Внутренняя энергия. Энтальпия.
Полный запас энергии, заключенной в твердом, жидком или газообразном теле, называется его внутренней энергией, представляющей собой сумму внутренней кинетической энергии и внутренней потенциальной энергии.
Часть внутренней энергии одного тела может быть передана другому, например: от рабочего тела к внешней среде или обратно. Процесс может быть представлен в форме теплоты или в форме работы. Под теплотой понимают энергию, передаваемую от одного тела к другому теплопроводностью, конвекцией и излучением.
Энтальпию (теплопередачу или теплосодержание) выражают уравнением:
u – внутренняя энергия 1 кг вещества, р – давление, V – объем 1 кг вещества.
Энтальпия жидкости может быть определена по эмпирической формуле:
где і - энтальпия жидкости, ккал/кг, ρ – плотность жидкости при 150С, кг/м3, t – температура, 0С.
Для определения энтальпии нефтяных паров используют формулу Воинова:
где t – температура паров, 0С, ρ – плотность паров при 150С, кг/м3.
Коэффициент теплопроводности.
Коэффициентом теплопроводности называется количество тепла, проходящее за 1 час через слой материала толщиной 1 м, площадью 1 м2 при разности температур по обеим сторонам слоя 10С. Теплопроводность зависит от химической природы вещества и температуры. Для жидких нефтепродуктов этот коэффициент колеблется в пределах 0,09-0,12 ккал/м∙ч∙0С.
Если не учитывать природы нефтепродукта, теплопроводность его может быть определена по формуле Гретца
где λt – искомая теплоемкость при определенной температуре, ккал/м∙ч∙0С, λ0=0,000311 – коэффициент теплопроводности при 00С, α=0,011 температурный коэффициент.
Теплота сгорания.
Для различных нефтей теплота сгорания колеблется в достаточно узком диапазоне от 10400 до 11000 ккал/кг и зависит от плотности, при чем, чем меньше плотность тем выше теплота сгорания.
Различают высшую теплоту сгорания – количество тепла, выделяемое при сгорании 1 кг топлива при наличии в нем воды в жидком состоянии, и низшую – количество тепла, выделяемое при полном сгорании 1 кг топлива, за вычетом тепла на испарение влаги и воды, образующейся при сжигании водорода.
В технологических расчетах для определения теплоты сгорания используют формулу Менделеева:
где Q в, Q н – соответственно высшая и низшая теплота сгорания, ккал/кг, С, Н, S, W – процентное содержание углерода, водорода, серы и влаги в топливе соответственно.
Взрываемость газов.
Горючие газы и пары нефти и нефтепродуктов с кислородом из воздуха образуют гремучую смесь, взрывающую с большой силой. Горение и взрыв – это по существу одинаковые химические процессы, резко отличающиеся по интенсивности протекающей реакции. При взрыве реакция происходит очень быстро в замкнутом пространстве без доступа воздуха к очагу взрыва.
Сила взрыва максимальна, когда содержание воздуха в смеси приближается к количеству, теоретически достаточному для полного сгорания. Газы и пары нефти взрываются при определенной концентрации, характеризирующейся низшим и высшим пределом: низший предел, когда незначительное уменьшение газа делает смесь невзрывоопасной, высший – когда дальнейшее увеличение концентрации газа делает смесь взрывоопасной (таблица 1).
Таблица 1 – Пределы взрываемости горючих газов
| Газ | Пределы взрывоопасной концентрации, % | Газ | Пределы взрывоопасной концентрации, % | ||
| низший | высший | низший | высший | ||
| Метан | 5,0 | 15,0 | Гептан | 1,0 | 6,0 |
| Этан | 3,0 | 12,5 | Этилен | 2,5 | 80,0 |
| Пропан | 2,4 | 9,5 | Углекислота | 12,5 | 75,0 |
| Изо-бутан | 1,9 | 8,5 | Водород | 4,1 | 75,0 |
| Н-бутан | 1,5 | 8,5 | Пары: | ||
| Изо-пентан | 1,3 | 8,0 | бензола | 1,4 | 6,5 |
| Н-пентан | 1,4 | 8,0 | бензина | 1,5 | 7,5 |
| Гексан | 1,25 | 6,9 | толуола | 1,3 | 7,0 |
Дата добавления: 2020-11-29; просмотров: 96; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!