Când o anumită cantitate de combustibil este arsă, o cantitate măsurabilă de căldură este eliberată. Conform Sistemului Internațional de Unități, valoarea este exprimată în jouli pe kilogram sau m 3. Dar parametrii pot fi calculați în kcal sau kW. Dacă valoarea este legată de unitatea de combustibil, se numește specifică.
Ce afectează puterea calorică a diferiților combustibili? Care este valoarea indicatorului pentru substanțele lichide, solide și gazoase? Răspunsurile la aceste întrebări sunt descrise în detaliu în articol. În plus, am pregătit un tabel care arată căldura specifică de ardere a materialelor - aceste informații vor fi utile atunci când alegeți un tip de combustibil cu energie ridicată.
Informații generale despre valoarea de încălzire
Eliberarea de energie în timpul arderii trebuie să fie caracterizată prin doi parametri: eficiență ridicată și lipsa producției de substanțe nocive.
Combustibilul artificial se obține din prelucrarea biocombustibililor naturali. 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, metale.
Conform stării de agregare, combustibilul este împărțit în lichid, solid și gaz. Fiecare grup este împărțit în continuare în subgrup natural și artificial (+)
Când se arde 1 kg dintr-un astfel de „amestec”, se eliberează o cantitate diferită de energie. Cât din această energie este eliberată depinde de proporțiile acestor elemente - partea inflamabilă, umiditatea, cenușa și alte componente.
Căldura din combustia de combustibil (TST) este formată din două niveluri - mai mare și mai mic. Primul indicator se obține datorită condensării apei, iar în al doilea acest factor nu este luat în considerare.
Este necesar cel mai mic TST pentru a calcula necesitatea combustibilului și prețul acestuia, cu ajutorul acestor indicatori sunt compilate bilanțuri de căldură și se determină eficiența centralelor de combustibil.
Calculați TST poate fi analitic sau experimental. Dacă se cunoaște compoziția chimică a combustibilului, se utilizează formula periodică. Tehnicile experimentale se bazează pe măsurarea efectivă a căldurii în timpul arderii combustibilului.
În aceste cazuri, se folosește o bombă specială pentru combustibil - calorimetrică, împreună cu un calorimetru și un termostat.
Caracteristicile calculelor sunt individuale pentru fiecare tip de combustibil. Exemplu: TST la motoarele cu ardere internă se calculează de la cea mai mică valoare deoarece lichidul din cilindri nu se condensează.
TST se determină folosind o bombă calorimetrică. Oxigenul comprimat este saturat cu vapori de apă. O probă de combustibil este plasată într-un astfel de mediu și rezultatele sunt determinate
Fiecare tip de substanță are propriul TST datorită compoziției sale chimice. Valorile diferă semnificativ, intervalul de fluctuații este de 1000-10 000 kcal/kg.
Comparând diferite tipuri de materiale, se utilizează conceptul de combustibil condiționat, caracterizat printr-un TST mai mic de 29 MJ/kg.
Conținutul caloric al materialelor solide
Această categorie include lemnul, turbă, cocs, șisturi, brichete și combustibil pulverizat. Componenta principală a combustibililor solizi este carbonul.
Caracteristicile diferitelor specii de arbori
Eficiența maximă a utilizării lemnului de foc este atinsă în două condiții - lemn uscat și proces de ardere lentă.
Bucățile de lemn sunt tăiate sau tăiate la lungimi de până la 25-30 cm, astfel încât lemnul să fie încărcat convenabil în camera de ardere
Barele de stejar, mesteacăn și frasin sunt considerate ideale pentru încălzirea cu o sobă cu lemne. Performanța bună se caracterizează prin păducel, alun. Dar la copaci de conifere puterea calorică este mică, dar rata de ardere este mare.
Cât de diferite rase arde:
- Fag, mesteacăn, frasin, alun greu de topit, dar pot arde crude datorită conținutului scăzut de umiditate.
- Arin cu aspen nu formează funingine și îl „poate” scoate din coș.
- mesteacăn necesită o cantitate suficientă de aer în cuptor, altfel va fuma și gudra pe pereții conductelor.
- Pinul conține mai multă rășină decât molidul, deci strălucește și arde.
- Pere și măr distruge mai ușor decât alții și arde bine.
- Cedrul se transformă treptat în cărbune mocnit.
- Cireș și ulm fum, iar avionul este greu de separat.
- Tei cu plop ard repede.
Indicatorii TST pentru diferite rase sunt foarte dependenți de densitatea rocilor specifice. 1 metru cub de lemn este egal cu aproximativ 200 de litri de combustibil lichid și 200 m3 de gaz natural. Lemnul de foc și lemnul de foc se încadrează în categoria eficienței energetice reduse.
Efectul vârstei asupra proprietăților cărbunelui
Cărbunele este un material natural din plante. Este extras din roci sedimentare. Acest combustibil conține carbon și alte elemente chimice.
Pe lângă tipul de material, vârsta materialului afectează și căldura de ardere a cărbunelui. Maro este cea mai tânără categorie, urmată de piatră, iar cea mai în vârstă este considerată antracit.
Umiditatea este determinată de vârsta combustibilului: cu cât cărbunele este mai tânăr, cu atât este mai mare conținutul de umiditate. Acest lucru afectează și proprietățile acestui tip de combustibil.
Procesul de ardere a cărbunelui este însoțit de eliberarea de substanțe care poluează mediul, iar grătarul cazanului este acoperit cu zgură. Un alt factor nefavorabil pentru atmosferă este prezența sulfului în compoziția combustibilului. Acest element în contact cu aerul este transformat în acid sulfuric.
Producătorii sunt capabili să reducă la minimum conținutul de sulf al cărbunelui. Ca urmare, TST este diferit chiar și în cadrul aceleiași specii. Afectează indicatorii și geografia producției. Nu numai cărbune pur, ci și zgură brichetată poate fi folosită ca combustibil solid.
Cea mai mare capacitate de combustibil se observă pentru cărbune cocsificat. Piatra, lignitul, lignitul, antracitul au caracteristici bune.
Caracteristicile peletelor și brichetelor
Acest combustibil solid este produs industrial din diferite deșeuri de lemn și plante.
Așchii zdrobite, scoarță, carton, paie sunt uscate și transformate în granule cu ajutorul unor echipamente speciale. Pentru că masa capătă un anumit grad de vâscozitate, adaugă un polimer - lignină.
Peletele au un preț rezonabil, care este influențat de cererea mare și de caracteristicile procesului de producție. Acest material poate fi utilizat numai în cazanele proiectate pentru acest tip de combustibil.
Brichetele diferă doar ca formă, pot fi încărcate în cuptoare, cazane. Ambele tipuri de combustibili sunt împărțite în tipuri de materii prime: cherestea, turbă, floarea-soarelui, paie.
Peletele și brichetele au avantaje semnificative față de alți combustibili:
- prietenie deplină cu mediul;
- posibilitate de depozitare în aproape toate condițiile;
- rezistență la solicitări mecanice și ciuperci;
- arsuri uniforme și prelungite;
- dimensiunea optimă a peletelor pentru încărcare în dispozitivul de încălzire.
Combustibilul ecologic este o alternativă bună la sursele tradiționale de căldură care nu se reînnoiesc și nu afectează negativ mediul. Dar peletele și brichetele se caracterizează printr-un risc crescut de incendiu, care trebuie luat în considerare la organizarea spațiului de depozitare.
Dacă doriți, puteți organiza producția de brichete de combustibil cu propriile mâini, în detaliu - în acest articol.
Parametrii substanțelor lichide
Materialele lichide, cum ar fi solidele, se descompun în următoarele componente: carbon, hidrogen, sulf, oxigen și azot. Procentul este exprimat ca greutate.
Balastul organic intern al combustibilului este format din oxigen și azot, aceste componente nu ard și sunt incluse în compoziție condiționat. Balastul exterior este format din umiditate și cenușă.
Căldura specifică ridicată de ardere se observă în benzină. În funcție de marcă, este de 43-44 MJ.
Indicatori similari pentru căldura specifică de ardere sunt determinați pentru kerosenul de aviație - 42, 9 MJ. Categoria liderilor în conținut caloric scade și motorină - 43,4-43,6 MJ.
Deoarece benzina are mai mult TST decât motorina, trebuie să aibă un consum și o eficiență mai mari. Dar motorina este mai economică decât benzina cu 30-40%
Valorile relativ scăzute ale TST sunt caracterizate de combustibil lichid pentru rachete, etilen glicol. Căldura specifică minimă de ardere diferă de alcool și acetonă. Caracteristicile lor sunt semnificativ mai mici decât cele ale combustibililor tradiționali.
Proprietățile combustibilului gazos
Combustibilul gazos este format din monoxid de carbon, hidrogen, metan, etan, propan, butan, etilenă, benzen, hidrogen sulfurat și alte componente. Aceste cifre sunt exprimate ca procentaj în volum.
Hidrogenul are cea mai mare putere calorică. Ars, un kilogram de substanță emite 119,83 MJ de căldură. Dar are un grad ridicat de explozivitate.
Gazul natural are valori calorice ridicate.
Sunt egale cu 41-49 MJ pe kilogram. Dar, de exemplu, în metanul pur căldura de ardere este mai mare - 50 MJ pe kilogram.
Tabel comparativ de indicatori
Tabelul prezintă valorile căldurii specifice masei de ardere a combustibililor lichizi, solizi, gazoși.
| Tipul de combustibil | U despre. | Căldura specifică de ardere | ||
| MJ | kW | kcal | ||
| Lemn de foc: stejar, mesteacăn, frasin, fag, carpen | kg | 15 | 4.2 | 2500 |
| Lemn de foc: zada, pin, molid | kg | 15.5 | 4.3 | 2500 |
| Cărbun brun | kg | 12,98 | 3.6 | 3100 |
| cărbune | kg | 27, 00 | 7.5 | 6450 |
| cărbune | kg | 27,26 | 7.5 | 6510 |
| antracit | kg | 28, 05 | 7.8 | 6700 |
| Pelete de lemn | kg | 17.17 | 4.7 | 4110 |
| Pelete de paie | kg | 14.51 | 4.0 | 3465 |
| Pelete de floarea soarelui | kg | 18.09 | 5.0 | 4320 |
| rumeguş | kg | 8.37 | 2.3 | 2000 |
| hârtie | kg | 16,62 | 4.6 | 3970 |
| vita de vie | kg | 14, 00 | 3.9 | 3345 |
| Gaz natural | m 3 | 33,5 | 9.3 | 8000 |
| Gaz lichefiat | kg | 45, 20 | 12.5 | 10800 |
| benzină | kg | 44, 00 | 12.2 | 10500 |
| Diz. combustibil | kg | 43.12 | 11.9 | 10300 |
| metan | m 3 | 50.03 | 13.8 | 11950 |
| hidrogen | m 3 | 120 | 33.2 | 28700 |
| kerosen | kg | 43,50 | 12 | 10400 |
| păcură | kg | 40,61 | 11.2 | 9700 |
| Uleiul | kg | 44, 00 | 12.2 | 10500 |
| propan | m 3 | 45,57 | 12.6 | 10885 |
| etilenă | m 3 | 48.02 | 13.3 | 11470 |
Tabelul arată că cele mai mari valori ale TST pentru toate substanțele, nu doar pentru cele gazoase, sunt hidrogenul. Aparține combustibililor cu conținut ridicat de energie.
Produsul arderii hidrogenului este apa obișnuită. Procesul nu emite zgură de fum, cenușă, monoxid de carbon și dioxid de carbon, ceea ce face din substanță un combustibil natural. Dar este exploziv și are o densitate redusă, astfel încât acest combustibil este greu de lichefiat și transportat.
Concluzii și videoclipuri utile pe această temă
Pentru valoarea de încălzire a diferitelor tipuri de lemn. Compararea indicatorilor pentru m 3 și kg.
TST - cele mai importante caracteristici termice și operaționale ale combustibilului. Acest indicator este utilizat în diferite domenii ale activității umane: motoare termice, centrale electrice, industrie, încălzire rezidențială și gătit.
Valorile calorice ajută la compararea diferitelor tipuri de combustibil în funcție de gradul de energie eliberat pentru a calcula masa necesară de combustibil pentru a economisi costurile.
Aveți ceva de adăugat sau aveți întrebări cu privire la puterea calorică a diferitelor tipuri de combustibil? Puteți lăsa comentarii despre postare și puteți participa la discuții - formularul de comunicare se află în blocul inferior.
- Care sunt diferitele tipuri de obezitate
- Care sunt diferitele tipuri de ardei
- Cum și cât de mult să gătești diferite tipuri de carne Rețete
- Un calculator calculează caloriile care sunt arse în diferite poziții sexuale
- Există o diferență între diferitele tipuri de dieta cola