6- маъруза Мавзу: органик ёқилғилар миқдори ва ундан паст температурали

6- маъруза
Мавзу: органик ёқилғилар миқдори ва ундан паст температурали
саноат қурилмаларида фойдаланишда ҳисоблаш методлари


Режа:
1. Ўзбекистон Республикасининг ёқилғи-энергетика ресурслари.
2. Органик ёқилғилар ва уларни ҳосил бўлиши.
3. Қаттиқ, суюқ ва газсимон ёқилғилар ва уларни қайта ишлаш.
4. Ёқилғининг таркиби ва уларнинг боғланиши.
5. Ёқилғининг иссиқлик бериш қобилияти ва уни аниқлаш.
6. Паст температурали гелиоқурилмаларда органик ёқилғилардан фойдаланиш методлари.
7. Xyлoca

Республикамизнинг ёқилғи-энергетика pecyрслари нефть, газ, кўмир ва электроэнергия ҳисобланади. Кейинги йилларда қатор neфть газ конлари топилди. Фарғона вилояти ҳудудида йирик конлардан Шимолий Сух, Андижон вилоятида Жанубий Оламушук Полвонтош, Чимён, Шўр сувни кўрсатиш мумкин.

Фарғона вилоятидаги конларда асосан нефть учрайди.

160 та нефть ва газ конлари заҳиралари очилган бўлиб, нафақат ички эҳтиёжларни тўла қондиришга қодир, балки энергия манбаларини ташқарига экспорт қилиш имконини ҳам беради. Бу конлар заҳиралари 35-40 йиллар давомида мамлакат эҳтиёжларини қондириши мумкин. 1990 йилда Республикада 6,4 млн.т кўмир қазиб чиқарилди. 1994 йилда "Кўмир" кўмир қазиб олиш ва сотиш акциядорлик бирлашмаси тузилиши билан янада ортиб борди.

Кўпчилик ёқилғи-энергетика ресурсларининг манбаи қуёшдир. Қуёш нурлари Ерни 1 м. сиртига таҳминан 1 кВт энергия беради. Кўп миллион йиллар мобайнида бизнинг Ер шаримиз қуёш энергиясини ўсимликлар орқали торф, тошкўмир ва антрацит кўринишида йиғди. Шунинг учун ёқилғи қуёш энергиясининг аккумуляторидир.
Маҳаллий ёқилғилардан: қўнғир, кўмир, ёнувчи сланецлар, торф ва ҳар хил брикетлардан фойдаланиш проблемаси ҳал этиш борасида самарали ишлар қилинган. Шунингдек ёқилғи сифатида кенг кўламда табиий ва суньий газдан фойдаланилади.
Ёқилғининг ҳамма турлари юқори температурада кислород билан химиявий реакцияда кирувчи органик бирикмалардир. Бу реакцияда(экзотермик)- иссиқлик ажралиб чиқади. Ўсимликларда содир бўладиган фотосинтез. процесси натижасида планетамиздаги ўсимликлар дунёси асосини ташкил этувчи органик моддалар ҳосил бўлади. Тадқиқотлар ёқилғининг айланиши ва ҳосил бўлишидаги қуйидаги кетма-кетликда амалга ошади: Ўсимлик-торфга, Topф-лигнинга, лигнин-паст навли кўмирга, паст навли кўмир тошкўмирга ва сўнгра антрацитга айлaнган. Сланецлар ҳам ўсимликлардан ҳосил бўлган. Нефть ва газлар ўсимлик ҳамда ҳайвон организмлардан пайдо бўлган. Ёқилғи ер остида хўжайранинг мураккаб физикавий ва ҳимиявий, процесслари, натижасида углероднинг аста-секин тўпланиши туфайли пайдо бўлган. Қаттиқ, суюқ ва газсимон ёқилғилар ва уларнинг қайта ишланган маҳсулотларидан рўзғор ва саноат печларида бут қозонларининг устахоналарида, ички ёнув двигателлари ва газ трубаларида ва жиҳозларда ёқиш учун фойдаланилади.
Ёқилғи одатда қўйидагича характерланади.

1. 
   Физик ҳолати (қаттиқ, суюқ, газсимон)
   
2. 
   Ҳимиявий таркиби
   
3. 
   Иссиқлик бериш қобилияти.
   

Ёқилғининг таркиби.
Қаттик ва суюқ ёқилғининг ҳимиявий таркиби оғирлик ҳисобида газсимон ёқилғиларники эса ҳажмий процент ҳисобида берилади. Ёқилғи таркибига қуйидаги асосий элементлар киради.
Углерод-С
Водород-Н
Кислород-О
Азот-N
Олтингугурт-S
Ёқилғи таркибидаги сув-W ва
Минерал аралашмалар - кул-А ҳам бўлиши мумкин.
Углерод, водород ва учувчан олтингугурт, ёқилғининг ёнувчи элементлари ҳисобланади. Печь ва қозонларнинг ўтхоналарида ёқиш учун сарфланадиган ёқилғи иш ёқилғиси дейилади. Агap иш ёқилғисини ҳимия лабораториясида текшириб, унинг элементар таркибини оғирлигига нисбатан процент ҳисобида аниқланса, у ҳолда бу ёқилғининг барча элементларининг йиғиндисини қуйидаги тенглик орқали ифодалаш мумкин

U – кўрсатгич ички ёқилғисига таалукли эканини билдиради. Углерод қатти ва суюқ ёқилғининг асосий таркибий қисмидир.

Қурук массасининг таркиби:

Ёнувчан массасини таркиби

Органик массасининг таркиби

Углерод, қаттиқ ва суюқ ёқилғининг асосий таркибий қисмидир. У кислород, водород, азот, олтингугурт ва бошка элементлар билан мураккаб ҳимиявий бирикма кўринишда бўлади. Водород ёқилғида кам миқдорда бўлади, лекин унинг бўлиши ёқилғининг иссиқлик бериши қобилиятига анча таъсир қилади. Кислород ёқилғида ёнувчан элементлар билан органик бирикма кўринишида бўлади. Ёқилғида кислород бўлмаганлиги маъқул, чунки ёқилғини сақлаганда ёнувчан элементларни айниқса, водородни оксидлаши мумкин.

Ёқилғидаги азот. инерт газдир. У ёнмайди ва ёнишга ёрдам бермайди. Ёқилғи ёқилганда азот ёниш таркибида азотнинг ҳам бўлмагани маъқул.
Aзoт ва кислород ёқилғининг ички балансини ташкил қилади. Олтингугурт ёнганда ҳавони заҳарловчи ва қозон ҳамда машиналарнинг металл қисмларига ёмон таъсир этувчи газ олтингутурт (IV) -оксид SO₂ ҳосил қилади.
Олтингугуртнинг ҳам ёқилғи таркибида бўлмагани маъқул. Кул таркибида ёнмайдиган ҳар хил минерал аралашмалар киради. Кул ёқилғиси ёнишида ҳосил бўлиб, қўмтупроқ ва бошқа оксидлардан ташкил топади.
“Қуруқ масса” иш ёқилғисидан масса чиқариб олиш билан ҳосил қилинади. Бунда қуруқ масса минерал таркибининг символлари С индекси билан белгиланади. Агар ёқилғидан кулни ҳам чиқариб юборилса, s индекси билан белгиланувчи шартли ёнувчан масса қолади. Шу билан бирга қаттиқ ёқилғи таркибида учувчан моддалари ва қаттиқ қолдиқ-кокс борлиги билан характерланади. Булар қаттиқ ёқилғини ҳавосиз жойда қиздирилганда ҳосил бўлади.
Учувчан моддаларга қуйидагилар киради: ёқилғидан бўғланиб чиққан нам, кислород, азот, учувчан олтингугурт, водород ва углероднинг озгина қисми. Кокс таркибида углероднинг асосий қисми ва кул қолади. Учувчан қисмида ва коксда ёнувчи элементлар мавжуддир. Шунинг учун ёқилғининг бу қисмлари ҳам ёнади. Лекин уларни ёқиш шароитлари ҳар хил. Учувчан моддаларнинг миқдори бўйича ёқилғини таърифлаш ўтхона лойиҳаси ва ўтхонани ишлатиш усулини ишлаб чиқишда зарур. Газсимон ёқилғи ҳар хил ёнувчан ва ёнмайдиган газлар аралашмасидан иборат. Табиий газда 85-90 фоизгача метан (CH₄) қолган ёнувчи қисмини метан (С₂H₆), Пропан (С₃H₈) Бутан (С₄H₁₀) ва Олий таркибли углеводлар ташкил этади.
Табиий газда карбонат ангидрид (СО₂) ва азот N₂ ҳам бўлади. Сунъий газнинг асосий ташкил этувчилари углерод (II) оксид (СО) Водород (H₂) Карбонат ангидрид (СО₂) ва азот (N₂) дир. Сунъий газда оз миқдорда метан (CH₄) бўлиши мумкин. Карбонат ангидрид ва азот газсимон ёқилғининг баланси ҳисобланади.
Ёқилғининг иссиқлик бериш қобилияти ва уни аниқлаш.
Ёқилғининг бирлик оғирлиги ёки бирлик ҳажми батамом ёниб бўлганда ҳосил бўлган иссиқлик бериш қобилияти деб аталади. Қаттиқ ва суюқ ёқилғининг иссиқлик бериш қобилияти кКал /кг га (кЖ/кг)да. Газсимон ёқилғиники эса кКал/н м³. (кЖ/н м³) да ўлчанади. Ёқилғининг ёнишида иссиқликнинг бир қисми балласт намлигининг ва шунингдек, водороднинг ёнишидан ҳосил бўлган намнинг буғланишига сарфланади. Шу сабабли ёқилғининг юқори иссиқлик бериш қобилияти - ажратиладиган иссиқликнинг тўла миқдори ва намнинг буғланиш учун сарфланган иссиқликни ҳисобга оладиган паст иссиқлик бериш қобилияти – деган тушунчалар мавжуддир. Техникадаги ҳамма ҳисоблашларда ёқилғининг паст иссиқлик бериш қобилияти дан фойдаланилади.
1 кг намнинг буғланишига ўртача 600 ккал га яқин иссиқлик сарфланади. Сув молекуласи ҳосил бўлганда водороднинг икки атоми кислороднинг атоми билан бирикади. Сувнинг молекуласи водороднинг молекуласидан тўққиз марта оғир. Демак, намнинг буғланишига сарфланадиган иссиқликни қуйидагича ҳисоблаш мумкин. Водородни ёнишидан ҳосил бўлган намнинг буғланишига 60094 ккал/кг =56400 кЖ/кг, балласт намининг буғланишига 600 W ккал/кг. Ҳаммаси 600(94+W) ккал/кг.
Қаттиқ ва суюқ ёқилғининг паст ва юқори иссиқлик бериш қобилияти қуйидаги нисбат бўйича ўзаро боғланган:


(4.1)

Шунингдек, 2Н+О=2H O

1 кг Водород (Н), кислород билан қўшилиб 9 кг сув ҳосил қилади. 1 кг юқори ёнувчи масса


(4.2)

1 кг сув буғланиши учун 0,24010⁴ кЖ энергия талаб этади.

Умумий иссиқлик миқдори
(4.3)


(4.4)

Д.И. Менделеевнинг эмперик формуласи билан ҳисоблаш мумкин.

(4.5)


(4.6)

Қаттиқ ёқилғининг иссиқлик бериш қобилияти тажриба йўли билан калорометрик бомбаларда (4.1-расм) аниқланиши мумкин.

4.1-расм. Қаттиқ ёқилғининг иссиқлик бериш қобилиятини аниқлайдиган калориметр: