一、燃料及其燃烧值
燃料的燃烧值 人类在原始社会就用燃烧燃料来取暖和煮饭,火的利用给人类带来了进步.燃料的燃烧是一种化学变化,在燃烧过程中,燃料的化学能转化为内能,也就是通常所说的释放出热量.即使在现代社会中, 人类使用的能量绝大部分也还是从燃料的燃烧中获得的内能.
燃料的种类很多,固体燃料有木柴、煤等,液体燃料有汽油、柴油等, 气体燃料有氢气、煤气、天然气等.由于燃料的成分不同,相同质量的燃料在燃烧时放出的热量是不同的.例如,1 千克煤完全燃烧放出的热量是 1 千克木柴完全燃烧放出的热量的二倍多.
1 千克某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的燃烧值.燃烧值的单位是焦/千克.
几种燃料的燃烧值(焦/千克)
干木柴(约) 1.2 × 107 |
木炭 3.4 × 107 |
汽油 4.6 × 107 |
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烟 煤(约) 2.9 × 107 |
酒精 3.0 × 107 |
氢 1.4 × 108 |
无烟煤(约) 3.4 × 107 |
柴油 3.3 × 107 |
煤气(焦/米 3 ) (约) 3.9 × 107 |
焦炭 3.0 × 107 |
煤油 4.6 × 107 |
天然气(焦/米 3 ) 7.1 ~ 8.8 × 107 |
有效利用燃料 燃料通常是在各种炉子里燃烧的.工业企业和取暖设备中燃料在锅炉中燃烧,家用燃料在煤炉或燃气炉中燃烧.燃料在燃烧中, 实际上很难完全燃烧,放出的热量往往比按燃烧值计算出的数值要小.而且有效利用的热量又比放出的热量要小.例如用煤烧水的锅炉,有效利用的热量就是被水吸收的热量.燃料燃烧放出的热量只有一部分被有效利用,其余的热量都散失了.高温的烟气带走了相当一部分热量,还有一部分热量以散热的形式散失了.炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比,叫做炉子的效率.
现代化的大型锅炉,效率可达 90%以上.但通常的锅炉,效率还比较低.例如取暖用的小型锅炉,平均起来效率不到 60%,在节约能源上潜力很大.把煤磨成煤粉,用空气吹进炉膛,可以燃烧得比较完全.不烧煤粉而烧煤粒,加大送风量,把煤粒在炉膛里吹起来燃烧,可以燃烧得更充分.用各种办法加大受热面,可以减少烟气带走的热量.这些措施都可以提高锅炉的效率和燃料的利用率.
提高燃料的利用率,这是节约能源的重要措施.如果按我国每年消耗10 亿吨煤,效率为 30%来计算,那么,只要提高效率 1%,即达到 31%, 就相当于节省三千多万吨煤,也可以说相当于多了一个年产三千万吨煤的大煤矿.可见提高燃料的利用率是多么重要,我们大家都要注意节约燃料.