El valor calorífic de diferents tipus de combustible: una comparació del combustible pel valor calorífic + la taula

Quan es crema una certa quantitat de combustible, s’allibera una quantitat mesurable de calor. Segons el Sistema Internacional d’Unitats, el valor s’expressa en Joules per kg o m³. Però els paràmetres es poden calcular en kcal o kW. Si el valor està relacionat amb la unitat de combustible, s’anomena específic.

Què afecta el valor calorífic de diversos combustibles? Quin és el valor de l’indicador per a les substàncies líquides, sòlides i gasoses? Les respostes a aquestes preguntes es detallen a l'article. A més, hem preparat una taula que mostra la calor específica de la combustió dels materials, aquesta informació és útil a l’hora d’escollir un tipus de combustible d’alta energia.

Informació general sobre el calor

L’alliberament d’energia durant la combustió s’ha de caracteritzar per dos paràmetres: l’alta eficiència i l’absència de la producció de substàncies nocives.

S'obté combustible artificial en el procés de processament natural - biocombustible. Independentment de l’estat d’agregació, les substàncies de la seva composició química tenen una part combustible i no combustible. El primer és el carboni i l’hidrogen. El segon consisteix en aigua, sals minerals, nitrogen, oxigen, metalls.

Segons l’estat d’agregació, el combustible es divideix en líquid, sòlid i gas. Cada grup es ramifica addicionalment en un subgrup natural i artificial (+)

Quan es crema 1 kg d'aquesta "mescla", s'allibera una quantitat diferent d'energia. La quantitat d'aquesta energia en particular serà alliberada depèn de les proporcions d'aquests elements: la part combustible, la humitat, el contingut de cendra i altres components.

La calor de combustió del combustible (TST) es forma a partir de dos nivells: el més alt i el més baix. El primer indicador s’obté a causa de la condensació de l’aigua, en el segon no es té en compte aquest factor.

Es necessita una TST inferior per calcular la necessitat de combustible i el seu cost, amb l'ajuda d'aquests indicadors es recopilen els balanços de calor i es determina l'eficiència de les plantes amb combustible.

La TST es pot calcular analíticament o experimentalment.Si es coneix la composició química del combustible, s’utilitza la fórmula de Mendeleev. Les tècniques experimentals es basen en la mesura real de la calor durant la combustió del combustible.

En aquests casos, s'utilitza una bomba especial per cremar: una bomba calorimètrica junt amb un calorímetre i un termòstat.

Les característiques dels càlculs són individuals per a cada tipus de combustible. Exemple: TST als motors de combustió interna es calcula a partir del valor més baix, perquè el líquid no es condensa als cilindres.

El TST es configura mitjançant una bomba calorimètrica. L’oxigen comprimit està saturat de vapor d’aigua. Es col·loca una mostra de combustible en un entorn així i es determinen els resultats

Cada tipus de substància té el seu propi TST a causa de la seva composició química. Els valors varien significativament, el rang de fluctuacions és d’1 000-10 000 kcal / kg.

Si es compara diferents tipus de materials, s'utilitza el concepte de combustible convencional, que es caracteritza per una TST inferior a 29 MJ / kg.

Valor calorífic dels materials sòlids

Aquesta categoria inclou la fusta, la torba, el coque, el schistó d’oli, la brisa i el combustible pulveriçat. La major part del combustible sòlid és el carboni.

Característiques de diferents espècies de fusta

S'aconsegueix la màxima eficiència de l'ús de la llenya si es compleixen dues condicions: la fusta seca i un procés lent de crema.

Talles de fusta tallades o tallades a trossos de fins a 25-30 cm de llarg perquè la llenya es carregui convenientment al forn

Ideal per estufa de llenya Es consideren blocs de roure, bedoll, freixe. El bon rendiment es caracteritza per l'arç avellaner. Però a les coníferes, el valor calorífic és baix, però la taxa de cremada és alta.

Com cremen diferents races:

1. Faig, bedoll, freixe, avellaner són difícils de fondre, però poden cremar-se crues pel baix contingut d’humitat.
2. Alder amb aspra no formen sutge i "saben" per treure-la de la xemeneia.
3. Arbre de bedoll Necessita una quantitat suficient d’aire al forn, en cas contrari fumarà i s’arreglarà amb resina a les parets de la canonada.
4. Pi conté més resina que l'avet, de manera que fa guspires i crema.
5. Pera i pomera es trenca amb més facilitat i es crema perfectament.
6. Cedre a poc a poc es converteix en carbó adolorit.
7. Cirera i oms fuma i l’arbre avió és difícil de dividir.
8. Teni amb pollancres cremar-se ràpidament.

Els índexs de TST de diferents races depenen fortament de la densitat de roques específiques. Un metre cúbic de llenya equival a aproximadament 200 litres de combustible líquid i 200 m³ gas natural Fusta i llenya són de baix consum energètic.

L’efecte de l’edat en les propietats del carbó

El carbó és un material natural d’origen vegetal. S’extreu de roques sedimentàries. Aquest combustible conté carboni i altres elements químics.

A més del tipus, l’edat del material també afecta el valor calorífic del carbó. El marró pertany a la categoria jove, seguit de la pedra, i el més antic és considerat antracita.

La humitat també es determina per l’edat del combustible: com més jove és el carbó, més gran és el contingut d’humitat que hi ha. La qual cosa també afecta les propietats d’aquest tipus de combustible.

El procés de cremar carbó s’acompanya de l’alliberament de substàncies contaminants del medi ambient, mentre que la reixa de la caldera es cobreix d’escòria. Un altre factor advers per a l’atmosfera és la presència de sofre al combustible. Aquest element en contacte amb l’aire es transforma en àcid sulfúric.

Els fabricants aconsegueixen minimitzar el contingut de sofre al carbó. Com a resultat, TJT difereix fins i tot dins de la mateixa espècie. Afecta el rendiment i la geografia de la producció. Com a combustible sòlid, no només es pot fer servir carbó pur, sinó també escòria brillada.

La màxima capacitat de combustible s’observa en el carbó de cocció. La pedra, la fusta, el lignit i l’antracita també tenen bones característiques.

Característiques dels pellets i les briquetes

Aquest combustible sòlid es fabrica industrialment a partir de diverses deixalles vegetals i de fusta.

Les seques triturades, escorça, cartró, palla s’assequen i equipament especial es converteix en grànuls. Per tal que la massa adquireixi un cert grau de viscositat, se li afegeix un polímer - lignina.

Els pellets difereixen en un cost raonable, que està influenciat per l’alta demanda i les característiques del procés de fabricació. Aquest material només es pot utilitzar en calderes dissenyades per a aquest tipus de combustible.

Les briquetes només difereixen per la forma, es poden carregar a forns o calderes. Els dos tipus de combustible es divideixen en tipus de matèries primeres: des de troncs rodons, torba, gira-sol, palla.

At pellets i briquetes Hi ha avantatges importants respecte a altres tipus de combustible:

• plena amabilitat ambiental;
• la capacitat d’emmagatzemar en gairebé qualsevol entorn;
• resistència a l'estrès mecànic i al fong;
• crema uniforme i llarga;
• mida òptima del pellet per a la seva càrrega en un dispositiu de calefacció.

Els combustibles sostenibles són una bona alternativa a les fonts de calor tradicionals que no són renovables i afecten negativament el medi ambient. Però els pellets i les briquetes es caracteritzen per augmentar el perill d’incendi, que s’ha de tenir en compte a l’hora d’organitzar una ubicació d’emmagatzematge.

Si ho desitgeu, podeu organitzar la producció de briquetes de combustible amb les vostres pròpies mans, més detalls aquest article.

Paràmetres de líquid

Els materials líquids, com els sòlids, es descomponen en els components següents: carboni, hidrogen, sofre, oxigen, nitrogen. El percentatge s’expressa en pes.

A partir de l’oxigen i el nitrogen, es forma un llast intern de combustible orgànic, aquests components no es cremen i s’inclouen a la composició de forma condicional. El llast extern es forma a partir de la humitat i les cendres.

S'observa una alta calor específica de combustió a la gasolina. Segons la marca, és de 43-44 MJ.

També es determinen valors de calor específics de combustió per al querosè d'aviació - 42,9 MJ. En termes de valor calorífic, el gasoil també entra en la categoria de líders: 43,4-43,6 MJ.

Atès que la gasolina té més TST que el dièsel, hauria de tenir un consum i una eficiència més elevats. Però el gasoil és un 30-40% més econòmic que la gasolina

Els valors de TST relativament baixos es caracteritzen per combustible de coets líquids, etilenglicol. La calor específica mínima de combustió es distingeix per l’alcohol i l’acetona. El seu rendiment és significativament inferior al dels combustibles tradicionals de motor.

Propietats de combustible gasós

El combustible gasós es compon de monòxid de carboni, hidrogen, metà, età, propà, butà, etilen, benzè, sulfur d'hidrogen i altres components. Aquests indicadors s’expressen en percentatge per volum.

La calor més gran de combustió és l’hidrogen. En cremar, un quilo de substància emet 119.83 MJ de calor. Però es caracteritza per un alt grau de perill d’explosió.

També s’observen valors calorífics elevats en el gas natural.

Són iguals a 41-49 MJ per kg. Però, per exemple, el metà pur té un valor calorífic de més de 50 MJ per kg.

Gràfic de comparació

La taula mostra els valors de la calor específica de massa de combustió de tipus de combustible líquid, sòlid i gasós.

A la taula es pot veure que els indicadors de TST més alts de totes les substàncies, i no només de gasos, tenen hidrogen. Es refereix a combustibles d’alta energia.

El producte de la combustió d’hidrogen és l’aigua ordinària. En el procés, no s’emeten escòries del forn, cendra, monòxid de carboni i diòxid de carboni, cosa que fa que la substància sigui el combustible respectuós amb el medi ambient.Però és explosiu i té una densitat baixa, per la qual cosa aquest combustible és difícil de liquar i transportar.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Quant al valor calorífic de diferents espècies de fusta. Comparació d’indicadors per m³ i kg

La TST és la característica tèrmica i operativa més important del combustible. Aquest indicador s’utilitza en diversos camps de l’activitat humana: motors de calor, centrals elèctriques, indústria, per escalfar habitatges i cuinar.

Els valors calorífics ajuden a comparar diferents tipus de combustible segons el grau d’energia alliberat, calculen la massa de combustible necessària, estalviant en costos.

Hi ha alguna cosa per suplementar, o té alguna pregunta sobre el valor calorífic dels diferents tipus de combustible? Podeu deixar comentaris sobre la publicació i participar en discussions: el formulari de contacte es troba al bloc inferior.