ГОСТ 33106—2014
Массовая доля общей влаги биотоплива (W,r) составляла 40,0 %; массовая доля аналитической влаги
(IVй)— 3,0 %. Высшую теплоту сгорания сухой пробы при постоянном объеме (на сухое состояние) рассчитывают
следующим образом:
_ а
100
Qs v = 19721
------------
= 20330 Дж/r или 20,33 МДж/кг.
100-3.0
В пересчете на исходное биотопливо (на рабочее состояние) высшая теплота сгорания при постоянном объ
еме составляет
Cfs V =20330 (1-0.01 40,0)= 12198 Дж-Yили 12,20 МДж/кг.
Е.2 Расчет высшей теплоты сгорания при постоянном давлении
Если биотопливо сжигают в атмосфере кислорода при постоянном давлении, а не при постоянном объеме,
как в калориметрической бомбе, объем газовой фазы изменяется. Водород биотоплива, реагируя с газообразным
кислородом, образует жидкую воду, что приводит к уменьшению объема системы. Углерод биотоплива реагирует с
газообразным кислородом, образуя равный объем газообразного диоксида углерода, и. следовательно, изменения
объема системы не происходит. За счет кислорода и азота биотоплива происходит увеличение объема
газообраз ной фазы. Изменение объема газовой фазы Ллд (моль/г пробы), происходящее при сгорании
биотоплива, можно
рассчитать по формуле
Дл
в
0.5Н fО,N
Z016 1 31999 + 28.013J
где Н, О и N — массовые доли (%) общего водорода, кислорода и азота в биотопливе соответственно, рассчитан ные
на то состояние биотоплива, для которого проводят пересчет высшей теплоты сгорания при
постоянном объеме на высшую теплоту сгорания при постоянном давлении.
Разницу между высшей теплотой сгорания при постоянном объеме и при постоянном давлении можно оце
нить работой (энергией), которую производит среда для сохранения постоянства давления. Для того, чтобы опре
делить эту работу, значение Ллд следует умножить на RT. заменяя изменение объема (моль.’г пробы) на
изменение энергии (Дж/r пробы). Здесь R — универсальная газовая постоянная, равная работе расширения 1
моля газа с со хранением постоянного давления при нагревании на 1 К (R = 8,315 Дж/моль К): Г — стандартная
температура при определении теплоты сгорания углей, равная 298,15 К или 25 *С.
Соотношение между значениями высшей теплоты сгорания при постоянном давлении и при постоянном
объеме для сухого состояния топлива выражается уравнением:
Q£p=Q?v + [6.15 -Hd - 0.8 •(Od + Nd)J,
где Hd. О ^ и ^ - с м . 12.2.
Минеральное вещество топлива не дает вклада в Н. О и N. Тем не менее, подстановка в формулу Hd. Odи Nd
приводит к незначительной погрешности. Коэффициент при N*1равен 0,9, но может быть взят таким же. как и для
кислорода, т. к. этот член выражения, как таковой, является малой величиной.
Е.З Расчет низшей теплоты сгорания
Е.3.1 Низшая теплота сгорания при постоянном объеме
Теплота испарения воды при постоянном объеме и температуре 25 "С составляет 41.53 кДж/моль. Это соот
ветствует значению 206,0 Дж/г пробы в расчете на 1% водорода в пробе топлива или 23,05 Дж/r пробы в расчете
на 1 % воды в пробе топлива.
Низшую теплоту сгорания сухой пробы топлива при постоянном объеме Qfv получают расчетным путем из
соответствующей высшей теплоты сгорания, например:
= Q*. V+ 206.0•Hd,
где Hd— массовая доля водорода сухого топлива. % (см. 12.2).
Низшую теплоту сгорания рабочего топлива с массовой долей общей влаги Vfx при постоянном объеме рас
считывают по формуле
Qf.v = (Qs.v 206.0 •Hd)■(1 - 0,01 tV,r) - 23.05
•W,r
E.3.2 Низшая теплота сгорания при постоянном давлении
Теплота испарения воды при постоянном давлении и температуре 25 *С составляет 44.01 кДж/моль. Это со
ответствует значению 218,3 Дж/r пробы в расчете на 1 % водорода в пробе топлива или 24.43 Дж/r пробы в расчете на
1% воды в пробе топлива.
35