Soojustehnika instituut Praktiline töö aines KÜTUSED JA PÕLEMISTEOORIA Töö nr. 9 TAHKEKÜTUSE JA VEDELKÜTUSE KÜTTEVÄÄRTUSE MÄÄRAMINE Üliõpilased: Matrikli nr.-d: Rühm: MASB-41 Õppejõud: Heli Lootus Töö tehtud: Esitatud: Arvestatud: Skeem Töö eesmärk: Määrata kütuse kütteväärtus kalorimeetrilises pommis ning tutvuda ülemise ja alumise kütteväärtuse arvutamise metoodikaga. Tööks vajalikud vahendid: 1)kalorimeeter B-O8MA 2)analüütilised kaalud 3)press kütuse brikettimiseks 4)hapnikuballoon Katseseadme skeem ja tööpõhimõtte kirjeldus: Tahke ja vedelkütuse kütteväärtus määratakse laboratoorselt kalorimeetris. Meetod põhineb teatud kütuse hulga põletamisel ümbritsevast keskkonnast soojuslikult isoleeritud
Koostas:Kadi Vildersen TUUMAPOMM Mis on tuumapomm? o Aatompomm o Suure plahvatusjõuga lõhkekeha. o Lõhkekeha,kus energia vabaneb raskete aatomituumade lõhustumisel. o Tuumapommi plahvatusel vabaneb palju energiat. o Tuumapommis paikneb lõhustuv aine kahes osas. o Pommis toimub kontrollimatu ahelreaktsioon. ülesehitus o Tuumapommi käivitamiseks on vajalik kriitilise massi olemasolu, vastasel korral lendab enamus lõhustumisel tekkinud neutroneid ainest minema. o Kütusena kasutatakse plutoonium-239. o Tuumakütus tuleb pommi plahvatamiseks viia üle ahelreaktsiooni tekitamiseks vajaliku kriitilise massi. o Ahelreaksiooni käivitamiseks kasutatakse implosiooni(sissepoole suunatud tugevat plahvatust). o
poolkera kujulist 235U või 239Pu tükki ,mille mass on kriitilisest massist väiksem.Lõhkelaengute plahvatamisel peavad poolekrad kokku puutuma ja nende summaarne mass ületama kriitilse massi mille tulemusel algab ahelreaktsioon mille käigus vabaneb tohutu energiahulk.vesiku pommKergete tuumade sünteesil vabaneval energial põhinev pomm.Kergete tuumade sünteesiks vajalik temperatuur saavutatakse vesinikupommis selle sisse paigutatud aatomipommi plahvatuse tulemusel.Seega on vesiniku pommis ühendatud aatomipommi energia ja kergete tuumade sünteesil vabanev energia.kriitiline massLõhustuva aine väikseima mass,mille korral on võimalik ahelreaktsioon.radioaktiivse aine aktiivsus näitab,kui suur on ajaühikus lagunenud tuumade arv.Tähisa.Ühik Bq(bekrell)Aktiivse süsiniku meetodPärast organism surma väljub objekt süsiniku ringest ja 146c kogus hakkab vähenema.Kui määrata surnud objekti aktiivsus,saab arvutada objekti vanuse.
MM asuvad per. Süsteemis paremal ülaval diagonaali, A-rühmas. MM omadused pertabelis tugevnevad alt üles ja perioodis vasakult paremale, aktiivsem MM on Fluor. Gaasilised MM- vesinik, hapnik, lämmastik, fluor, kloor. Vedel MM- broom. Tahke MM- boor, süsinik, fosfor, seleen, tellur, astaal. Vesiniku omadused- värvuseta, lõhnata, soojust, elektrit ei juhi, plahvatus ohtlik, läige puudub, kõige kergem gaas; kasutus-kütus, vesinik pommis, suurtes masinate vesinikjahutus, osoonikihi mõõtmise tehnikas, raketitehnikas, metallide tootmine, orgaaniliste ainete tootmine, saamine tööstuses-2H2O=2H2+O2, laboris-metalli ja lahjendatud happe vahelises reaktsioonil, 2HCl+Zn=ZnCl+H2, Väärisgaasid asuvad per.tabelis VIII A-rühmas. Halogeenid asuvad VII A-rühmas, Väärisgaaside leidumine- looduses üksikaatomitena õhus, He ka maagaasis, tõhtedes, Rn tekib maakoores
Termotuumareaksioon - kus kergemate aatomituumade tuumaühinemise tulemusel kõrge temperatuuri ja rõhu juures tekivad raskemad aatomid Kriitiline mass on vähim tuumkütuse kogus, milles tuumalõhustumine saab toimuda iseseisva ahelreaktsioonina. Tuumapommi tööpõhimõte: Uraan surutakse kokku, tekib kriitiline mass, vabanevad neutronid ning toimub plahvatus. Tuumapommi plahvatama panemiseks kutsutakse esile U-235 ahelreaktsioon, seega peab pommis sisalduva "tuumalõhkeaine" mass olema suurem kriitilisest massist Ahelreaktsioon vältimiseks soovimatul hetkel peab transportimise ajal olema "tuumalõhkeaine" mass kriitilisest väiksem ning muutuma kriitilisest massist suuremaks plahvatuse hetkel. Tuumareaktori tööpõhimõte: Tuleb vähendada neutronite kasutut neeldumist põhimassis selleks kasutatakse aeglustajat. Niiviisi jääb rohkem neutroneid ahelreaksiooni tarvis, mida juhitakse neelajaga. Reaksiooni
neutroniteks. 7 Tumareaktor ja tuumaenergeetika Tuumareaktor Tuumareaktor ehk aatomi reaktor on seade, milles leiab pidevalt mikrokoopilises , tehnilises mastaabis aset tuumaraktsioon.Seadeldist, milles toimub juhitav lõhustumisreaktsioon, nimetatakse tuumareaktoriks. Reakoris töötavad uraani nimetataksegi reaktoriuraaniks. Pommis kasutatavat uraani aga nimetatakse pommiuraaniks. Selleks, et ahelreaktsioon pommis käivituks, peab pommiuraani rikastusaste olema üle 90%. Tuumareaktsioonide juhtimiseks reaktoris on neutroneid tugevasti neelavast materjalist juhtvardad, mida siis vastavalt ahelreaktsiooni aeglustumisele või intensiivistumisele reaktori tööpiirkonnast, aktiivtsoonist, välja tõstetakse või uueasti sisse lastakse. Reaktori käivitamiseks tõstetakse vardad osaliselt välja.
Selline reaktor peaks suutma ülal hoida kolm Pärnu suurust linna. Samas võib see ka ohtlikuks osuttada, sest siis saab põhimõteliselt minna, kuhu tahes ja reaktori tööle panna. Nii saab segamatult teha kurje plaane. Tuumafüüska mängib tähtsat rolli sõjatehnikas. Teise maailmasõja ajal oli näha aatompommi võimsust, mille ameeriklased leiutasid. Arvesse võtta tänapäeva tehnika arengut on tuumapommi võimsus suurenenud. Töö põhimõte on sama, mis tuumareaktorites kui pommis kasutatakse uraani või plutooniumi. On ka olemas vesinikpomm, mis on hävitusjõult tugevam, kui võtta üks tonn vesinikku või tonn uraani. Külma sõja ajal oli oht, et võib alata kolmas maailmasõda, mida oleks ilmselt kutsutud tuumasõja nime all. Kuna sel ajal oli võidu relvastumine ning nii USA kui Venemaa omas üle 2000 tuumalõhkepea. Ilma et tuumarelv on heaks põhjuseks, tungida teistesse riikidesse. Iraani
- kontsentraat ehk tehnoloogiline põlevkivi, K - energeetiline põlevkivi, P. 3. Kvaliteeditunnused: 3.1 Alumine kütteväärtus Q i r Kvaliteeditunnus, mida iseloomustab soojusenergia absoluutväärtus (J), mis vabaneb üldniiskust sisaldava põlevkivi ühe massiühiku (kg) täielikul põlemisel jääval mahul hapnikuliias. Otseselt seda ei mõõdeta, vaid arvutatakse kahe mõõdetava suuruse: kuiva põlevkivi kütteväärtuse kalorimeetrilises pommis (Q b d ) ja põlevkivi üldniiskuse (W t r ) kaudu. Väljendatakse megadzhaulides kilogrammi kohta (MJ/kg) ühe sajandiku täpsusega või kilokalorite kilogrammi kohta (kcal/kg). 3.2 Kütteväärtus pommis Q b d Kvaliteeditunnus, mida iseloomustab soojusenergia absoluutväärtus (J), mis on mõõdetud kuiva põlevkivi ühe massiühiku (kg) täielikul põlemisel kalorimeetrilises pommis, jääval mahul hapnikuliias, standardtingimustes laboratooriumis vastava metoodika alusel. 3
elektriliinides ja plahvatuse mõju liigub kaugele. Kahju tekitab ka indutseeritud voolutugevuse hääbumine, sest sellega kaasneb samuti suur magnetvoo muutus ja induktsioonvool. Tundlikemad on elektromagnetilise pommi suhtes pooljuhtseadmed, mis töötavad milli- ja mikroamprilistel voolutugevustel (selliste seadmete hävitamiseks piisab ka töötava mikrolaineahju ukse avamisest). Mootorid ja trafod on palju töökindlamad, kuna neis on voolutugevus ka tavaliselt suur. Elektromagnetilises pommis kasutatakse ülijuhtidest tehtud pooli, milles tekitatakse lühiajaliselt voolutugevus umbes 106 A (välgus on tavaliselt voolutugevus 20 kA). Nii suurel voolutugevusel hävivad ka juhtmed pommis endas. Teiseks võimaluseks elektromagnetilise pommi efekti saamiseks on aatompommi lõhkamine kõrgel atmosfääris. Plahvatusel tekkinud gammakiirgus ioniseerib atmosfääris hapniku ja lämmastiku aatomeid, millest vabanenud elektronid tekitavad vastasmõjus Maa
reaktsioon oleks kontrolli all ehk neutronite paljunemistegur on 1 (k=1). Varraste abil hoitakse ära k tõusmist suuremaks kui 1, sest sellega kaasneks kontrollimatu ahelreaktsioon. Tuumaprotsesside käigus vabaneva energiaga kütetakse vett mis käivitab elektrigeneraatori. · Tuumapommi ehitus Tuumapommis on radioaktiivne aine jaotatud mitmeks osaks, tavaliselt kaheks. Nende osade mass on alla kriitilise massi (kui nende mass ületaks kriitilist massi, toimuks plahvatus). Pommis tekitatakse olukord, (nt läbi muu aine lõhkemise) kus kõik radioaktiivne aine osad surutakse kokku ning siis ületab see kriitilise massi ja tekib tuumade lõhustumine ahelreaktsioonina. Selle käigus vabanev suur energia hulk põhjustab tugeva plahvatuse. · Seoseenergia ja eriseoseenergia. Massidefekt Seoseenergia on energia, mida on vaja tuuma lõhustamiseks üksikuteks nukleonideks ehk prootoniteks ja neutroniteks. Eriseoseenergia on seoseenergia ühe nukleoni kohta,
3. Religion-usk, usund, religioon 4. Failure- ebaõnnestumine, luhtumine, äpardus 5. Inability-võimetus, suutmatus 6. Variety- mitmekesisus, mitmekesine valik 7. Advance- edasi viima, arendama, edutama 8. Advertisement- teadaanne, kuulutus, reklaam 9. Crapshoot- 10. Bias- kallakus, vildakus, viltusus, kalduvus Lk 32 1. Influence- mõju, mõjujõud 2. Lens- lääts, prilliklaas, silmalääts, luup 3. Disort- 4. Refer- tagasi viima, omistama, juhatama, esitama 5. Screwed- vints, pommis 6. Dealership- müügitehingute firma, tehingud 7. Purchase- ost, ostmine, omandama, soetama, ostetud kaup 8. Avoid- vältima, ära hoidma, hoiduma 9. Discourse- jutustus, lühiuurimus, suhtlus, mõtteavaldus 10. Decadent- dekadent, dekadentlik 11. Pile- hunnik, virn, kuhi, riit Lk 33 1. Tapped- raputama 2. Inquirie- uurima, teateid koguma, pärima 3. Banner- lipp, võitluslipp, plakat 4. Redecorate- 5. Identify-samastama, identifitseerima 6. Acorns- tammetõru 7
Kütuse lendosised ja koks. · Tahkekütuse kuumutamisel toimub nn kütuse termiline lagunemine , mille tulemusena eralduvad gaasilised produktid kütuse lendosised. Lendosade hulk sõltub suuresti kütuse vanusest, vähenedes selle suurenemisega. Seega on suure lendosade sisaldusega puit, turvas aga ka eesti põlevkivi. Lendosade eraldumisel järelejäänud tahke mass on koks, mis koosneb põhiliselt süsinikust. 7. Kütuse kütteväärtus. Kütteväärtus kalorimeetrilises pommis. Ülemine- ja alumine kütteväärtus. Söe ja õli ekvivalendid. · Kütuse kütteväärtus on soojushulk, mis eraldub 1kg tahke- ja vedelkütuse normaal kuupmeetri gaaskütuse täielikul põlemisel. Kütteväärtuse laboratoorsel määramisel mõõdetakse soojushulk, mis vabaneb kütuse põletamisel pommkalorimeetris. Kui põlemisel tekkiv veeaur kondenseerub ja vabastab ka kondenseerumissoojuse, siis eralduv soojushulk on ülemine kütteväärtus
Olen üht last 1,5 tundi keelitanud, kuni ta soostus joonistama ja kirjutama. Rääkida ei suutnudki," tõdeb Tallinna perekeskuse lastepsühholoog Anni Vaher pressikonverentsil, kus Riigi Infosüsteemide Arenduskeskus tutvustas kampaaniat, millega õhutatakse vanemaid laste veebitegemistel silma peal hoidma. Lisaks kõmu tekitanud "hispaanlanna" juhtumile, kus teismelise kaunitarina esinenud mees poistelt alastipilte ja -videoid välja pommis ning väidetavalt ühe nooruki enesetapuni viis, hüppas mõni päev tagasi Lasnamäe tornmajast surnuks koolitüdruk. Tragöödia ajend peitus tema ema sõnul internetis. Vaher siiski ei usu, et teismeliste enesetapu põhjusi tuleks üksnes internetist otsida. Pigem võib internetiterror osutuda n-ö päriseluski suhteprobleemide käes siplevale noorele viimaseks piisaks karikasse. Netikiusu ohvritega on Vaheril palju tegelda tulnud. Eriti julmad on tüdrukud
soojusjuhtivust mõjutavatest teguritest ja soojusläbikandest. väiksem põlemisproduktides oleva veeauru kondenseerumissoojuse võrra. Praktikas leiab kasutust 18. Soojusvahetid. Soojusvahetiks nim. seadet, mis on peamiselt alumine kütteväärtus.Tahke ja vedelkütuse ehitatud soojuse ülekandmiseks ühelt keskkonnalt või kehalt kütteväärtuse määramine toimub kalorimeetrilises pommis. Nt. teisele. Seal toimuvad protsessid: aurustumine, keemine, kütteväärtuse kohta: puit-12,5MJ/kg; pruunsüsi—24-27MJ/kg; kondenseerumine, veeldumine, tahkumine, paljud Naftamasuut—38-39MJ/kg. kombineetitud protsessid. Nendes pr. võib osaleda kaks või Kütuse lendosa ja koks. Tahkekütuste kuumutamisel kütuse enamat keha. Need on soojuskandjad, mis annavad soojust ära orgaaniline osa laguneb, mille tulemusena erald gaasil
Need on soojuskandjad, mis joon1--2 kujutab auru isoentroopilist paisumist vedelkütuse kütteväärtuse määramine toimub annavad soojust ära ja võtavad seda vastu. soojusjõumasinas algrõhult p1 kuni kondensaatori kalorimeetrilises pommis. Nt. kütteväärtuse kohta: puit- Soojuskandjad võivad olla vedelad, gaasilised kui ka rõhuni p2. 2--3 auru täielikku isobaar-isotermilist 12,5MJ/kg; pruunsüsi--24-27MJ/kg; Naftama-suut-- tahked. Nt: Veeaur, vesi, suitsugaasid, orgaanilised kondenseerumist kondensaatoris
Kütuse kütteväärtus. See on soojushulk, mis eraldub 1kg tahke- ja vedel või 1 normaalkuupmeetri gaaskütuse täielikul põlemisel. Vahet tehakse ülemise ja alumise kütteväärtuse vahel. Alumine kütteväärtus on ülemisest kütteväärtusest väiksem põlemispro-duktides oleva veeauru kondenseerumissoojuse võrra. Praktikas leiab kasutust peamiselt alumine kütteväärtus. Tahke ja vedelkütuse kütteväärtuse määramine toimub kalorimeetrilises pommis. Nt. kütteväärtuse kohta: puit-12,5MJ/kg; pruunsüsi—24-27MJ/kg; Naftama-suut—38-39MJ/kg. Qat=Qüt-2500(9Ht/100+Wt//100)=Qüt- 25(9Ht+Wt). Kütuse põlemiseks vajalik õhuhulk. Põlemiseks teoreetiliselt vajalikuks õhukoguseks nimetatakse õhukogust, mis on minimaalselt vajalik 1kg tahke- ja vedel või 1m3gaaskütuse täielikuks põlemiseks vastavalt keemiliste reaktsioonide stöhhiomeetrilistele vahekordadele. Lo- teoreetiline õhu hulk [kg/kg], suures plaanis
· soojusproduktsiooniks; Organismi puhkeasendis domineerib soojusproduktsioon. Põhiainevahetuse määramise tingimused: · Lamav asend; · viimasest söögikorrast möödas 12....14 tundi; · hommik; · komfortne temperatuur; · emotsionaalsest pingest vaba seisund. 5.2 Kalorimeetria Grammkalor on soojushulk, mis kulub 1g vee soojendamiseks 15°C 16°C - ni. kJ - kilodzaul, kCal - kilokalor Uuritava aine energiasisaldust saab mõõta kalorimeetrilises pommis. Kaloriekvivalent e soojusväärtus energiaekvivalent on energia, mis vabaneb toitainete oksüdatsioonil 1liitri hapniku kasutamisel. Hingamiskoefitsient (HK) arvutatakse moodustunud CO2 ja kasutatud O2 suhte alusel. HK oleneb sellest, missugused toitained oksüdeeruvad: Süsivesikutel on HK=1, sest C6H12O6 + 6O2 ? 6CO2 + 6H2O, kuna 6/6=1. Rasvadel HJ=0,7 ja valkudel HK=0,85. 6. Peatükk. TOITUMISE TEOORIAID Toit peab rahuldama nii organismi energia, kui toitainetevajaduse.
saadavat energiat kasutada rahuotstarbeliselt. Kuigi termotuumareaktsioone pole suudetud kasutada n-ö rahuotstarbeliselt, siis termotuumarelv on olemas juba 1950-ndate algusest. Termotuumarelva ehk vesinikupommi sütikuks on aatomipomm, mis loob vajaliku temperatuuri, et saaks toimuda vesiniku tuumade süntees. 18. vesinikupomm, Vesinikupomm Tuumade lõhustumisel rajaneva pommi võimsust ei saa eriti suurendada, sest raske ja ka ohtlik on hoida pommis tuumamaterjali, mille üldkogus ületab kriitilise. Ka pommi lõhkejõud on väike, sest enne ahelreaktsiooni lõppemist paiskub selles olev tuumaaines laiali. Esimestel pommidel kulus plahvatuseks ainult alla kahe protsendi võimalikust koguenergiast. Seetõttu hakati kohe pärast esimeste taoliste lõhkekehade valmistamist konstrueerima tuumapomme, mis töötaksid kergete tuumade ühinemisel ja mis võimaldaksid plahvatusel vabanevat energiat oluliselt suurendada
..60 170...390 Antratsiit 2...9 380...400 Põlevkivi 80...90 250 Kütuse kütteväärtus Kütuse kütteväärtus on soojushulk, mis eraldub 1 kg tahke- ja vedelkütuse või normaalkuupmeetri gaaskütuse täielikul põlemisel. Kütteväärtuse laboratoorsel määramisel mõõdetakse soojushulk, mis vabaneb kütuse põletamisel kalorimeetrilises pommis. Tahke- ja vedelkütuste kütteväärtus määratakse vastavalt standarditele ISO 1928, GOST 147-95, ASTM D 4868. Kui põlemisel tekkiv veeaur kondenseerub ja vabastab ka kondenseerumissoojuse, siis eralduv soojushulk on ülemine kütteväärtus Qü MJ/kg. Kui aga põlemisel tekkiv veeaur ei kondenseeru, siis eralduv soojushulk on väiksem ja seda nimetatakse alumiseks kütteväärtuseks Qa: Qa Q ü GH2O r ,
War = (m1 m2)/m1·100, kus War on niiskusesisaldus tarbimiskütuses, st märjas kütuses (%), m1 on tarbimiskütuse proovi mass (g), m2 on kuivatatud kütuseproovi mass (g). Kütuse niiskusesisalduse määramine on oluline protseduur kütuse vastuvõtul katlamajja, eriti kui kütuse kogus määratakse kaalumise teel. 2.2.1 Kütteväärtus Kütteväärtuseks nimetatakse kütuse massiühiku põlemisel vabanevat soojushulka ja tema määramine toimub nn ,,kalorimeetrilises pommis". Kalorimeetrilises pommis määratud kütte- väärtuse kaudu arvutatakse kütuse ülemine ehk bruto ja alumine ehk neto kütteväärtus (vastavalt Qgr ja Qnet). Ülemine kütteväärtuse arvutamisel eeldatakse, et nii kütuse niiskusest kui vesiniku 1 seotud süsinikuks loetakse seda süsinikku, mis jääb järele pärast lendaine (süsivesinike) eraldamist 16(113)
annaabi.ee 
