Питома теплоємність торфу таблиці. Теплові властивості деревини
Здатність деревини поглинати тепло характеризується теплоємністю. Як міра використовується питома теплоємність с, яка є кількістю тепла, необхідне для того, щоб нагріти деревину масою 1 кг на 1 про С. Розмірність питомої теплоємності - ккал/кг х град або в міжнародній системі одиниць СІ-дж/кг х град .
Оцінки світових запасів вугілля дуже різноманітні. Із цього видобутого вугілля в Китаї було близько 43%, Сполучені Штати - 17%, радянський Союз- 12%, Південна Африка – 5% та Австралія – 4%. З іншого боку, динаміка у вугільній промисловості Сполучених Штатів, Китаю, Індії, Колумбії та Австралії є серед інших країн.
Адаптація турбонаддува до конкретного двигуна, що шукає рішення, має два шляхи: збільшення потужності та зниження споживання. Йдеться розгляд адаптації, від турбонаддува до конкретного движку, який був передусім для пошуку вирішення конкретної проблеми з дуже точною метою. Проблема розробників двигунів, безумовно, не така сама, як у користувача, тобто того, хто його використовує, і який логічно не може сприймати чи оцінювати всі проблеми у короткостроковій чи середньостроковій перспективі, турбо.
У межах зміни температури від 0 до 100° питома теплоємність абсолютно сухої деревини дорівнює від 0,374 до 0,440 ккал/кг х град та в середньому дорівнює 0,4 ккал/кг х град. При зволоженні теплоємність деревини збільшується, оскільки питома теплоємність води (1,0 ккал/кг х град) більше теплоємностіабсолютно сухої деревини. При позитивній температурі (вище 0 ° С) вплив вологості позначається більшою мірою, ніж при негативній температурі. Наприклад, збільшення вологості з 10 до 120% при температурі + 20 ° призводить до підвищення теплоємності на 70%; зміна вологості в тих самих межах, але при температурі -20 ° С викликає збільшення теплоємності всього на 15%; це меншою теплоємністю льоду (0,5ккал/кг x град).
Щодо цього є два шляхи, діаметрально протилежні, які були б наступними. Це був бетон, що перегодовується, за допомогою об'ємного компресора, який почав цей шлях. У випадку виробників або виробників теплових двигунів, де є існуючий двигун, де збирання турбокомпресора дозволяє отримати потужність, еквівалентну потужності двигуна з набагато більшим зміщенням.
Для досягнення більш значних повноважень є наступне: атмосферний або природний двигун всмоктування, взятий за основу, об'ємний компресор і турбокомпресор. Декілька років тому ми бачили, що двигуни не тільки спортивні, але й виробляють великі серії, використовуючи дві технології, навіть використовуючи охолодження стисненого повітря через теплообмінник або інтеркулер. У найближчому майбутньому в короткостроковій перспективі ми матимемо ширший розвиток електронних компонентів управління двигуном та турбонаддувом, що забезпечить більшу механічну, термодинамічну та об'ємну продуктивність загалом.
Приклад 1. Визначити з допомогою діаграми рис. 42 теплоємність деревини при t=20° та вологості 60%. Точка перетину вертикальної лінії, що відповідає даній температурі, з горизонтальною лінією для вказаної вологості знаходиться на похилій кривій лінії 0,66. Отже, питома теплоємність деревини за заданих умов становить 0,66 ккал/кг х град.
Турбокомпресор - це пристрій, який, наприклад, в двигунах з дизельним циклом направляє в повітря, що під тиском всмоктується, в камеру згоряння через компресор, що приводиться в дію турбіною, що приводиться в рух відпрацьованими газами.
Турбомотор повинен витримувати, за логікою, вищі значення середнього тиску, а поршні, стрижні та колінчастий вал піддаються вищим механічним навантаженням. Що стосується рівня споживання палива, то останні рокибули отримані значні переваги з очікуванням еволюції щодо цього та пошуку нових рішень.
Приклад 2. Визначити теплоємність мерзлої деревини при t = -10 ° та вологості 80%. Проводимо вертикальну лінію через точку, що відповідає -10°, (зліва від нуля на осі температур) до перетину з горизонтальною лінією, що відповідає вологості 80%. Точка перетину знаходиться між двома похилими прямими лініями 0,50 та 0,55. На око оцінюємо положення точки від цих ліній і знаходимо, що питома теплоємність деревини при вказаному стані дорівнює 0,52 ккал/кг х град.
Що стосується конструкторів, важливо враховувати, що складання турбокомпресора в існуючому двигуні дозволяє досягти дуже схожих характеристик, ніж складання атмосферного двигуна більшого зміщення. Значними перевагами є невиконання дорогих досліджень та операційна швидкість збирання у масовому виробництві.
Вихлопні колектори повинні реагувати на хороші характеристики турбіни для роботи компресора. Що стосується вибору турбонаддува, слід враховувати, що в залежності від зміщення двигуна, що підлягає наддувом, його слід вибирати в межах діапазону турбокомпресорів, запропонованих виробниками, і де є найбільш підходящими характеристики. Ця адаптація, що існує між компресором і турбіною, повертається до рівня збирання двигун-турбонагнітач.
теплопровідність деревини
Теплопровідність визначає здатність деревини проводити тепло і характеризується коефіцієнтом теплопровідності λ, який є кількістю тепла, що проходить протягом 1 год через плоску стінку площею 1 м 2 і товщиною 1 м при різниці температур на протилежних сторонах стінки 1 ° С. Розмірність теплопровідності ккал/м ч х град) або, у системі СІ, вт/м. х град. Внаслідок пористої будови деревини теплопровідність невисока. Зі збільшенням густини теплопровідність деревини зростає. Так як теплопровідність води при однаковій температурі в 23 рази менше теплопровідності повітря, теплопровідність деревини сильно залежить від вологості, збільшуючись, з її зростанням. Зі збільшенням температури теплопровідність деревини зростає, причому це збільшення більшою мірою виражене у вологій деревині. Теплопровідність деревини вздовж волокон значно більша, ніж упоперек волокон.
Завдання, перш за все, полягає в тому, щоб швидкість потоку вихлопних газів відповідала хорошій продуктивності турбіни таким чином, щоб компресор міг працювати в області з хорошою продуктивністю. Пріоритет повинен бути заданий в ділянці тиску компресора таким чином, щоб турбіна працювала з її обхідною системою.
В автомобільних терміналах, як і на фабриках обладнання, є комплекти, що адаптуються до комерційних двигунів і без яких турбо не може працювати належним чином. Цими наборами можуть бути такі: Кілька або випускний колектор і фланцеве з'єднання з компресором. Обвідний клапан із сполучною трубою до вихлопної системи. Запобіжний клапан у впускному контурі. Моторні поршні з новим дизайном.
У площині поперек волокон теплопровідність також залежить від напрямку, причому співвідношення між теплопровідністю в радіальному R і тангенціальному напрямках у різних порід різне. На величину цього співвідношення впливають обсяг серцевинних променів та зміст пізньої деревини. У порід з численними серцевинними променями (дуб) λr>λ г; у хвойних порідз невеликим обсягом серцевинних променів, але мають високий відсоток пізньої деревини (модерниця), λ т >λ r . У листяних порід з рівномірним будовою річних шарів і порівняно нечисленними короткими серцевинними променями, а також у інших хвойних порід λr мало відрізняється від λ т.
Кільце ущільнювача компресора. Центральний вузол картера. Теплозахисна кришка. Турбінне кільце ущільнювача. Питоме мастило турбіни. Серед інших технічних компонентів: Теплообмінник або міжохолоджувач. Поліпшення мастила та охолодження двигуна. Вимірювання та контроль чи моніторинг параметрів двигуна на різних етапах з можливістю моніторингу за допомогою електронних пристроїв.
Можна бачити, що турбокомпресор завжди має новий ступінь застосування в теплових двигунах, як складання двигуна-турбоблоку як такого. Це логічно пов'язане зі спортивними та конкурентними двигунами. У дизельних двигунах для спалювання більшої кількості дизельного палива необхідно забезпечити більша кількістьповітря. 1 – Повітря під тиском. 2 – Вихлопні гази. 3 - Повітрозабірник. 4 – Вихід вихід.
значення коефіцієнта К р, що враховує зміну теплопровідності деревини від густини
| Умовна густина, кг 1м 3 | До р | Умовна густина, кг 1м 3 | До р |
| 340 | 0,98 | 500 | 1,22 |
| 360 | 1,00 | 550 | 1,36 |
| 380 | 1,02 | 600 | 1,56 |
| 400 | 1,05 | 650 | 1,86 |
| 450 | 1,12 |
У табл. наведено значення коефіцієнта, що враховує умовну щільність деревини. Коефіцієнт До х у тангенціальному напрямку поперек волокон для всіх порід прийнятий рівним 1,0, а радіальному - 1,15; вздовж волокон для хвойних і розсіяно-судинних порід - 2,20, а для кільцесудинних - 1,60.
Вуглець удосталь, у природі, як у свободі, так і в поєднанні. Вільний вуглець є у великій кількості сортів, які збираються під назвою натурального вугілля; алмаз та графіт - чистий або майже чистий вуглець; використовуються як паливо, містять більшу або меншу кількість вуглецю, змішаного з сторонніми речовинами.
У всіх його формах вуглець відрізняється своєю стійкістю. Він тільки починає випаровуватися при температурі дуги; розчинна тільки в деяких розплавлених металах, таких як платина та чавун. При кристалізації він зустрічається у двох алотропних формах: алмаз та графіт. Аморфний вуглець відрізняється своєю поглинаючою здатністю.
приклад. Визначити теплопровідність берези вздовж волокон за температури 50°З вологості 70%. За діаграмою рис. 43 знаходимо, що номінальне значення теплопровідності при зазначеному стані деревини дорівнює 0,22 ккал/м х ч х град. За табл. 19 визначаємо умовну щільність берези р усл = 500 кг/м 3 . За табл. 20 знаходимо величину коефіцієнта КР = 1,22. Значення коефіцієнта До х у разі дорівнює 2,20.
Хоча він і не багатий у земній корі, вуглець є другим елементом удосталь в організмі людини. Це відбувається у всіх тканинах тварин і рослин, у поєднанні з воднем та киснем, а також у його геологічних похідних, нафтовому та кам'яному деревному вугіллі, де він поєднується в основному з воднем у вигляді вуглеводнів. У поєднанні з киснем він також присутній в атмосфері як вуглекислий газ, так і в гірських породах, у вигляді карбонатів, вапняку, наприклад. У вільному стані це відбувається у невеликих кількостях, як алмаз та графіт, які є двома алотропними формами елемента.
температуропровідність деревини
Температуропровідність визначає здатність деревини вирівнювати температуру за своїм обсягом. Коефіцієнт температуропровідності ахарактеризує швидкість поширення температури всередині тіла при нестаціонарних теплових процесах (нагріванні, охолодженні). Розмірність його м2/год, або, в системі СІ, м2/сек. Між трьома основними теплофізичними характеристиками існує така залежність: а =λ/ пор.
Основні вуглецеві руди. Алмазний графіт Антрацит Вугілля або вугілля Лігнітовий торф. . Алмаз за своєю твердістю, блиском і красою, найдорожчий з дорогоцінного каміння. З цієї причини увага мінералогів та кристалографів з давніх часів була зосереджена на вивченні їх властивостей. Це також великий промисловий інтерес.
Діамант - чистий вуглець, іноді з домішкою металевих оксидів, які залишають золу при згорянні мінералу. Алмаз кристалізується в кубічній системі в кількох формах: куб, октаедр, ромбододекаедр, пірамідальний куб, скаленоедр, тетраедр. Він часто з'являється у гемінованих кристалах; одне з найпоширеніших угруповань - два взаємопроникні і усічені тетраедри під кутами, що дає їм вигляд октаедра, а також часто деформовані кристали з кородованими краями, вигнутими і гранями, що накачуються.
Температуропровідність залежить головним чином від вологості деревини та меншою мірою температури. Зі збільшенням вологості температуропровідність деревини падає; це тим, що температуропровідність повітря значно більше, ніж води. На діаграмі рис. 44 показано вплив вологості на температуропровідність деревини сосни у трьох напрямках. На діаграмі, крім того, видно, що температуропровідність вздовж волокон значно більша, ніж упоперек волокон, а між температуропровідністю в радіальному та тангенціальному напрямках різниця виявляється дуже невеликою. Зі підвищенням температури температуропровідність деревини зростає. Чим вище густина деревини, тим нижче температуропровідність.
Накачані кристали, коли вони невеликі, мають сферичний аспект і добре відомі з гарімпіросів. Діамант дуже сильний адамантиновий блиск, характерний і безпомилковий. Дуже високий показникзаломлення, 2, Зазвичай, коли чистий прозорий та безбарвний. Однак він може мати невелике синє, жовте, рожеве, зелене забарвлення, що виникає за наявності металевих оксидів. Іноді він сильно забарвлений, навіть чорний: вуглецевий сорт або маточка.
Це фосфоресцентний мінерал, що змінює цю властивість із кристалізацією. Діамант - найтвердіший з мінералів, твердість 10 з діапазону Моосу. Деякі різновиди, такі як борт і карбонат, ще складніші за звичайний алмаз. Алмаз має плани розщеплення у своїй роботі, що полегшує завдання.
температурні деформації деревини
Температурні деформації деревини характеризуються коефіцієнтом лінійного розширення а (зміна одиниці довжини при нагріванні на 1°С), який для деревини має малу величину і залежить від напрямку по відношенню до волокон; розширення від тепла найменше вздовж волокон та найбільше упоперек волокон у тангенціальному напрямку. Коефіцієнти лінійного розширення деревини вздовж волокон у 7-10 разів менше, ніж упоперек волокон. Незначна величина лінійного розширення деревини вздовж волокон від тепла дозволяє в практиці не зважати на це явище (відмова від теплових швів).
Алмаз - дуже тендітний мінерал, властивість, яка раніше поєднувалася з твердістю; питома вага 3, 6, раковистий перелом. Опалюваний окислювальним полум'ям, він горить повільно; опіки при сильному нагріванні у присутності кисню. Він не розчиняється у кислотах чи лугах.
Основні різновиди: алмаз, гіаліновий або по-різному забарвлений, і найпопулярніший з усіх дорогоцінних каменів; борту, аморфного або напівкристалізованого сорту, що знаходиться у формі. Сферична, фібрована структура; карбонат, чорний діамант або маточка, непрозорий сорт, фрагменти з кристалічною структурою, іноді пористі та тверді, ніж звичайні алмази.
Торф є наймолодшим у геологічному відношенні представником класу гумітів, хоча він лише умовно може бути віднесений до твердих горючих копалин. Незначна конденсованість ароматичних ядер, широко розгалужені периферійні ланцюги, що включають складні функціональні групи, є причиною високої теплоємності торфу в порівнянні з теплоємністю інших гумітів.
Алмаз виявлено у відкладах первинного походження та вторинного походження. Походження первинне, коли воно отримане в породі матриці, що вивергає, яку Індія сміється, є пегматитом. У Південній Африці, регіоні, що забезпечує найбільшу кількість алмазів, батьківська порода є еруптивною групою перидотитів, яка називається кімберлітом, з якої алмази безпосередньо виводяться.
У Бразилії родовища, зазвичай, мають вторинне походження. Алмази видаляються з гравію та пісків річок або високого гравію, вже напівконсолідовані та називаються «гру-піару», а також гравію гравію або «довгоносиків». Вивчення алмазу завжди здійснювалося за допомогою найпростіших процесів. Золоті гірники спускаються до алмазних річок, керуючись «супутниками» або мінералами, які зазвичай супроводжують алмаз, і обшукують у «котлах» великі дірки, вириті в руслі річки. Визнаний як протяжність алмазу, витік води, а потім розвідка пісків та гравію, висушується.
Дослідження теплофізичних властивостейторфу ще не набуло належного розвитку. Відомо лише, що для абсолютно сухого торфу при кімнатній температурі вона становить 0,47-0,48 ккал/(кг-°С) і залежить від виду торфу (верховий, перехідний, низинний) і від ступеня розкладання.
Характерною особливістю торфів є їхня надзвичайно висока вологість. З підвищенням вологості теплоємність торфів зростає. Оскільки встановлено, що основна маса води в торфі (більше 90%) знаходиться в незв'язаній або слабозв'язаній формі і теплоємність її, отже, близька до 1 ккал/(кг-°С), питому теплоємність вологого торфу можна розраховувати за формулою
У консолідованих живцях процес дещо відрізняється. Вода потоку подається, щоб пом'якшити скелю, а потім йде пошук алмазу. Насамперед, використовувалися битви, вид великих дерев'яних тарілок або, усередині яких розміщений гравій, перемішували у проточній воді, що дозволяє легше виявити алмаз за своєю яскравістю. Пізніше були представлені «екрани», «мези» та «каное».
Сателіти, мінерали, які зазвичай зустрічаються у гравії поряд з алмазами, приходять, звичайно, з тих же каменів, що й він. Основними країнами-виробниками алмазів є: Південна Африка, Гана, Ангола, Гайана та Бразилія. У Бразилії найбагатшими алмазами є: Парана та Мату Гроссо. З цих держав основною з них є Мінас-Жерайс, де є два великі райони діамантиферосу.
Су=0,475^1----- + ккал/(кг-°С), (V.1)
Де Wp - повний вміст вологи торфу, % до загальної маси.
Термографічне вивчення торфу виявляє наявність значного ендотермічного ефекту, максимум якого припадає на температуру 170-190 ° С. При температурі вище 250 ° С термохімічні перетворення торфу відбуваються з виділенням тепла, найбільш помітним в інтервалах 270-380 ° С і 540-5. Аналогічна картина - один ендотермічний максимум і два або більше екзотермічних мінімуму-спостерігається також у процесі піролізу деревини (див. Розділ XIII), що цілком пояснюється генетичною близькістю об'єктів.
V. БУРІ ВУГЛІ
Незважаючи на те, що буре вугілля є цінною енергетичною та технологічною сировиною, їх теплофізичні властивості до останнього часу систематично не вивчалися.
Внаслідок порівняно низької перетвореної молекулярної структури, зокрема, слабо розвиненої конденсованої ядерної частини і великого вмісту в периферійних групах важких гетероатомів, теплоємність бурого вугілля значно вища за теплоємність навіть малометаморфізованого кам'яного вугілля (див. табл. III.1).
Згідно з даними Е. Раммлера і Р. Шмідта, заснованим на результатах дослідження одинадцяти бурого вугілля, середня питома теплоємність бурого вугілля в розрахунку на суху і без зольну масу в інтервалі 20° С-Т(Т^200°С) може бути розрахована по формулі
Су = 0,219 +28,32 - 10 ~ 4 (7 ° +5,93 - 104Г, ккал / (кг - ° С), (VI.1)
Де й° - вихід смоли, % суху органічну масу; Т – температура, °С.
Аналіз впливу мінеральних включень та вільної вологи на теплоємність бурого вугілля дозволив авторам вивести узагальнену залежність, справедливу при температурі до 200° С:
|
|
Де Ц7р – робоча волога; Ас – зольність вугілля, %.
Оскільки Е. Раммлер і Р. Шмідт для визначення теплоємності застосовували метод змішування, що вимагає, як зазначалося вище, значного часу для стабілізації температури системи, оскільки отримані ними результати дещо відрізняються від даних, отриманих при динамічному розігріві.
Так, наприклад, з формули (VI.!) Випливає, що в інтервалі 20-200 ° С середня теплоємність лінійно зростає з підвищенням температури. Цей висновок суперечить результатам, отриманим А. А. Агроскіним із співробітниками щодо теплоємності групи вітчизняних бурого вугілля різних родовищ. Визначення проводилися за методом діатермічної оболонки з попередньо подрібненими сухими до крупності менше 0,25 мм пробами в безперервному струмі очищеного азоту при швидкості нагрівання 10° С/хв. Результати віднесені до поточної маси зразка-
Характеристика досліджених зразків наведено у табл.
VI. 1, але в рис. 26 показано залежність ефективної теплоємності від температури.
Всі криві в температурному інтервалі від 20 до 1000 ° С мають аналогічний характер і лише незначно відрізняються - 96
Про 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Температура, °С
Рис. 26. Температурна залежність ефективної теплоємності бурого вугілля деяких родовищ:
1-4- родовища відповідно, Ірша-Бороднське, Березовське, Гуснноозер-
Скей, Йово-Дмитрівське
Ються один від одного за абсолютними значеннями теплоємності. Максимуми і мінімуми, що спостерігаються на кривих, відповідають тим самим температурам. При 20° С ефективна теплоємність, що збігається з істинною, змінюється для різних вугілля в межах 0,27-0,28 ккал/(кг-° С), що добре узгоджується з результатами, отриманими за формулами (VI. 1) та (VI .2).
Таблиця VI.
Лінійний хід ефективної теплоємності (див. рис. 26) має місце лише в інтервалі 20-120 ° С. З підвищенням температури спостерігається більш різке зростання теплоємності, що досягає при 200 ° С максимуму, що дорівнює 0,47-■
0, 49 ккал/(кг-°С). Цей перший ендотермічний максимум зумовлений видаленням пов'язаної вологи та початком реакцій піролізу органічної маси, що протікають із поглинанням тепла. Другий ендотермічний максимум 0,42-0,49 ккал/(кг-°С) має місце при температурі близько 550°, що свідчить про переважання ендотермічних реакцій деструкції органічної маси і розкладання частини мінеральних домішок. Характерно, що найбільші за абсолютною величиною ендотерміч - 7 Зак. 179 97 ські піки властиві вугіллю Ново-Дмитрівського родовища, яке відрізняється від іншого вугілля високим виходом летких речовин.
Подальше нагрівання до 1000°С призводить до поступового зниження теплоємності до 0,07-0,23 ккал/(кг-°С) внаслідок протікання екзотермічних реакцій утворення коксової структури.
Порівняння кривих зміни ефективної теплоємності (див. рис. 26) з даними термографічного дослідження бурого вугілля також виявляє деякі розбіжності. Найбільш істотною з них є наявність на термограмах третього ендотермічного ніка при температурі 700-715° С. На кривих СЕФ(Т) (див. рис. 26) при зазначених температурах спостерігається деяке відносне зростання ефективної теплоємності, яке, однак, не слід розглядати як ендотермічний ефект, оскільки СЕФ у цьому інтервалі залишається нижчою, ніж справжня теплоємність. Причина таких коливань ефективної теплоємності, що спостерігаються, до речі, і при більшому високих температурах, криється у складному характері формування коксової структури
Справжня (рівноважна) теплоємність всіх досліджених вугілля монотонно зростає з підвищенням температури (табл. VI.2). Нижчі значення істинної теплоємності бурого вугілля Ново-Дмитровского родовища проти теплоємністю іншого вугілля пояснюються його високої зольністю.
Сумарний тепловий ефект [табл. (VI.3)] реакцій піролізу відповідно до формул (1.13) і (1.14) визначається різницею площ, обмежених кривими ефективною і
Таблиця VI.2
|
Справжня теплоємність бурого вугілля
Примітка. Чисельник – кДж/”кг К, знаменник – ккал/(кг ■ °С). Таблиця У1.3 Сумарний тепловий ефект реакцій піролізу бурого вугілля в інтервалі 20-1000° С прн швидкості нагрівання 10° С/хв |
Тепловий ефект піролізу
Родовище
Справжньої теплоємності. При цьому площа, розташована під кривою істинної теплоємності, характеризує екзотермічність, а площа над цією кривою - ендотермічність реакцій піролізу.
Зі зростанням перетворене бурого вугілля теплоємність останніх знижується (рис. 27) .
VII. КАМ'ЯНІ ВУГЛІ І АНТРАЦИТИ
Ці вугілля являють собою надзвичайно широку за фізичними та технологічними властивостями гамму твердих горючих копалин, що характеризується різним, але порівняно високим ступенем перетворення вихідного матеріалу.
Теплоємність кам'яного вугілля залежить від стадії метаморфізму (див. гл. II1.1), умов залягання, зольності, вологості та інших факторів, вплив яких буде розглянуто в наступному розділі.
У цьому розділі наведено довідкові дані про справжню та ефективну теплоємність кам'яного вугілля деяких басейнів при помірних температурах, а також у процесі термічного розкладання.