C
C
I
I
E
E
P
P
Ł
Ł
O
O
,
,
P
P
A
A
L
L
I
I
W
W
A
A
,
,
S
S
P
P
A
A
L
L
A
A
N
N
I
I
E
E
C
C
I
I
E
E
P
P
Ł
Ł
O
O
(
(
Q
Q
)
)
– jedna z form przekazu energii między układami
termodynamicznymi.
Proces przekazu energii za pośrednictwem oddziaływania termicznego
–
–
W
W
Y
Y
M
M
I
I
A
A
N
N
A
A
C
C
I
I
E
E
P
P
Ł
Ł
A
A
.
.
Zmiana energii wewnętrznej układu, spowodowana tym oddziaływaniem
nazywana jest
–
–
I
I
L
L
O
O
Ś
Ś
C
C
I
I
Ą
Ą
C
C
I
I
E
E
P
P
Ł
Ł
A
A
dostarczoną układowi.
P
P
O
O
J
J
Ę
Ę
C
C
I
I
A
A
P
P
O
O
D
D
S
S
T
T
A
A
W
W
O
O
W
W
E
E
1.
C
C
I
I
E
E
P
P
Ł
Ł
O
O
W
W
Ł
Ł
A
A
Ś
Ś
C
C
I
I
W
W
E
E
– ilość ciepła potrzebna do ogrzania
jednostki masy o 1 stopień (1K). Jednostka (SI) [J/kg∙K].
Analogicznie wielkości odniesione do 1 mola lub jednostki objętości
nazywa się odpowiednio CIEPŁEM MOLOWYM lub CIEPŁEM
OBJĘTOŚCIOWYM. Dla gazów wyróżnia się CIEPŁO WŁAŚCIWE
IZOBARYCZNE (p=const) i CIEPŁO WŁAŚCIWE IZOHORYCZNE
(V=const).
2.
P
P
O
O
J
J
E
E
M
M
N
N
O
O
Ś
Ś
Ć
Ć
C
C
I
I
E
E
P
P
L
L
N
N
A
A
.
.
Jest to iloczyn masy i ciepła właściwego
danej substancji.
3.
C
C
I
I
E
E
P
P
Ł
Ł
O
O
S
S
P
P
A
A
L
L
A
A
N
N
I
I
A
A
(
(
Q
Q
c
c
)
)
– ilość ciepła powstała podczas
całkowitego i zupełnego spalania jednostki paliwa przy założeniu,
że spaliny zostały ochłodzone do temperatury pierwotnej
substratów, a para wodna pochodząca z wilgoci paliwa i spalania
wodoru ulega skropleniu.
4.
W
W
A
A
R
R
T
T
O
O
Ś
Ś
Ć
Ć
O
O
P
P
A
A
Ł
Ł
O
O
W
W
A
A
(
(
Q
Q
W
W
)
)
-
ilość ciepła powstała podczas
całkowitego i zupełnego spalania jednostki paliwa przy założeniu,
że spaliny zostały ochłodzone do temperatury pierwotnej
substratów, a para wodna pochodząca z wilgoci paliwa i spalania
wodoru znajduje się w postaci pary.
0
w
c
Q
Q
r W
gdzie:
r
0
– 2500 kJ/kg,
kJ
K
q
m c
P
P
A
A
L
L
I
I
W
W
A
A
P
P
R
R
Z
Z
E
E
M
M
Y
Y
S
S
Ł
Ł
O
O
W
W
E
E
Materiały palne, które w ocenie techniczno-ekonomicznej mogą być
źródłem energii.
P
P
A
A
L
L
I
I
W
W
A
A
N
N
A
A
T
T
U
U
R
R
A
A
L
L
N
N
E
E
–
–
powstały w wyniku metamorfozy substancji
organicznych zawierających w swym składzie węgiel, wodór, tlen i azot.
HUMOLIT – produkty metamorfozy roślin np. tofr, węgiel kamienny,
(łc. humus ‘ziemia’ + gr. lihtos ‘kamień’)
SAPROPELIT – produkty metamorfozy zwierząt np. ropa naftowa,
STAŁE
drewno, torf,
węgiel brunatny,
węgiel kamienny,
antracyt,
sztuczne:
węgiel drzewny,
koks, półkoks
GAZOWE
gazy ziemne
sztuczne:
gaz koksowniczy,
gaz czadnicowy
gaz wielkopiecowy
CIEKŁE
ropa i produkty
destylacji,
smoła węglowa
i produkty
destylacji,
W
W
Ł
Ł
A
A
Ś
Ś
C
C
I
I
W
W
O
O
Ś
Ś
C
C
I
I
P
P
A
A
L
L
I
I
W
W
Paliwo składa się z substancji palnej i balastu. Substancjami
niepalnymi w paliwach stałych i ciekłych są wilgoć i popiół, natomiast w
paliwach gazowych – azot, dwutlenek węgla i para wodna.
Reakcje spalania całkowitego i zupełnego:
C+O
2
= CO
2
H
2
+1/2O
2
= H
2
O
S+O
2
= SO
2
Do obliczeń spalania (stechiometrii) bierzemy:
1 kg paliwa ciekłego lub stałego,
1 m
3
paliwa gazowego,
Warunki:
p
0
= 1000 hPa lub 750 mmHg
T
0
= 273 K
gęstość powietrza
=1,27 kg/m
3
Z
Z
A
A
P
P
O
O
T
T
R
R
Z
Z
E
E
B
B
O
O
W
W
A
A
N
N
I
I
E
E
P
P
O
O
W
W
I
I
E
E
T
T
R
R
Z
Z
A
A
D
D
O
O
S
S
P
P
A
A
L
L
A
A
N
N
I
I
A
A
Obliczenia ilości i składu spalin
Ilość tlenu dostarczona do spalania 1kg paliwa (stałego lub ciekłego)
lub 1m
3
paliwa gazowego zgodnie ze stechiometrycznymi równaniami
spalania nazywa się
T
T
L
L
E
E
N
N
E
E
M
M
T
T
E
E
O
O
R
R
E
E
T
T
Y
Y
C
C
Z
Z
N
N
Y
Y
M
M.
Dla paliwa gazowego:
P
P
O
O
W
W
I
I
E
E
T
T
R
R
Z
Z
E
E
T
T
E
E
O
O
R
R
E
E
T
T
Y
Y
C
C
Z
Z
N
N
E
E – teoretyczna ilość powietrza do spalania
3
2
2
3
%
%
%
%
m
0,5
0,5
100
100
4
100
100
m
m
n
t
C H
H
O
CO
n
O
m
3
3
t
3
100
m
m
=4,76 O
lub
21
kg
m
o
t
V
O
L
L
i
i
c
c
z
z
b
b
a
a
n
n
a
a
d
d
m
m
i
i
a
a
r
r
u
u
p
p
o
o
w
w
i
i
e
e
t
t
r
r
z
z
a
a
:
:
Ilość powietrza do spalania: Ilość powietrza wilgotnego do spalania:
gdzie: x – zawartość wilgoci w [g H
2
O/kg powietrza]
Gdy:
>1,0 spalanie z nadmiarem powietrza (duża ilość spalin, obniżenie
temperatury spalania)
=1,0 spalanie teoretyczne
<1,0 spalanie z niedomiarem powietrza
I
I
L
L
O
O
Ś
Ś
Ć
Ć
I
I
S
S
K
K
Ł
Ł
A
A
D
D
S
S
P
P
A
A
L
L
I
I
N
N
Ilość wilgotnych spalin rzeczywistych powstałych przy spalaniu
paliwa ciekłego lub stałego
>1,0
P
P
A
A
L
L
I
I
W
W
A
A
S
S
T
T
A
A
Ł
Ł
E
E
P
P
A
A
L
L
I
I
W
W
A
A
G
G
A
A
Z
Z
O
O
W
W
E
E
O
=
rzecz
c
o
t
V
V
O
o
V
V
1 0, 0016
o
V
V
x
3
2
6
2
2
4
2
2
2
4
2
o
3
%
%
%
%
%
%
%N
%
m
3
3
4
5
+
+0,79V+0,21
-1 V
100
100
100
100
100
100
100
100
m
sp
C H
CO
H
CH
C H
C H
CO
V
D
D
o
o
p
p
r
r
z
z
y
y
b
b
l
l
i
i
ż
ż
o
o
n
n
y
y
c
c
h
h
o
o
b
b
l
l
i
i
c
c
z
z
e
e
ń
ń
W
W
A
A
R
R
T
T
O
O
Ś
Ś
C
C
I
I
O
O
P
P
A
A
Ł
Ł
O
O
W
W
E
E
J
J
s
s
ł
ł
u
u
ż
ż
y
y
:
:
1
1
.
.
w
w
z
z
ó
ó
r
r
D
D
u
u
l
l
o
o
n
n
g
g
a
a
:
:
2
2
.
.
w
w
z
z
ó
ó
r
r
V
V
D
D
J
J
d
d
l
l
a
a
p
p
a
a
l
l
i
i
w
w
a
a
g
g
a
a
z
z
o
o
w
w
e
e
g
g
o
o
:
:
r
r
r
w
c
kJ
Q =32800C +142770 H
+9290S -2500 W
9
8
kg
r
r
O
H
Z
Z
A
A
D
D
A
A
N
N
I
I
A
A
:
:
Zadanie 1
Obliczyć wartość opałową Q
w
[kJ/kg] węgla kamiennego o składzie:
C
r
– 70%; H
r
- 4%; S
r
- 1%; O
r
– 10%; N
r
– 1%; A
r
– 7%; W
c
– 7%.
Zadanie 2
Obliczyć wartość opałową i ciepło spalania 1 kg węgla kamiennego o
następującym składzie chemicznym: C
r
– 67%; H
r
- 4%; S
r
- 1%; O
r
– 12%;
N
r
– 1%; A
r
– 9%; W
c
– 6%.
Zadanie 3
Obliczyć wartość opałową 1 m
3
gazu ziemnego o następującym składzie
chemicznym: H
2
-47%; CH
4
-18%; C
2
H
4
-5%; N
2
-6%; CO-18%; CO
2
-6%.
Zadanie 4
Obliczyć teoretyczne zapotrzebowanie powietrza potrzebnego do spalenia
1kg węgla kamiennego o następującym składzie chemicznym:
C
r
– 60%; H
r
- 4%; S
r
– 0,6%; O
r
– 13%; N
r
–1,4%; A
r
–15%; W
c
– 6%.
Zadanie 5
Obliczyć wartość opałową i ciepło spalania 1 kg węgla kamiennego o
następującym składzie chemicznym roboczym: C-69%; H
2
-4%; S-1%; O
2
-12%;
N-1%; H
2
O-6%; A-7%.
Zadanie 6
Obliczyć teoretyczne zapotrzebowanie powietrza potrzebnego do spalenia
1m
3
gazu ziemnego o składzie: H
2
-48%; CH
4
-16%; C
2
H
4
-2%; CO-15%;
CO
2
-6%; O
2
-2% i N
2
-11%.
Zadanie 7
Obliczyć ilość i skład spalin wilgotnych powstałych ze spalenia gazu
ziemnego wysokometanowego z 10% namiarem powietrza. Skład gazu: CH
4
=97%; C
2
H
4
=1,0% i N
2
=2,0%. Współczynnik nadmiaru powietrza
wynosi
1,1.
Zadanie 8
Obliczyć ilość i skład spalin wilgotnych powstałych ze spalenia zupełnego 1
kg benzyny z 14m
3
powietrza. Skład paliwa: C
r
-85% i N
r
-15%.
Zadanie 9
1kg koksu o składzie 87% C i 13% popiołu został spalony zupełnie w 11 m
3
powietrza. Obliczyć skład objętościowy spalin.
Zadanie 10
1m
3
acetylenu spala się całkowicie z 13m
3
powietrza. Obliczyć skład
objętościowy spalin.
Zadanie 11
Obliczyć skład objętościowy spalin powstałych z całkowitego spalenia oleju
gazowego z 20% namiarem powietrza. Skład oleju: C=86%; H
2
=13%;
S=0,4%; O
2
=0,5% i N
2
=0,1%.
Zadanie 12
Obliczyć ilość i skład spalin wilgotnych powstałych ze spalenia węgla
kamiennego z liczbą nadmiaru powietrza
=2,0. Skład: C
r
– 70%; H
r
- 4%; S
r
-
1%; O
r
– 10%; A
r
– 7%; N
r
– 1%; W
c
– 7%.
Zadanie 13
Obliczyć współczynnik nadmiaru powietrza, jeżeli analiza spalin otrzymanych
ze spalenia zupełnego czystego wodoru wykazała zawartość w spalinach tlenu
równą 4,2%.
Zadanie 14
Obliczyć współczynnik nadmiaru powietrza, jeżeli analiza spalin otrzymanych
ze spalenia zupełnego węgla wykazała, że w spalinach są: CO
2
-12%; O
2
-7,9%.
Zadanie 15
1kg koksu o składzie 88%C i 12% popiołu został spalony w 6,5 m
3
powietrza. Obliczyć skład objętościowy spalin i współczynnik nadmiaru
powietrza.
Zadanie 16
Obliczyć ilość ciepła otrzymaną ze spalenia 1 kg węgla kamiennego o
następującym składzie chemicznym: C – 71%; H
2
- 4%; S - 1%; O
2
– 10%;
N
2
– 1%; A
r
– 7%; W
c
– 6%, jeżeli analiza spalin wykazała zawartość:
CO
2
– 12%; CO – 2,5%; O
2
– 6% i N
2
– 79,5%.