Mi az üzemanyag?

Ez egy olyan komponens vagy anyagok keveréke, amelyek hőkibocsátással járó kémiai átalakulásokra képesek. Különböző típusok az üzemanyagok mennyiségi oxidálószer-tartalmukban különböznek, amelyet hőenergia felszabadítására használnak.

IN tág értelemben Az üzemanyag energiahordozó, vagyis a potenciális energia potenciális típusa.

Osztályozás

Jelenleg az üzemanyagtípusokat aggregáltsági állapotuk szerint folyékonyra, szilárdra és gázneműre osztják.

A természetes kemény anyagok közé tartozik a kő, a tűzifa és az antracit. A brikett, a koksz, a termoantracit a mesterséges szilárd tüzelőanyag fajtái.

A folyadékok közé tartoznak a szerves eredetű anyagokat tartalmazó anyagok. Fő összetevőik: oxigén, szén, nitrogén, hidrogén, kén. A mesterséges folyékony üzemanyag különféle gyanták és fűtőolaj lesz.

A gáznemű tüzelőanyag különféle gázok keveréke: etilén, metán, propán, bután. Rajtuk kívül a készítmény szén-dioxidot és szén-monoxidot, hidrogén-szulfidot, nitrogént, vízgőzt és oxigént tartalmaz.

Üzemanyagjelzők

Az égés fő mutatója. A fűtőérték meghatározásának képletét a termokémia figyelembe veszi. „standard üzemanyagot” bocsátanak ki, ami 1 kilogramm antracit fűtőértékét jelenti.

Háztartás fűtőolaj kis teljesítményű fűtőberendezésekben való égetésre szántak, amelyek lakóhelyiségekben helyezkednek el, hőtermelőket használnak mezőgazdaság takarmány szárítására, befőzésre.

Fajlagos hő tüzelőanyag elégetése olyan érték, amely az 1 m 3 térfogatú vagy egy kilogramm tömegű tüzelőanyag teljes elégetése során keletkező hőmennyiséget mutatja.

Ennek az értéknek a mérésére a J/kg, J/m3, kalória/m3 értékeket kell használni. Az égéshő meghatározásához a kalorimetriás módszert alkalmazzák.

Az üzemanyag fajlagos égéshőjének növekedésével csökken fajlagos fogyasztásüzemanyag, és az együttható hasznos akció változatlan marad.

Az anyagok égéshője a szilárd, folyékony vagy gáznemű anyag oxidációja során felszabaduló energia mennyisége.

Meghatározza a kémiai összetétel, valamint az összesítés állapotaéghető anyag.

Az égéstermékek jellemzői

A magasabb és alacsonyabb fűtőértékek a tüzelőanyag elégetése után kapott anyagokban lévő víz aggregációs állapotához kapcsolódnak.

A magasabb fűtőérték az anyag teljes égése során felszabaduló hőmennyiség. Ez az érték magában foglalja a vízgőz kondenzációs hőjét is.

A legalacsonyabb üzemi fűtőérték az az érték, amely megfelel az égés során felszabaduló hőnek, a vízgőz kondenzációs hőjének figyelembevétele nélkül.

A látens kondenzációs hő a vízgőz kondenzációs energiájának mennyisége.

Matematikai kapcsolat

A magasabb és alacsonyabb fűtőértékek a következő összefüggéssel függnek össze:

QB = QH + k(Sz + 9H)

ahol W a víz mennyisége (tömeg%-ban) egy gyúlékony anyagban;

H a hidrogén mennyisége (tömegszázalékban) az éghető anyagban;

k - együttható 6 kcal/kg

A számítások elvégzésének módszerei

A magasabb és alacsonyabb fűtőértékeket két fő módszerrel határozzák meg: számítási és kísérleti.

Kísérleti számításokhoz kalorimétereket használnak. Először egy üzemanyagmintát égetnek el benne. A felszabaduló hőt a víz teljesen elnyeli. A víz tömegének elképzelése alapján a hőmérséklet változásával meghatározhatja az égéshő értékét.

Ez a technika egyszerűnek és hatékonynak tekinthető, csak a technikai elemzési adatok ismeretét igényli.

A számítási módszerben a magasabb és alacsonyabb fűtőértékeket a Mengyelejev-képlet segítségével számítják ki.

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

Figyelembe veszi a szén-, oxigén-, hidrogén-, vízgőz- és kéntartalmat a munkakészítményben (százalékban). Az égés során keletkező hőmennyiség meghatározása az egyenértékű tüzelőanyag figyelembevételével történik.

A gáz égéshője lehetővé teszi az előzetes számítások elvégzését és egy bizonyos típusú tüzelőanyag felhasználásának hatékonyságának meghatározását.

Eredeti jellemzők

Ahhoz, hogy megértsük, mennyi hő szabadul fel egy bizonyos tüzelőanyag elégetésekor, ismerni kell annak eredetét.

A természetben a szilárd tüzelőanyagok különféle változatai léteznek, amelyek összetételükben és tulajdonságaikban különböznek egymástól.

Kialakulása több szakaszon keresztül történik. Először tőzeg képződik, majd barna- és kőszenet nyernek, majd antracit képződik. A szilárd tüzelőanyag képződésének fő forrásai a levelek, a fa és a tűlevelek. Amikor a növények egyes részei elpusztulnak és levegőnek vannak kitéve, a gombák elpusztítják őket, és tőzeget képeznek. Felhalmozódása barna masszává alakul, majd barna gázt kapunk.

at magas vérnyomás A barna gáz szénné alakul, majd az üzemanyag antracit formájában halmozódik fel.

A szerves anyagokon kívül az üzemanyag további ballasztot is tartalmaz. Szervesnek azt a részt tekintjük, amely szerves anyagokból képződik: hidrogén, szén, nitrogén, oxigén. Ezeken a kémiai elemeken kívül ballasztot is tartalmaz: nedvességet, hamut.

Az égetési technológia magában foglalja az elégetett tüzelőanyag működő, száraz és éghető tömegének szétválasztását. A munkamassza az eredeti formájában a fogyasztóhoz szállított tüzelőanyag. A száraz massza olyan készítmény, amelyben nincs víz.

Összetett

A legértékesebb összetevők a szén és a hidrogén.

Ezek az elemek bármilyen típusú üzemanyagban megtalálhatók. Tőzegben és fában a szén százalékos aránya eléri az 58 százalékot, a kemény- és barnaszénben - 80%, az antracitban pedig eléri a 95 tömegszázalékot. Ettől a mutatótól függően változik a tüzelőanyag elégetésekor felszabaduló hő mennyisége. A hidrogén minden üzemanyag második legfontosabb eleme. Ha oxigénnel kötődik, nedvességet képez, ami jelentősen csökkenti bármely tüzelőanyag hőértékét.

Ennek százalékos aránya az olajpalában 3,8-tól a fűtőolajban 11-ig terjed. Az üzemanyagban lévő oxigén ballasztként működik.

Nem hőtermelő kémiai elem, ezért negatívan befolyásolja égéshője értékét. Az égéstermékekben szabad vagy kötött formában lévő nitrogén elégetése káros szennyeződésnek minősül, ezért mennyisége szigorúan korlátozott.

A kén szulfátok, szulfidok és kén-dioxid gázok formájában is megtalálható az üzemanyagban. Hidratáláskor a kén-oxidok kénsavat képeznek, amely tönkreteszi a kazánberendezéseket, és negatívan hat a növényzetre és az élő szervezetekre.

Ezért a kén olyan kémiai elem, amelynek jelenléte a természetes tüzelőanyagban rendkívül nem kívánatos. Ha a kénvegyületek a munkaterületen belülre kerülnek, jelentős mérgezést okoznak a kezelőszemélyzetben.

Háromféle hamu különböztethető meg eredetétől függően:

• elsődleges;
• másodlagos;
• harmadlagos

Az elsődleges faj a növényekben található ásványi anyagokból jön létre. A másodlagos hamu a képződés során a homokba és a talajba kerülő növényi maradványok eredményeként képződik.

A tercier hamu a kitermelés, tárolás és szállítás során megjelenik az üzemanyag összetételében. Jelentős hamulerakódás esetén a kazánegység fűtőfelületén csökken a hőátadás, csökkentve a gázokból a vízbe történő hőátadást. A hatalmas mennyiségű hamu negatívan befolyásolja a kazán működését.

Befejezésül

Az illékony anyagok jelentős hatással vannak bármely típusú tüzelőanyag égési folyamatára. Minél nagyobb a teljesítményük, annál nagyobb lesz a lángfront térfogata. Például a szén és a tőzeg könnyen meggyullad, a folyamat kisebb hőveszteséggel jár. Az illékony szennyeződések eltávolítása után visszamaradó koksz csak ásványi és szénvegyületeket tartalmaz. Az üzemanyag jellemzőitől függően a hőmennyiség jelentősen változik.

A kémiai összetételtől függően a szilárd tüzelőanyag képződésének három szakasza van: tőzeg, lignit és szén.

Természetes fát használnak kis kazánberendezésekben. Elsősorban faaprítékot, fűrészport, táblát, kérget használnak, magát a tűzifát pedig kis mennyiségben használják fel. A fafajtától függően a termelt hő mennyisége jelentősen változik.

Az égéshő csökkenésével a tűzifa bizonyos előnyökhöz jut: gyors gyúlékonyság, minimális hamutartalom és kénnyomok hiánya.

Megbízható információ a természetes vagy szintetikus üzemanyag összetételéről, fűtőértékéről nagyszerű módon termokémiai számítások elvégzése.

Jelenleg valódi lehetőség van a szilárd, gáznemű, folyékony tüzelőanyagok azon főbb lehetőségeinek azonosítására, amelyek egy adott helyzetben a leghatékonyabbak és legolcsóbbak.

A fűtőérték fajtái

Az égéshő összefüggésbe hozható az éghető anyag munkatömegével, vagyis az éghető anyaggal abban a formában, ahogyan az eljut a fogyasztóhoz; az anyag száraz tömegére; anyag éghető tömegére, azaz nedvességet és hamut nem tartalmazó éghető anyagra.

Vannak magasabb () és alacsonyabb () fűtőértékek.

Alatt magasabb fűtőérték megérteni az anyag teljes égése során felszabaduló hőmennyiséget, beleértve az égéstermékek hűtésekor keletkező vízgőz kondenzációs hőjét is.

Alacsonyabb hőégés a teljes égés során felszabaduló hőmennyiségnek felel meg, a vízgőz kondenzációs hőjének figyelembevétele nélkül. A vízgőz kondenzációs hőjét más néven látens égéshő.

Az alacsonyabb és magasabb fűtőértékeket a következő összefüggés köti össze: ,

ahol k 25 kJ/kg (6 kcal/kg) együttható; W a tűzveszélyes anyagban lévő víz mennyisége, tömegszázalékban; H a hidrogén mennyisége egy éghető anyagban, tömegszázalékban.

A fűtőérték számítása

Így a magasabb fűtőérték az éghető anyag egységnyi tömegének vagy térfogatának (gáz esetén) teljes elégetésekor és az égéstermékek harmatponti hőmérsékletre történő lehűlésekor felszabaduló hőmennyiség. A hőtechnikai számításoknál a magasabb fűtőértéket 100%-nak veszik. A gáz látens égéshője az a hő, amely az égéstermékekben lévő vízgőz kondenzációja során szabadul fel. Elméletileg elérheti a 11%-ot.

A gyakorlatban nem lehetséges az égéstermékeket a teljes kondenzációig lehűteni, ezért bevezették az alacsonyabb fűtőérték (QHp) fogalmát, amelyet úgy kapunk, hogy a magasabb fűtőértékből levonjuk a vízgőz elpárolgási hőjét, amelyet mindkettő tartalmaz. az anyagban és az égése során keletkezettekben. 1 kg vízgőz elpárologtatásához 2514 kJ/kg (600 kcal/kg) szükséges. Az alsó fűtőértéket a következő képletek határozzák meg (kJ/kg vagy kcal/kg):

(szilárd anyaghoz)

(folyékony anyag esetén), ahol:

2514 - párolgási hő 0 °C hőmérsékleten és légköri nyomáson, kJ/kg;

I az üzemi tüzelőanyag hidrogén- és vízgőztartalma, %;

A 9 egy együttható, amely azt mutatja, hogy 1 kg hidrogén elégetése oxigénnel kombinálva 9 kg vizet termel.

Az égéshő a tüzelőanyag legfontosabb jellemzője, mivel ez határozza meg 1 kg szilárd vagy folyékony tüzelőanyag vagy 1 m³ gáznemű tüzelőanyag elégetésével nyert hőmennyiséget kJ/kg-ban (kcal/kg). 1 kcal = 4,1868 vagy 4,19 kJ.

Az alacsonyabb fűtőértéket minden egyes anyag esetében kísérletileg határozzák meg, és ez referenciaérték. Meghatározható az ismert elemi összetételű szilárd és folyékony anyagokra is, a D.I. képlet szerint, kJ/kg vagy kcal/kg:

Szén-, hidrogén-, oxigén-, illékony kén- és nedvességtartalom a tüzelőanyag üzemi tömegében (tömeg%-ban).

Az összehasonlító számításokhoz az úgynevezett hagyományos tüzelőanyagot használják, amelynek fajlagos égéshője 29308 kJ/kg (7000 kcal/kg).

Oroszországban termikus számítások(például a hőterhelés kiszámítása a helyiség robbanás- és tűzveszélyes kategóriájának meghatározásához) általában az alacsonyabb fűtőérték szerint történik, az USA-ban, Nagy-Britanniában, Franciaországban - a legmagasabb szerint. Az Egyesült Királyságban és az Egyesült Államokban a metrikus rendszer bevezetése előtt a fajlagos égéshőt brit hőegységben (BTU) mérték fontonként (lb) (1 Btu/lb = 2,326 kJ/kg).

A különböző forrásokból származó földgázok fűtőértékének legmagasabb értékei

Ezeket az adatokat a Nemzetközi Energiaügynökségtől szereztük be.

• Algéria: 42 000 kJ/m³
• Banglades: 36 000 kJ/m³
• Kanada: 38 200 kJ/m³
• Indonézia: 40 600 kJ/m³
• Hollandia: 33 320 kJ/m³
• Norvégia: 39 877 kJ/m³
• Oroszország: 38 231 kJ/m³
• Szaúd-Arábia: 38 000 kJ/m³
• Egyesült Királyság: 39 710 kJ/m³
• Egyesült Államok: 38 416 kJ/m³
• Üzbegisztán: 37 889 kJ/m³
• Fehéroroszország: 33 000 kJ/m³

Egy 100 W-os izzó egy éves működéséhez szükséges üzemanyagmennyiség (876 kWh)

(Az alább felsorolt ​​tüzelőanyag-mennyiségek 100%-os hő-elektromos átalakítási hatásfokon alapulnak. Mivel a legtöbb villamosenergia-termelő erőmű és elosztórendszer 30-35%-os hatásfokot ér el, a tényleges üzemanyag-mennyiség egy 100 W-os izzó meghajtására szolgál. körülbelül háromszorosa lesz a megadott mennyiségnek).

• 260 kg fa (20% páratartalom mellett)
• 120 kg szén (alacsony hamutartalmú antracit)
• 73,34 kg kerozin
• 78,8 m³ földgáz (40 000 kJ/m³ átlagértékkel)
• 17,5 µg antianyag

Megjegyzések

Irodalom

• Fizikai enciklopédikus szótár
• Nagy Szovjet Enciklopédia
• Kézikönyv az NPB 105-03-hoz

Lásd még

Wikimédia Alapítvány.

2010. A táblázatok a tüzelőanyag (folyékony, szilárd és gázhalmazállapotú) és néhány egyéb éghető anyag tömegfajlagos égéshőjét mutatják be. A következő tüzelőanyagokat vették figyelembe: szén, tűzifa, koksz, tőzeg, kerozin, olaj, alkohol, benzin, földgáz

stb.

A táblázatok listája:

A tüzelőanyag fajlagos égéshője az egységnyi tömegű vagy térfogatú szilárd, folyékony vagy gáznemű tüzelőanyag teljes elégetése során felszabaduló hőmennyiség. IN Nemzetközi rendszer egységekben, ezt az értéket J/kg-ban vagy J/m 3 -ben mérik.

A tüzelőanyag fajlagos égéshője meghatározható kísérletileg vagy analitikusan kiszámítható. A fűtőérték meghatározására szolgáló kísérleti módszerek egy tüzelőanyag égésekor felszabaduló hőmennyiség gyakorlati mérésén alapulnak, például termosztátos kaloriméterben és égésbombával. Ismert kémiai összetételű tüzelőanyag esetén a fajlagos égéshő a periódusos képlet segítségével határozható meg.

Vannak magasabb és alacsonyabb fajlagos égéshők. A magasabb fűtőérték megegyezik a tüzelőanyag teljes elégetésekor felszabaduló hő maximális mennyiségével, figyelembe véve a tüzelőanyagban lévő nedvesség elpárologtatására fordított hőt. A legalacsonyabb égéshő a tüzelőanyag nedvességéből és az égés során vízzé alakuló szerves tömeg hidrogénéből képződő kondenzációs hő mennyiségével kisebb a legmagasabb értéknél.

Az üzemanyag-minőségi mutatók meghatározásához, valamint a termikus számításokhoz általában alacsonyabb fajlagos égéshőt használnak, amely az üzemanyag legfontosabb hő- és teljesítményjellemzője, és az alábbi táblázatokban látható.

Szilárd tüzelőanyagok (szén, tűzifa, tőzeg, koksz) fajlagos égéshője

A táblázat a száraz szilárd tüzelőanyag fajlagos égéshőjének értékeit mutatja MJ/kg méretben. A táblázatban az üzemanyagok név szerint, ábécé sorrendben vannak elrendezve.

A figyelembe vett szilárd tüzelőanyagok közül a kokszszénnek a legmagasabb a fűtőértéke - fajlagos égéshője 36,3 MJ/kg (vagy SI mértékegységben 36,3·10 6 J/kg). Emellett jellemző a magas égési hő szén, antracit, faszénés barnaszén.

Az alacsony energiahatékonyságú tüzelőanyagok közé tartozik a fa, tűzifa, lőpor, őrlőtőzeg és olajpala. Például a tűzifa fajlagos égéshője 8,4...12,5, a lőporé pedig csak 3,8 MJ/kg.

Szilárd tüzelőanyagok (szén, tűzifa, tőzeg, koksz) fajlagos égéshője

Üzemanyag
Antracit	26,8…34,8
Fapellet (pellet)	18,5
Száraz tűzifa	8,4…11
Száraz nyír tűzifa	12,5
Gázkoksz	26,9
Blast koksz	30,4
Félkoksz	27,3
Por	3,8
Pala	4,6…9
Olajpala	5,9…15
Szilárd rakéta üzemanyag	4,2…10,5
Tőzeg	16,3
Rostos tőzeg	21,8
Marott tőzeg	8,1…10,5
Tőzegmorzsa	10,8
Barnaszén	13…25
Barnaszén (brikett)	20,2
Barnaszén (por)	25
Donyeck szén	19,7…24
Faszén	31,5…34,4
Szén	27
Kokszolószén	36,3
Kuznyeck szén	22,8…25,1
Cseljabinszki szén	12,8
Ekibastuzi szén	16,7
Frestorf	8,1
Salak	27,5

Folyékony tüzelőanyagok (alkohol, benzin, kerozin, olaj) fajlagos égéshője

A táblázat a folyékony tüzelőanyag és néhány más szerves folyadék fajlagos égéshőjét tartalmazza. Meg kell jegyezni, hogy az olyan üzemanyagok, mint a benzin, gázolajés olajat.

Az alkohol és az aceton fajlagos égéshője lényegesen alacsonyabb, mint a hagyományos üzemanyagoké. Ezenkívül a folyékony rakéta-üzemanyag viszonylag alacsony fűtőértékkel rendelkezik, és 1 kg szénhidrogén teljes elégetésével 9,2 és 13,3 MJ hőmennyiség szabadul fel.

Folyékony tüzelőanyagok (alkohol, benzin, kerozin, olaj) fajlagos égéshője

Üzemanyag	Fajlagos égéshő, MJ/kg
Aceton	31,4
A-72 benzin (GOST 2084-67)	44,2
B-70 repülőgépbenzin (GOST 1012-72)	44,1
AI-93 benzin (GOST 2084-67)	43,6
Benzol	40,6
Téli dízel üzemanyag (GOST 305-73)	43,6
Nyári dízel üzemanyag (GOST 305-73)	43,4
Folyékony rakéta üzemanyag (kerozin + folyékony oxigén)	9,2
Repülési kerozin	42,9
Kerozin világításhoz (GOST 4753-68)	43,7
Xilol	43,2
Magas kéntartalmú fűtőolaj	39
Alacsony kéntartalmú fűtőolaj	40,5
Alacsony kéntartalmú fűtőolaj	41,7
Kénes fűtőolaj	39,6
Metil-alkohol (metanol)	21,1
n-butil-alkohol	36,8
Olaj	43,5…46
Metán olaj	21,5
Toluol	40,9
Lakbenzin (GOST 313452)	44
Etilénglikol	13,3
Etil-alkohol (etanol)	30,6

Gáz-halmazállapotú tüzelőanyagok és éghető gázok fajlagos égéshője

A gáz-halmazállapotú tüzelőanyag és néhány egyéb éghető gáz fajlagos égéshője táblázatot mutat be MJ/kg méretben. A figyelembe vett gázok közül ennek a legnagyobb tömegfajlagos égéshője. Egy kilogramm gáz teljes elégetése 119,83 MJ hőt bocsát ki. A tüzelőanyagnak, például a földgáznak is magas a fűtőértéke - a földgáz fajlagos égéshője 41...49 MJ/kg (tiszta gáz esetében 50 MJ/kg).

Gáznemű tüzelőanyag és éghető gázok (hidrogén, földgáz, metán) fajlagos égéshője

Üzemanyag	Fajlagos égéshő, MJ/kg
1-butén	45,3
Ammónia	18,6
Acetilén	48,3
Hidrogén	119,83
Hidrogén, metán keveréke (50% H 2 és 50% CH 4 tömeg szerint)	85
Hidrogén, metán és szén-monoxid keveréke (33-33-33 tömeg%)	60
Hidrogén, szén-monoxid keveréke (50% H2 50% CO 2 tömeg szerint)	65
Nagyolvasztó gáz	3
Kokszos sütő gáz	38,5
Cseppfolyósított szénhidrogén gáz PB (propán-bután)	43,8
izobután	45,6
Metán	50
n-bután	45,7
n-hexán	45,1
n-pentán	45,4
Kapcsolódó gáz	40,6…43
Földgáz	41…49
Propadién	46,3
Propán	46,3
Propilén	45,8
Propilén, hidrogén és szén-monoxid keveréke (90%-9%-1 tömeg%)	52
Etán	47,5
Etilén	47,2

Egyes éghető anyagok fajlagos égéshője

Néhány éghető anyag (fa, papír, műanyag, szalma, gumi stb.) fajlagos égéshőjét táblázatban közöljük. Figyelembe kell venni az égés során nagy hőleadó anyagokat. Ilyen anyagok a következők: különféle típusú gumi, expandált polisztirol (hab), polipropilén és polietilén.

Egyes éghető anyagok fajlagos égéshője

Üzemanyag	Fajlagos égéshő, MJ/kg
Papír	17,6
Műbőr	21,5
Fa (14% nedvességtartalmú rudak)	13,8
Fa halomban	16,6
Tölgyfa	19,9
Lucfenyő	20,3
Fa zöld	6,3
Fenyőfa	20,9
Capron	31,1
Karbolit termékek	26,9
Karton	16,5
Sztirol-butadién gumi SKS-30AR	43,9
Természetes gumi	44,8
Szintetikus gumi	40,2
Gumi SKS	43,9
Klóroprén gumi	28
Polivinil-klorid linóleum	14,3
Kétrétegű polivinil-klorid linóleum	17,9
Polivinil-klorid linóleum filc alapon	16,6
Meleg bázisú polivinil-klorid linóleum	17,6
Szövet alapú polivinil-klorid linóleum	20,3
Gumi linóleum (Relin)	27,2
Paraffin paraffin	11,2
Hab műanyag PVC-1	19,5
Hab műanyag FS-7	24,4
Hab műanyag FF	31,4
Habosított polisztirol PSB-S	41,6
Poliuretán hab	24,3
Farostlemez	20,9
Polivinil-klorid (PVC)	20,7
Polikarbonát	31
Polipropilén	45,7
Polisztirol	39
Nagynyomású polietilén	47
Alacsony nyomású polietilén	46,7
Gumi	33,5
Ruberoid	29,5
Csatornakorom	28,3
Széna	16,7
Szalma	17
Organikus üveg (plexi)	27,7
Textolit	20,9
Tol	16
TNT	15
Pamut	17,5
Cellulóz	16,4
Gyapjú és gyapjúszálak	23,1

Források:

1. GOST 147-2013 Szilárd ásványi tüzelőanyag. A magasabb fűtőérték meghatározása és az alacsonyabb fűtőérték számítása.
2. GOST 21261-91 Kőolajtermékek. A magasabb fűtőérték meghatározásának és az alacsonyabb fűtőérték kiszámításának módszere.
3. GOST 22667-82 Természetes gyúlékony gázok. Számítási módszer a fűtőérték, a relatív sűrűség és a Wobbe-szám meghatározására.
4. GOST 31369-2008 Földgáz. A fűtőérték, a sűrűség, a relatív sűrűség és a Wobbe-szám számítása az összetevők összetétele alapján.
5. Zemsky G. T. Szervetlen és szerves anyagok tűzveszélyes tulajdonságai: kézikönyv M.: VNIIPO, 2016 - 970 p.

Mindenekelőtt definiáljuk a fogalmakat, mivel a kérdés nincs egészen helyesen feltéve.

, és nem találja a „kábel típusa – érték MJ/m2-ben” listát, nem létezik és nem is létezhet. A fajlagos tűzterhelést kiszámítják beltéri használatra, amelyben fektetik különböző típusokés a kábel mennyiségét, figyelembe véve, hogy mekkora területet foglalnak el. Ezért a fajlagos tűzterhelési méret Joule (Megajoule) négyzetméterenként.

A fajlagos tűzterhelés számítása mennyiségeket tartalmaz különböző anyagok, létrehozva ezt a tűzterhelést – tulajdonképpen mindent, ami éghet. Egy lineáris méter kábel súlyáról írsz, de valójában figyelembe kell venni a tömeget gyúlékony alkatrészek a kábelben, nem a teljes kábelben. Ez az éghető tömeg képezi a tűzterhelést - elsősorban a kábelszigetelést.

A harmadik bekezdés szövege nem módosítható.

Mindezek a kifejezések, mutatók és mennyiségek a „B1 - B4 helyiségkategóriák meghatározásának módszerében” szerepelnek, amint azt a Sürgősségi Helyzetek Minisztériumának „A helyiségek kategóriáinak meghatározása, épületek és kültéri létesítmények robbanás- és tűzveszély miatt”, kötelező B. függelék. Ugyanezt a megközelítést alkalmazzák más szabályozó dokumentumokat, beleértve az osztályok utasításait is. Az alábbiakban az Ön kérdésére és megjegyzéseinkre vonatkozó kivonatok találhatók a dokumentumból.

A robbanás- és tűzveszély szerint a helyiségek A, B, B1 - B4, D és D kategóriákba, az épületek pedig A, B, C, D és D kategóriába sorolhatók.

[Megjegyzés a konzultációs rovatból]: kérdése helyiségekre vonatkozik, mi besorolást adunk hozzájuk.

Szobakategória	A helyiségekben elhelyezkedő (keringő) anyagok és anyagok jellemzői
A fokozott robbanás- és tűzveszély	Éghető gázok, gyúlékony folyadékok, amelyek lobbanáspontja nem haladja meg a 28°C-ot olyan mennyiségben, hogy robbanásveszélyes gőz-gáz-levegő keveréket képezhessenek, amelyek meggyújtásakor a helyiségben 5 kPa-t meghaladó számított robbanási túlnyomás alakul ki, és ( vagy) olyan anyagok és anyagok, amelyek vízzel, légköri oxigénnel vagy egymással kölcsönhatásba lépve felrobbanhatnak és éghetnek olyan mennyiségben, hogy a helyiségben a számított robbanási túlnyomás meghaladja az 5 kPa-t.
B robbanás- és tűzveszély	Éghető porok vagy szálak, gyúlékony folyadékok, amelyek lobbanáspontja meghaladja a 28°C-ot, gyúlékony folyadékok olyan mennyiségben, hogy robbanásveszélyes por-levegő vagy gőz-levegő keveréket képezhetnek, amelyek begyújtása a helyiségben számított robbanási túlnyomást fejleszt meghaladja az 5 kPa-t.
B1 – B4 tűzveszély	Gyúlékony és gyengén gyúlékony folyadékok, szilárd gyúlékony és gyengén gyúlékony anyagok és anyagok (beleértve a port és rostokat), olyan anyagok és anyagok, amelyek csak vízzel, levegő oxigénjével vagy egymással kölcsönhatásba lépve éghetnek meg, feltéve, hogy a helyiségek, amelyekben vannak található (jelentkezik) nem tartozik az A vagy B kategóriába.
G mérsékelt tűzveszély	Nem éghető, forró, izzó vagy olvadt állapotban lévő anyagok és anyagok, amelyek feldolgozása során sugárzó hő, szikra és láng, és (vagy) éghető gázok, folyadékok és szilárd anyagok szabadulnak fel, amelyeket elégetnek vagy tüzelőanyagként ártalmatlanítanak. .
D csökkentett tűzveszély	Nem gyúlékony anyagok és hideg állapotban lévő anyagok.

A helyiség B1, B2, B3 vagy B4 kategóriába való besorolása a meghatározott helyiségben a tűzterhelés mennyiségétől, módjától és térrendezési jellemzőitől, valamint az anyagok tűzveszélyes tulajdonságaitól, ill. a tűzterhelést alkotó anyagok.

[Megjegyzés a konzultációs részből]: az Ön esete B1 – B4, tűzveszélyes kategóriát tartalmaz. Sőt, nagy a valószínűsége annak, hogy az Ön telephelye B4 kategóriába kerül, de ezt számításokkal kell alátámasztani.

A helyiségek B1 - B4 kategóriáinak meghatározására szolgáló módszerek

A B1 - B4 helyiségek kategóriáinak meghatározása úgy történik, hogy a fajlagos ideiglenes tűzterhelés (a továbbiakban: tűzterhelés) maximális értékét bármely területen összehasonlítják a táblázatban megadott fajlagos tűzterhelés értékével:

Specifikus tűzterhelés és elhelyezési módszerek a B1 – B4 kategóriákhoz

A tűzveszélyes területen belüli tűzveszélyes, éghető, gyengén gyúlékony folyadékok, szilárd gyúlékony és gyengén gyúlékony anyagok és anyagok különféle kombinációit (keverékeit) tartalmazó tűzterhelés esetén a Q tűzterhelést (MJ-ban) a képlet határozza meg. :

- mennyiség én th anyag tűzterhelés, kg;

– alacsonyabb fűtőérték én anyag tűzterhelése, MJ/kg.

(MJ/m2-ben) a számított tűzterhelés és az elfoglalt terület aránya:

Ahol S– tűzterhelés elhelyezési terület, m2, legalább 10 m2.

2. rész Alkalmazási gyakorlat

A számítások elvégzéséhez meg kell határozni a tömeget kg-ban minden egyes éghető anyaghoz, amely a helyiségben található. Szigorúan véve ehhez tudnia kell, hogy a megfelelő típusú kábel minden méterében mennyi szigetelés és egyéb éghető alkatrész van, és készítse el a projektről készült felvételeket. De a hagyományos termékleírások a legjobb esetben is tartalmaznak egy lineáris súlyt g/m-ben vagy kg/km-ben a kábel egészére vonatkozóan, azt minden elem alkotja, beleértve a nem gyúlékonyakat is. Csak a csomagolás – tekercs vagy doboz – nem számít bele a nettó értékbe.

IN optikai kábelek, amelyek nem rendelkeznek páncélzattal vagy beépített tartó fémkábelekkel, ezzel egyetérthetünk és a lineáris súlyt úgy használjuk a számításoknál, ahogy van, szándékosan figyelmen kívül hagyva a kvarcszál tömegét, mivel az kicsi. Itt vannak például az univerzális XGLO™ és LightSystem kábelek lineáris súlyai ​​szűk pufferrel, beltéri/külső használatra (a cikk a szimbólumokkal kezdődik 9GD(X)H......, ilyen kábelek vannak a listán):

A szálak száma	Lineáris tömeg, kg/km
4	23
6	25
8	30
12	35
16	49
24	61
48	255
72	384

És ez egy táblázat az XGLO™ és LightSystem kábelekhez szabad pufferrel, beltéri/külső használatra is (a cikk a szimbólumokkal kezdődik 9GG(X)H......):

A szálak száma	Lineáris tömeg, kg/km
2	67
4	67
6	67
8	67
12	67
16	103
24	103
36	103
48	115
72	115
96	139
144	139

Tehát, ha egy helyiségben tíz, egyenként 24 szálból álló kábelből álló 25 m hosszú szakaszt fektetünk le, ezek össztömege 15,25 kg lesz egy szoros pufferrel és 25,75 kg egy laza pufferrel. Mint látható, a számok változhatnak, és nagy mennyiségű kábel esetén a különbség meglehetősen jelentős lehet.

A páncélozott optikai kábelekben és a sodrott érpárú rézkábelekben a lineáris tömeg jelentős hányadát a fém tömege képezi, majd a számok terjedése, valamint a lineáris tömeg és a gyúlékony anyag tartalom közötti különbség még nagyobb lehet. Például 1 km-es sodrott érpárú kábel nettó tömege 21 kg és 76 kg között változhat a kategóriától, a gyártótól, valamint a képernyő és egyéb szerkezeti elemek meglététől/hiányától függően. Ugyanakkor egy egyszerű számítás azt mutatja, hogy a 0,511 mm-es magátmérőjű 5e kategóriánál a réz minimális tömege 1 km-ben (8 vezeték, rézsűrűség 8920 kg/m3) 14,6 kg, a 7A kategóriában pedig a mag átmérője 0,643 mm - legalább 23,2 kg. És ez nem veszi figyelembe a fektetést, ami ahhoz vezet, hogy valójában a rézvezetők hossza nyilvánvalóan több mint 1 km.

Ugyanazon a 25 m-es, mondjuk 120 sodrott érpárú kábelszakaszon a kábelek össztömege típustól függően 63 kg-tól 228 kg-ig terjedhet, míg a réz bennük az 5e kategóriánál 43,8 kg-tól és ennél is magasabb lehet. és 69,6 kg-tól és afelett a 7A kategóriában.

Még az általunk vett mennyiségek tekintetében is nagy a különbség, vagyis nem a legnagyobb telekommunikációs helyiségben, ahová a kábelt egy függő tálcán vagy az emelt padló alatt vezetik be. A páncélozott és más speciális, fém szerkezeti elemekkel ellátott kábeleknél sokkal nagyobb lesz a különbség, ugyanakkor ezek elsősorban az utcán találhatók, nem pedig beltéren.

Ha szigorúan veszi a számítást, akkor minden kábeltípushoz teljes bontásban kell lennie a benne lévő gyúlékony és nem gyúlékony alkatrészekről és azok tömegtartalmáról egységnyi hosszonként. Ezenkívül minden éghető komponensnél ismerni kell az alsó fűtési értéket MJ/kg-ban. A távközlésben széles körben használt polimerek esetében különböző források a következő nettó fűtőértékeket adják meg:

• Polietilén – 46-48 MJ/kg
• Polivinil-klorid (PVC) – 14-21 MJ/kg
• Politetrafluor-etilén (fluoroplasztikus) – 4-8 MJ/kg

Attól függően, hogy milyen bemeneti adatokat használ, a kimenet változhat. Íme 2 példa a számításokra a már említett, 120 csavart érpárú kábellel rendelkező helyiséghez:

1. példa

• 120 kábel sodrott érpár, 5e kategória
• Lineáris kábel súlya 23 kg/km

A kábel teljes tömege (nem éghető alkatrészek nélkül)

G i= 120 · 25 m · 23 · 10 -3 kg/m = 69 kg

K= 69 kg · 18 MJ/kg = 1242 MJ

S tálca= 25 m · 0,3 m = 7,5 m 2

g= 1242 / 10 = 124,2 MJ/m 2

A fajlagos tűzterhelés 1 és 180 MJ/m 2 közötti tartományra vonatkozik, annak ellenére, hogy a kábelben lévő réz tömegtartalmát nem vontuk le. Ha levonták volna, akkor a helyiség B4 kategóriába került volna.

2. példa

• 120 csavart érpár 6/6A kategória
• Vezetékmérő 23 AWG
• PVC köpeny, alacsonyabb fűtőérték 18 MJ/kg
• Lineáris kábel tömege 45 kg/km
• Tálca hossza 25 m, szélessége 300 mm

A kábel teljes tömege, nem éghető alkatrészek nélkül

G i= 120 · 25 m · 45 · 10 -3 kg/m = 135 kg

K= 135 kg · 18 MJ/kg = 2430 MJ

S tálca= 25 m · 0,3 m = 7,5 m 2

A számítási módszertannak megfelelően a számításokhoz legalább 10 m 2 területet kell használni.

g= 2430 / 10 = 243 MJ/m2

A fajlagos tűzterhelés meghaladta a 180 MJ/m2-t és a magasabb B3 helyiségkategóriának megfelelő tartományba esett. De ha kivonnánk a réz súlyát, akkor más lenne a számítás.

A 23 AWG huzalvastagság 0,574 mm átmérőnek felel meg. A kábel 8 rézvezetős, ezért minden kilométer kábel legalább 18,46 kg rezet tartalmaz.

G i= 120 · 25 m · (45 – 18,46) · 10 -3 kg/m = 79,62 kg éghető alkatrészek

K= 79,62 kg 18 MJ/kg = 1433,16 MJ

g= 1433,16 / 10 = 143,3 MJ/m2

Ebben az esetben B4-es szobakategóriát kapunk. Mint látható, a komponens komponens jelentősen befolyásolhatja a számításokat.

A tömegtartalomra és az alacsonyabb fűtőértékre vonatkozó pontos adatok csak egy adott termék gyártójától szerezhetők be. Ellenkező esetben mindegyiket személyesen kell „kibeleznie”. konkrét típus kábel, nagy pontosságú mérlegekkel mérje meg az egyes elemek tömegét, állapítsa meg az összes kémiai összetételt (ami önmagában nagyon nem triviális feladat lehet, még akkor is, ha jól felszerelt kémiai laboratóriummal rendelkezik). És mindezek után végezzen pontos számítást. A 6/6A kategóriás kábelnél számításunkban például nem vettük figyelembe az elválasztó válaszfal súlyát és anyagát. Ha polietilénből készült, akkor figyelembe kell venni, hogy alacsonyabb fűtőértéke magasabb, mint a PVC-é.

A kémiai és fizikai referenciakönyvek az alacsonyabb fűtőértékre vonatkozó értékeket adják meg tiszta anyagokés tájékoztató értékek a legnépszerűbbek számára építőanyagok. De a gyártók használhatnak anyagok keverékeit, adalékanyagokat, és változtathatják az összetevők tömegét. A pontos számításokhoz minden terméktípushoz egy adott gyártótól származó adatok szükségesek. Ezek általában nem nyilvánosak, de kérésre meg kell adni, ez nem minősített információ.

Ha azonban sokáig kell várnia az ilyen információkra, és most el kell végeznie a számítást, akkor közelítő számításokat végezhet, és beállíthatja a maximális értékeket - pl. vegyük a legrosszabb forgatókönyvet. A tervező az alacsonyabb fűtőérték lehető legnagyobb értékét, az éghető anyagok maximális tömegtartalmát választja meg, szándékosan nagy hibát követve el, nem az ő javára. Emiatt bizonyos esetekben a premisszák veszélyesebb kategóriába kerülnek, ahogy először a 2. példában tettük. Teljesen lehetetlen a másik irányba „tévedni”, szándékosan optimistábbá tenni a számításokat. Bármilyen kétség esetén az értelmezésnek mindig a további biztonsági intézkedések irányába kell irányulnia.

Megértem, hogy a polimerek nagyon sokféle anyag. Megzavart a 18 kJ/kg, azaz kiloJ/kg méret (az „Anyagok és anyagok tűz- és robbanásveszélyessége, valamint az oltási eszközök” című kézikönyv 2. kiadása, szerkesztette: A. Ya. Korolchenko és D. A. Korolchenko, I. részből átvéve. , 306. oldal, felülről a második, ha nem hiszi, elküldhetem). Valójában ezért voltam felháborodva.

Minden felhajtás annak köszönhető, hogy az üzemanyaggal tömött raktár ajtaján egy nagy „D” betű van. Jól belső ellenőrzés Amint meglátta, elkezdett kattogni és csapkodni a szárnyaival (teljesen indokolt). Megégettem – itt van egy srác, aki tud kategóriákat számolni. Főnök: "Gróf." RENDBEN. Jöttem, felpróbáltam, kitaláltam az anyagok körét, megnéztem a plafont, és ott a tárolt üzemanyag mennyisége mind ki volt írva (na jó, néha szerencséd van), kiszámoltam. Odaadták neki – ő (ahogy jól értem, volt RTN-felügyelő) azt mondta: hogyan lehet megerősíteni a tárolt anyagok mennyiségét. Mondtam neki: „Mi a különbség a világban – még mindig nincs szükség AUPT-re, és a „B” szerint a legmenőbb is a helyén van SP, akár SNiP, és ami a legfontosabb, egy raktári fogyóeszköz, ma tele, holnap üres. Nos, bólintott, majd: – Honnan szerzi a pontos adatokat a tárolásról kg-ban? Úgy döntöttem, meggondolom magam. Egy tűzvédelmi felügyelő... Heh. Raktárvezetői igazolást veszek: fa - 80 kg, gumi - 140 kg, filc 60 kg, karton 310 kg, stb plusz nyomtatás. Elhozom neki: itt a megerősítés, próbáld meg cáfolni – a menedzser jobban tudja, mit tárolt. Ő: "Ó, ez egy másik kérdés - ez egy dokumentum." őrült vagyok! Nos, akkor eszembe jutott a patronok. És pénteken át kell adnia ezt az átkozott számítást, és ki kell cserélnie a betűt a kapun. Már egy hete rontjuk a papírt, ugyanakkor figyelem, ugyanabban a szervezetben dolgozunk. Vagyis el vagyok terelve a közvetlen feladataimtól, valami hülyeséget csinálunk, fizetést kapunk stb. egy levél kedvéért a kapun. Egyszóval minden nagyon hatékonyan van elrendezve.

De az volt kitérő. Célom a könyvvizsgáló kielégítése (teljes csalás). Senki sem vonja kétségbe a B1 kategóriát, de szeretné látni a töltényeket a számításban. Mindketten nem tudjuk, miből készültek. Az égési hő minden meg nem erősített értékére felhorkant, mint egy macska. Snaala nem is akarta elfogadni a vasúti VNTP-t tanúsítványként - mintha ránk nem vonatkozna. Nos, legalábbis a világegyetem törvényeinek általában, és különösen a fizika törvényeinek való egyetemes alávetettségről szóló érveknek volt hatása. Ezért olyan anyagokat választok, amelyek a referencia irodalomban vagy az ND-ben találhatók. A gyártók azt állítják (legalább egy, de ahogy beszéltem velük - ez egy vicc), hogy a festék grafitot tartalmaz. Korolcsenkónál találtam, de ferdén volt megírva. Köszönöm, a tervezők fórumán elmondták a méreteket. Ezzel megnyugodtam. Most a műanyagon dolgozom. A kazetta teste PVC-nek tűnik, de ugyanazon Korolchenko számára az összes PVC fehér por. Egyáltalán nem úgy néz ki, mint egy patron. Találtam vinil műanyagot, ami a PVC-re gyakorolt ​​különféle hatások eredménye. HURÁJ!!! De ott 18 KILOJ/kg - hát nem fér bele egyik kapuba sem. Ha emberi kifejezéssel írták volna oda - MJ, akkor tegnap megnyugodtam volna.