადის რაოდენობა (% მასის მიხედვით) წვად ნივთიერებაში;

k - კოეფიციენტი ტოლია 6 კკალ/კგ

გამოთვლების შესრულების მეთოდები

უმაღლესი და დაბალი კალორიული მნიშვნელობები განისაზღვრება ორი ძირითადი მეთოდით: გაანგარიშებით და ექსპერიმენტებით.

ექსპერიმენტული გამოთვლების განსახორციელებლად გამოიყენება კალორიმეტრები. ჯერ მასში იწვება საწვავის ნიმუში. სითბო, რომელიც გამოიყოფა, მთლიანად შეიწოვება წყალში. წყლის მასაზე წარმოდგენით, მისი ტემპერატურის ცვლილებით შეგიძლიათ განსაზღვროთ მისი წვის სითბოს მნიშვნელობა.

ეს ტექნიკა ითვლება მარტივი და ეფექტური, ის მოითხოვს მხოლოდ ტექნიკური ანალიზის მონაცემების ცოდნას.

გაანგარიშების მეთოდით, უფრო მაღალი და დაბალი კალორიული მნიშვნელობები გამოითვლება მენდელეევის ფორმულით.

Q p H = 339C p +1030H p -109 (O p -S p) - 25 W p (კჯ/კგ)

იგი ითვალისწინებს ნახშირბადის, ჟანგბადის, წყალბადის, წყლის ორთქლის, გოგირდის შემცველობას სამუშაო შემადგენლობაში (პროცენტებში). წვის დროს სითბოს რაოდენობა განისაზღვრება ექვივალენტური საწვავის გათვალისწინებით.

გაზის წვის სითბო შესაძლებელს ხდის წინასწარი გამოთვლების ჩატარებას და გარკვეული ტიპის საწვავის გამოყენების ეფექტურობის განსაზღვრას.

წარმოშობის მახასიათებლები

იმისათვის, რომ გავიგოთ, რამდენი სითბო გამოიყოფა გარკვეული საწვავის წვის დროს, აუცილებელია წარმოდგენა გქონდეთ მისი წარმოშობის შესახებ.

ბუნებაში არსებობს მყარი საწვავის სხვადასხვა ვერსია, რომლებიც განსხვავდება შემადგენლობითა და თვისებებით.

მისი ფორმირება ხდება რამდენიმე ეტაპად. ჯერ წარმოიქმნება ტორფი, შემდეგ მიიღება ყავისფერი და მყარი ნახშირი, შემდეგ წარმოიქმნება ანტრაციტი. მყარი საწვავის ფორმირების ძირითადი წყაროა ფოთლები, ხე და ფიჭვის ნემსები. როდესაც მცენარეთა ნაწილები იღუპება და ექვემდებარება ჰაერს, ისინი ნადგურდებიან სოკოებით და წარმოქმნიან ტორფს. მისი დაგროვება იქცევა ყავისფერ მასად, შემდეგ მიიღება ყავისფერი აირი.

მაღალ წნევასა და ტემპერატურაზე ყავისფერი აირი იქცევა ნახშირად, შემდეგ საწვავი გროვდება ანტრაციტის სახით.

გარდა ამისა ორგანული ნივთიერებები, საწვავში არის დამატებითი ბალასტი. ორგანულად ითვლება ის ნაწილი, რომელიც წარმოიქმნება ორგანული ნივთიერებებისგან: წყალბადი, ნახშირბადი, აზოტი, ჟანგბადი. გარდა ამ ქიმიური ელემენტებისა, იგი შეიცავს ბალასტს: ტენიანობას, ნაცარს.

წვის ტექნოლოგია გულისხმობს დამწვარი საწვავის სამუშაო, მშრალი და წვადი მასის გამოყოფას. სამუშაო მასა არის საწვავი ორიგინალური სახით, რომელიც მიეწოდება მომხმარებელს. მშრალი მასა არის შემადგენლობა, რომელშიც წყალი არ არის.

ნაერთი

ყველაზე ღირებული კომპონენტებია ნახშირბადი და წყალბადი.

ეს ელემენტები შეიცავს ნებისმიერი ტიპის საწვავს. ტორფსა და ხეში ნახშირბადის პროცენტი აღწევს 58 პროცენტს, მყარ და ყავისფერ ნახშირში - 80%-ს, ანტრაციტში კი წონით 95 პროცენტს აღწევს. ამ მაჩვენებლის მიხედვით იცვლება საწვავის წვის დროს გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობა. წყალბადი ნებისმიერი საწვავის მეორე ყველაზე მნიშვნელოვანი ელემენტია. ჟანგბადთან შეერთებისას წარმოქმნის ტენიანობას, რაც საგრძნობლად ამცირებს ნებისმიერი საწვავის თერმულ ღირებულებას.

მისი პროცენტი მერყეობს ნავთობის ფიქლში 3,8-დან მაზუთში 11-მდე. საწვავში შემავალი ჟანგბადი მოქმედებს როგორც ბალასტი.

ის არ გამოიმუშავებს სითბოს ქიმიური ელემენტი, შესაბამისად, უარყოფითად მოქმედებს მისი წვის სითბოს ღირებულებაზე. აზოტის წვა, რომელიც შეიცავს წვის პროდუქტებში თავისუფალი ან შეკრული სახით, ითვლება მავნე მინარევებით, ამიტომ მისი რაოდენობა აშკარად შეზღუდულია.

გოგირდი შედის საწვავში სულფატების, სულფიდების და ასევე გოგირდის დიოქსიდის გაზების სახით. ჰიდრატაციისას გოგირდის ოქსიდები წარმოქმნიან გოგირდის მჟავას, რომელიც ანადგურებს ქვაბის აღჭურვილობას და უარყოფითად მოქმედებს მცენარეულობასა და ცოცხალ ორგანიზმებზე.

ამიტომ გოგირდი არის ქიმიური ელემენტი, რომლის არსებობა ბუნებრივ საწვავში უკიდურესად არასასურველია. თუ გოგირდის ნაერთები მოხვდება სამუშაო ზონაში, ისინი იწვევენ საოპერაციო პერსონალის მნიშვნელოვან მოწამვლას.

არსებობს სამი სახის ნაცარი მისი წარმოშობის მიხედვით:

• პირველადი;
• მეორადი;
• მესამეული

პირველადი ხედვა იქმნება მინერალები, რომლებიც გვხვდება მცენარეებში. მეორადი ნაცარი წარმოიქმნება ფორმირებისას მცენარის ნარჩენების ქვიშასა და ნიადაგში შესვლის შედეგად.

მესამეული ნაცარი ჩნდება საწვავის შემადგენლობაში მოპოვების, შენახვისა და ტრანსპორტირების დროს. მნიშვნელოვანი ნაცარი დეპონირებით, ხდება ქვაბის განყოფილების გათბობის ზედაპირზე სითბოს გადაცემის შემცირება, რაც ამცირებს გაზების წყალში სითბოს გადაცემის რაოდენობას. უზარმაზარი რიცხვინაცარი უარყოფითად მოქმედებს ქვაბის მუშაობაზე.

დასასრულს

აქროლადი ნივთიერებები მნიშვნელოვან გავლენას ახდენენ ნებისმიერი ტიპის საწვავის წვის პროცესზე. რაც უფრო დიდია მათი გამომუშავება, მით უფრო დიდი იქნება ალი ფრონტის მოცულობა. მაგალითად, ქვანახშირი და ტორფი ადვილად ენთება, პროცესს თან ახლავს მცირე სითბოს დანაკარგები. კოქსი, რომელიც რჩება აქროლადი მინარევების მოცილების შემდეგ, შეიცავს მხოლოდ მინერალურ და ნახშირბადოვან ნაერთებს. საწვავის მახასიათებლებიდან გამომდინარე, სითბოს რაოდენობა მნიშვნელოვნად იცვლება.

დამოკიდებულია იმაზე ქიმიური შემადგენლობამყარი საწვავის ფორმირების სამი ეტაპია: ტორფი, ყავისფერი ქვანახშირი და ქვანახშირი.

ნატურალური ხე გამოიყენება მცირე ზომის ქვაბების დანადგარებში. ძირითადად იყენებენ ხის ნაფოტებს, ნახერხს, ფილებს, ქერქს, თავად შეშას კი მცირე რაოდენობით იყენებენ. ხის ტიპის მიხედვით, წარმოქმნილი სითბოს რაოდენობა მნიშვნელოვნად განსხვავდება.

წვის სითბოს კლებასთან ერთად შეშა იძენს გარკვეულ უპირატესობებს: სწრაფი აალებადი, ნაცრის მინიმალური შემცველობა და გოგირდის კვალის არარსებობა.

სანდო ინფორმაცია ბუნებრივი ან სინთეზური საწვავის შემადგენლობის, მისი კალორიული ღირებულების შესახებ, შესანიშნავი საშუალებაა თერმოქიმიური გამოთვლების განსახორციელებლად.

ამჟამად, არსებობს რეალური შესაძლებლობა, გამოავლინოს მყარი, აირისებრი, თხევადი საწვავის ძირითადი ვარიანტები, რომლებიც იქნება ყველაზე ეფექტური და იაფი გამოსაყენებლად გარკვეულ სიტუაციაში.