Puterea calorică a diferitelor tipuri de combustibil: compararea combustibililor după putere calorică + tabel putere calorică

Când o anumită cantitate de combustibil este arsă, se eliberează o cantitate măsurabilă de căldură.Conform Sistemului Internațional de Unități, valoarea este exprimată în Jouli pe kg sau m³. Dar parametrii pot fi calculați și în kcal sau kW. Dacă valoarea este legată de o unitate de măsură a combustibilului, se numește specifică.

Ce afectează puterea calorică a diverșilor combustibili? Care este valoarea indicatorului pentru substanțele lichide, solide și gazoase? Răspunsurile la întrebările de mai sus sunt descrise în detaliu în articol. În plus, am pregătit un tabel care afișează căldura specifică de ardere a materialelor - aceste informații vor fi utile atunci când alegeți un tip de combustibil cu energie ridicată.

Informații generale despre puterea calorică

Eliberarea de energie în timpul arderii ar trebui să fie caracterizată de doi parametri: eficiență ridicată și absența producerii de substanțe nocive.

Combustibilul artificial se obține prin prelucrarea combustibilului natural - combustibil biologic. Indiferent de starea de agregare, substanțele din compoziția lor chimică au o parte inflamabilă și neinflamabilă. Primul este carbonul și hidrogenul. Al doilea este format din apă, săruri minerale, azot, oxigen și metale.

În funcție de starea lor de agregare, combustibilul este împărțit în lichid, solid și gaz. Fiecare grup se ramifică în continuare într-un subgrup natural și artificial (+)

Când 1 kg dintr-un astfel de „amestec” este ars, sunt eliberate cantități diferite de energie. Cât de mult din această energie va fi eliberată depinde de proporțiile acestor elemente - partea combustibilă, umiditatea, conținutul de cenușă și alte componente.

Căldura de ardere a combustibilului (HCT) este formată din două niveluri - cel mai înalt și cel mai scăzut. Primul indicator este obținut din cauza condensului apei; în al doilea, acest factor nu este luat în considerare.

Cel mai mic TCT este necesar pentru a calcula necesarul de combustibil și costul acestuia; cu ajutorul unor astfel de indicatori, se întocmesc bilanțele termice și se determină eficiența instalațiilor de ardere a combustibilului.

TST poate fi calculat analitic sau experimental. Dacă se cunoaște compoziția chimică a combustibilului, se aplică formula periodică. Tehnicile experimentale se bazează pe măsurarea efectivă a căldurii din arderea combustibilului.

În aceste cazuri, se folosește o bombă specială cu ardere - una calorimetrică, împreună cu un calorimetru și un termostat.

Caracteristicile calculelor sunt individuale pentru fiecare tip de combustibil. Exemplu: TCT la motoarele cu ardere internă se calculează din valoarea cea mai mică, deoarece lichidul nu se condensează în cilindri.

TST este instalat folosind un calorimetru cu bombă. Oxigenul comprimat este saturat cu vapori de apă. Un eșantion de combustibil este plasat într-un astfel de mediu și se determină rezultatele.

Fiecare tip de substanță are propriul TST datorită caracteristicilor compoziției sale chimice. Valorile variază semnificativ, intervalul de fluctuații este de 1.000-10.000 kCal/kg.

La compararea diferitelor tipuri de materiale, se folosește conceptul de combustibil de referință; acesta se caracterizează printr-un TCT mai scăzut de 29 MJ/kg.

Puterea calorică a materialelor solide

Această categorie include lemnul, turba, cocs, șisturile bituminoase, brichetele și combustibilul pulverizat. Componenta principală a combustibilului solid este carbonul.

Caracteristicile diferitelor tipuri de lemn

Eficiența maximă din utilizarea lemnului de foc este atinsă cu condiția să fie îndeplinite două condiții - lemn uscat și un proces de ardere lent.

Bucățile de lemn sunt tăiate sau tăiate în bucăți de până la 25-30 cm lungime, astfel încât lemnul de foc să poată fi încărcat convenabil în focar

Ideal pentru incalzire soba pe lemne sunt considerate barele de stejar, mesteacan, frasin. Păducelul și alunul se caracterizează prin indicatori buni. Dar coniferele au o putere calorică scăzută, dar o viteză mare de ardere.

Cum ard diferite roci:

1. Fag, mesteacăn, frasin, alun greu de topit, dar sunt capabile să ardă umede datorită conținutului scăzut de umiditate.
2. Arin cu aspen nu forma funingine și „știi cum” să o scoți din coș.
3. mesteacăn necesită o cantitate suficientă de aer în focar, altfel va fuma și va depune rășină pe pereții țevii.
4. Pin conține mai multă rășină decât molidul, așa că scânteie și arde mai fierbinte.
5. Par și măr Se desparte mai usor decat altele si arde bine.
6. Cedru se transformă treptat în cărbune mocnit.
7. Cireș și ulm fumează, iar plataniul este greu de despicat.
8. Tei cu plop arde repede.

Indicatorii TST ai diferitelor rase depind puternic de densitatea unor rase specifice. 1 metru cub de lemn de foc echivalează cu aproximativ 200 litri de combustibil lichid și 200 m³ gaz natural. Lemnul și lemnul de foc se încadrează în categoria de eficiență energetică scăzută.

Efectul vârstei asupra proprietăților cărbunelui

Cărbunele este un material natural de origine vegetală. Este extras din roci sedimentare. Acest combustibil conține carbon și alte elemente chimice.

Pe lângă tip, căldura de ardere a cărbunelui este influențată și de vârsta materialului. Maroul aparține categoriei tinere, urmat de piatră, iar antracitul este considerat cel mai vechi.

Conținutul de umiditate este determinat și de vârsta combustibilului: cu cât cărbunele este mai tânăr, cu atât este mai mare conținutul de umiditate. Ceea ce afectează și proprietățile acestui tip de combustibil

Procesul de ardere a cărbunelui este însoțit de eliberarea de substanțe care poluează mediul, iar grătarele cazanului sunt acoperite cu zgură. Un alt factor nefavorabil pentru atmosferă este prezența sulfului în combustibil. Acest element, la contactul cu aerul, se transformă în acid sulfuric.

Producătorii reușesc să reducă cât mai mult conținutul de sulf din cărbune. Ca rezultat, TST diferă chiar și în cadrul aceleiași specii. Geografia producției influențează și performanța. Nu numai cărbunele pur, ci și zgura brichetă poate fi folosită drept combustibil solid.

Cea mai mare capacitate de combustibil se observă la cărbunele cocsificabil. Piatra, cărbunele, cărbunele brun și antracitul au, de asemenea, caracteristici bune.

Caracteristicile peleților și brichetelor

Acest combustibil solid este produs industrial din diverse deșeuri de lemn și plante.

Așchii mărunțiți, scoarță, carton, paie sunt uscate și utilizate echipament special se transformă în granule. Pentru ca masa să dobândească un anumit grad de vâscozitate, i se adaugă un polimer, lignină.

Peleții au un cost acceptabil, care este influențat de cererea mare și de caracteristicile procesului de fabricație. Acest material poate fi utilizat numai în cazane proiectate pentru acest tip de combustibil.

Brichetele diferă doar prin formă; ele pot fi încărcate în cuptoare și cazane. Ambele tipuri de combustibil sunt împărțite în tipuri bazate pe materii prime: cherestea rotundă, turbă, floarea soarelui, paie.

U peleti si brichete există avantaje semnificative față de alte tipuri de combustibil:

• compatibilitate totală cu mediul;
• posibilitatea de depozitare în aproape orice condiții;
• rezistență la stres mecanic și ciuperci;
• ardere uniformă și lungă;
• dimensiunea optimă a granulelor pentru încărcare într-un dispozitiv de încălzire.

Combustibilul ecologic este o alternativă bună la sursele tradiționale de căldură, care nu sunt regenerabile și au un efect negativ asupra mediului. Dar peleții și brichetele se caracterizează printr-un pericol crescut de incendiu, care trebuie luat în considerare atunci când se organizează o locație de depozitare.

Dacă doriți, puteți aranja singur producția de brichete de combustibil; pentru mai multe detalii, consultați Acest articol.

Parametrii substanțelor lichide

Materialele lichide, precum cele solide, sunt descompuse în următoarele componente: carbon, hidrogen, sulf, oxigen, azot. Procentul este exprimat în greutate.

Balastul organic intern al combustibilului este format din oxigen și azot; aceste componente nu ard și sunt incluse în compoziție în mod condiționat. Balastul extern este format din umiditate și cenușă.

Benzina are o căldură specifică de ardere ridicată. În funcție de marcă, este de 43-44 MJ.

Indicatori similari ai căldurii specifice de ardere sunt determinați pentru kerosenul de aviație - 42,9 MJ. Motorina se incadreaza si in categoria liderilor ca putere calorica - 43,4-43,6 MJ.

Deoarece benzina are mai mult TCT decât motorina, ar trebui să aibă un consum și o eficiență mai mare. Dar motorina este cu 30-40% mai economică decât benzina

Combustibilul lichid pentru rachete și etilenglicolul se caracterizează prin valori TCT relativ scăzute. Alcoolul și acetona au căldura specifică minimă de ardere. Performanța lor este semnificativ mai mică decât cea a combustibilului tradițional pentru motor.

Proprietățile combustibililor gazoși

Combustibilul gazos constă din monoxid de carbon, hidrogen, metan, etan, propan, butan, etilenă, benzen, hidrogen sulfurat și alte componente. Aceste cifre sunt exprimate ca procent în volum.

Hidrogenul are cea mai mare căldură de ardere.Când este ars, un kilogram de substanță eliberează 119,83 MJ de căldură. Dar are un grad mai mare de explozibilitate

Gazul natural are și putere calorică ridicată.

Sunt egale cu 41-49 MJ pe kg. Dar, de exemplu, metanul pur are o putere calorică mai mare - 50 MJ pe kg.

Tabel comparativ al indicatorilor

Tabelul prezintă valorile căldurii specifice masei de ardere a combustibililor lichizi, solizi și gazoși.

Tabelul arată că hidrogenul are cei mai mari indicatori TST dintre toate substanțele, nu doar cele gazoase. Aparține combustibililor cu energie ridicată.

Produsul arderii hidrogenului este apa obișnuită. Procesul nu emite zgură de cuptor, cenușă, dioxid de carbon și dioxid de carbon, ceea ce face din substanță un combustibil prietenos cu mediul. Dar este exploziv și are o densitate scăzută, așa că acest combustibil este greu de lichefiat și transportat.

Concluzii și video util pe această temă

Despre puterea calorică a diferitelor tipuri de lemn. Comparația indicatorilor pe m³ si kg.

TCT este cea mai importantă caracteristică termică și operațională a unui combustibil. Acest indicator este utilizat în diferite domenii ale activității umane: motoare termice, centrale electrice, industrie, încălzire și gătit.

Valorile calorifice ajută la compararea diferitelor tipuri de combustibil în funcție de gradul de energie eliberat, la calcularea masei necesare de combustibil și la economisirea costurilor.

Aveți ceva de adăugat sau aveți întrebări despre puterea calorică a diferitelor tipuri de combustibil? Puteți lăsa comentarii la publicație și puteți participa la discuții - formularul de contact este în blocul de jos.