القيمة الحرارية لأنواع الوقود المختلفة: مقارنة الوقود بالقيمة الحرارية + جدول القيمة الحرارية

عندما تحترق كمية معينة من الوقود ، يتم إطلاق كمية قابلة للقياس من الحرارة. وفقًا للنظام الدولي للوحدات ، يتم التعبير عن القيمة بالجول لكل كيلوغرام أو م³. ولكن يمكن حساب المعلمات في كيلو كالوري أو كيلوواط. إذا كانت القيمة مرتبطة بوحدة الوقود ، فإنها تسمى محددة.

ما الذي يؤثر على القيمة الحرارية لمختلف أنواع الوقود؟ ما هي قيمة المؤشر للمواد السائلة والصلبة والغازية؟ الإجابات على هذه الأسئلة مفصلة في المقالة. بالإضافة إلى ذلك ، قمنا بإعداد جدول يوضح الحرارة المحددة لاحتراق المواد - هذه المعلومات مفيدة عند اختيار نوع الوقود عالي الطاقة.

معلومات عامة عن القيمة الحرارية

يجب أن يتميز إطلاق الطاقة أثناء الاحتراق بمعلمتين: الكفاءة العالية وغياب إنتاج المواد الضارة.

يتم الحصول على الوقود الاصطناعي في عملية المعالجة الطبيعية - الوقود الحيوي. بغض النظر عن حالة التجميع ، فإن المواد الموجودة في تركيبها الكيميائي لها جزء قابل للاحتراق وغير قابل للاحتراق. الأول هو الكربون والهيدروجين. والثاني يتكون من الماء والأملاح المعدنية والنيتروجين والأكسجين والمعادن.

وفقًا لحالة التجميع ، ينقسم الوقود إلى سائل وصلب وغاز. بالإضافة إلى ذلك ، تتفرع كل مجموعة إلى مجموعة فرعية طبيعية وصناعية (+)

عندما يتم حرق 1 كجم من هذا "الخليط" ، يتم إطلاق كمية مختلفة من الطاقة. يعتمد مقدار هذه الطاقة المحددة التي سيتم إطلاقها على نسب هذه العناصر - الجزء القابل للاحتراق والرطوبة ومحتوى الرماد والمكونات الأخرى.

تتكون حرارة احتراق الوقود (TST) من مستويين - الأعلى والأدنى. يتم الحصول على المؤشر الأول بسبب تكثيف الماء ، في الثانية لا يتم أخذ هذا العامل في الاعتبار.

هناك حاجة إلى TST أقل لحساب الحاجة إلى الوقود وتكلفته ، بمساعدة هذه المؤشرات يتم تجميع موازين الحرارة ويتم تحديد كفاءة المصانع التي تعمل بالوقود.

يمكن حساب TST بشكل تحليلي أو تجريبي.إذا كان التركيب الكيميائي للوقود معروفًا ، يتم استخدام صيغة Mendeleev. تعتمد التقنيات التجريبية على القياس الفعلي للحرارة أثناء احتراق الوقود.

في هذه الحالات ، يتم استخدام قنبلة احتراق خاصة - قنبلة مسعرية مع مسعر حراري وثرموستات.

ميزات الحسابات فردية لكل نوع من أنواع الوقود. مثال: يتم حساب TST في محركات الاحتراق الداخلي من أدنى قيمة ، لأن السائل لا يتكثف في الأسطوانات.

يتم تعيين TST باستخدام قنبلة السعرات الحرارية. الأوكسجين المضغوط مشبع ببخار الماء. يتم وضع عينة من الوقود في مثل هذه البيئة وتحديد النتائج

كل نوع من المواد له TST الخاص به بسبب تركيبه الكيميائي. تختلف القيم بشكل كبير ، يتراوح نطاق التقلبات 1000-10000 كيلو كالوري / كغ.

بمقارنة أنواع مختلفة من المواد ، يتم استخدام مفهوم الوقود التقليدي ، ويتميز بانخفاض TST 29 ميجا جول / كجم.

القيمة الحرارية للمواد الصلبة

تشمل هذه الفئة الخشب والجفت وفحم الكوك والصخر الزيتي والقوالب والوقود المسحوق. الجزء الأكبر من الوقود الصلب هو الكربون.

ملامح أنواع مختلفة من الخشب

يتم تحقيق أقصى قدر من الكفاءة من استخدام الحطب إذا تم استيفاء شرطين - الخشب الجاف وعملية حرق بطيئة.

قطع من شرائح الخشب أو مقطعة إلى قطع يصل طولها إلى 25-30 سم بحيث يتم تحميل الحطب بشكل مريح في الفرن

مثالية لـ موقد الحطب تعتبر البلوط ، البتولا ، كتل الرماد. يتميز الأداء الجيد بالزعرور والبندق. ولكن في الصنوبريات ، تكون القيمة الحرارية منخفضة ، ولكن معدل الحرق مرتفع.

كيف تحترق السلالات المختلفة:

1. خشب الزان ، البتولا ، الرماد ، البندق يصعب تذويبها ، لكنها يمكن أن تحرق الخام بسبب انخفاض محتواها من الرطوبة.
2. ألدر مع الحور الرجراج إنهم لا يشكلون السناج و "يعرفون كيف" لإزالته من المدخنة.
3. شجرة البتولا يتطلب كمية كافية من الهواء في الفرن ، وإلا فإنه سوف يدخن ويستقر بالراتنج على جدران الأنبوب.
4. شجرة الصنوبر يحتوي على راتينج أكثر من شجرة التنوب ، لذلك فهو يشعل ويحترق أكثر حرارة.
5. شجرة الكمثرى والتفاح ينكسر بسهولة أكبر ويحترق بشكل مثالي.
6. الأرز يتحول تدريجياً إلى فحم مشتعل.
7. الكرز والدردار يدخن ، ومن الصعب تقسيم شجرة الطائرة.
8. شجرة الزيزفون مع الحور يحترق بسرعة.

تعتمد مؤشرات TST للسلالات المختلفة بشدة على كثافة السلالات المحددة. 1 متر مكعب من الحطب يعادل حوالي 200 لتر من الوقود السائل و 200 م³ غاز طبيعي. الخشب والحطب منخفضان استهلاك الطاقة.

تأثير العمر على خصائص الفحم

الفحم مادة طبيعية من أصل نباتي. يتم استخراجه من الصخور الرسوبية. يحتوي هذا الوقود على الكربون وعناصر كيميائية أخرى.

بالإضافة إلى النوع ، يؤثر عمر المادة أيضًا على القيمة الحرارية للفحم. ينتمي براون إلى فئة الشباب ، يليه الحجر ، ويعتبر الأكبر أنثراسايت.

يتم تحديد الرطوبة أيضًا حسب عمر الوقود: كلما كان الفحم أصغر سنًا ، زاد محتوى الرطوبة فيه. مما يؤثر أيضًا على خصائص هذا النوع من الوقود.

يصاحب عملية حرق الفحم إطلاق مواد تلوث البيئة ، في حين أن شبكة المرجل مغطاة بخبث. عامل سلبي آخر للغلاف الجوي هو وجود الكبريت في الوقود. يتم تحويل هذا العنصر المتصل بالهواء إلى حمض الكبريتيك.

تمكن المصنعون من تقليل محتوى الكبريت في الفحم. نتيجة لذلك ، يختلف TJT حتى داخل نفس الأنواع. يؤثر على أداء وجغرافيا الإنتاج. كوقود صلب ، لا يمكن استخدام الفحم النقي فحسب ، بل أيضًا خبث التكتل.

لوحظت أكبر قدرة وقود في فحم الكوك. يتميز الحجر والخشب والليغنيت والأنتراسيت أيضًا بخصائص جيدة.

خصائص الكريات والقوالب

يتم تصنيع هذا الوقود الصلب صناعيًا من مختلف حطام الأخشاب والخضروات.

يتم تجفيف الرقائق المقطعة واللحاء والكرتون والقش ومعها معدات خاصة يتحول إلى حبيبات. من أجل أن تكتسب الكتلة درجة معينة من اللزوجة ، يضاف إليها بوليمر - اللجنين.

تختلف الكريات في التكلفة المعقولة ، والتي تتأثر بالطلب العالي وميزات عملية التصنيع. يمكن استخدام هذه المواد فقط في الغلايات المصممة لهذا النوع من الوقود.

تختلف قوالب القوالب فقط في الشكل ، ويمكن تحميلها في الأفران والغلايات. ينقسم كلا النوعين من الوقود إلى أنواع من المواد الخام: من الأخشاب المستديرة والخث وعباد الشمس والقش.

في الكريات والقوالب هناك مزايا كبيرة مقارنة بأنواع الوقود الأخرى:

• صداقة بيئية كاملة ؛
• القدرة على التخزين في أي بيئة تقريبًا ؛
• مقاومة الإجهاد الميكانيكي والفطريات ؛
• منتظم وحرق طويل ؛
• الحجم الأمثل للحبيبات للتحميل في جهاز التدفئة.

يعتبر الوقود المستدام بديلاً جيدًا لمصادر الحرارة التقليدية غير المتجددة والتي تؤثر سلبًا على البيئة. لكن الكريات والقوالب تتميز بزيادة خطر الحريق ، والتي يجب أخذها في الاعتبار عند تنظيم موقع التخزين.

إذا كنت ترغب في ذلك ، يمكنك ترتيب إنتاج قوالب الوقود بيديك ، لمزيد من التفاصيل - في هذه المقالة.

المعلمات السائلة

تتحلل المواد السائلة ، مثل المواد الصلبة ، إلى المكونات التالية: الكربون والهيدروجين والكبريت والأكسجين والنيتروجين. يتم التعبير عن النسبة المئوية بالوزن.

من الأكسجين والنيتروجين ، يتم تشكيل صابورة الوقود العضوي الداخلي ، ولا تحترق هذه المكونات ويتم تضمينها في التركيبة بشروط. يتكون الصابورة الخارجية من الرطوبة والرماد.

لوحظ ارتفاع حرارة الاحتراق النوعية في البنزين. اعتمادا على العلامة التجارية ، من 43-44 ميجا جول.

يتم تحديد قيم حرارة محددة للاحتراق أيضًا لكيروسين الطيران - 42.9 ميجا جول. من حيث القيمة الحرارية ، يقع وقود الديزل أيضًا في فئة القادة - 43.4-43.6 ميجا جول.

نظرًا لأن البنزين يحتوي على TST أكثر من وقود الديزل ، فيجب أن يكون له استهلاك وكفاءة أعلى. لكن وقود الديزل هو اقتصادي بنسبة 30-40 ٪ أكثر من البنزين

تتميز قيم TST المنخفضة نسبيًا بوقود الصواريخ السائل ، جلايكول الإثيلين. يتميز الحد الأدنى من الحرارة النوعية للاحتراق بالكحول والأسيتون. إن أدائها أقل بكثير من أداء أنواع المحركات التقليدية.

خصائص الوقود الغازي

يتكون الوقود الغازي من أول أكسيد الكربون والهيدروجين والميثان والإيثان والبروبان والبيوتان والإثيلين والبنزين وكبريتيد الهيدروجين ومكونات أخرى. يتم التعبير عن هذه المؤشرات كنسبة مئوية من حيث الحجم.

أكبر حرارة للاحتراق هي الهيدروجين. حرق ، كيلوغرام من مادة تنبعث منها 119.83 ميجا جول من الحرارة. لكنها تتميز بدرجة عالية من خطر الانفجار.

ويلاحظ أيضا ارتفاع السعرات الحرارية في الغاز الطبيعي.

وهي تساوي 41-49 ميجا جول لكل كيلوجرام. ولكن ، على سبيل المثال ، يحتوي الميثان النقي على قيمة حرارية تزيد عن 50 ميجا جول لكل كيلوغرام.

مخطط المقارنة

يوضح الجدول قيم الحرارة النوعية الكتلية لاحتراق أنواع الوقود السائلة والصلبة والغازية.

من الجدول ، يمكن ملاحظة أن أعلى مؤشرات TST لجميع المواد ، وليس فقط من المواد الغازية ، تحتوي على الهيدروجين. يشير إلى الوقود عالي الطاقة.

نتاج احتراق الهيدروجين هو الماء العادي. في هذه العملية ، لا تنبعث نفايات الفرن والرماد وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون ، مما يجعل المادة وقودًا صديقًا للبيئة.لكنها متفجرة وذات كثافة منخفضة ، لذلك من الصعب تسييل هذا الوقود ونقله.

استنتاجات وفيديو مفيد حول الموضوع

حول القيمة الحرارية للأنواع المختلفة من الخشب. مقارنة المؤشرات لكل م³ والكيلوغرام

TST هو أهم خاصية حرارية وتشغيلية للوقود. يستخدم هذا المؤشر في مختلف مجالات النشاط البشري: المحركات الحرارية ومحطات الطاقة والصناعة عند تدفئة المنازل والطهي.

تساعد القيم الحرارية على مقارنة الأنواع المختلفة من الوقود وفقًا لدرجة الطاقة المنبعثة ، وحساب الكتلة المطلوبة من الوقود ، وتوفير التكاليف.

هل هناك أي شيء لتكملة ، أو لديك أسئلة حول القيمة الحرارية لأنواع مختلفة من الوقود؟ يمكنك ترك تعليقات على المنشور والمشاركة في المناقشات - نموذج الاتصال موجود في المربع السفلي.