Der Brennwert verschiedener Kraftstoffarten: Ein Vergleich des Brennstoffs nach Brennwert + Tabelle des Brennwerts

Wenn eine bestimmte Menge Kraftstoff ausbrennt, wird eine messbare Wärmemenge freigesetzt. Nach dem Internationalen Einheitensystem wird der Wert in Joule pro kg oder m ausgedrückt³. Die Parameter können jedoch in kcal oder kW berechnet werden. Wenn sich der Wert auf die Kraftstoffeinheit bezieht, wird er als spezifisch bezeichnet.

Was beeinflusst den Heizwert verschiedener Brennstoffe? Was ist der Wert des Indikators für flüssige, feste und gasförmige Substanzen? Antworten auf diese Fragen finden Sie im Artikel. Darüber hinaus haben wir eine Tabelle erstellt, in der die spezifische Verbrennungswärme von Materialien aufgeführt ist. Diese Informationen sind hilfreich bei der Auswahl eines energiereichen Kraftstoffs.

Allgemeine Informationen zum Heizwert

Die Energiefreisetzung während der Verbrennung sollte durch zwei Parameter charakterisiert werden: hohe Effizienz und das Fehlen der Produktion von Schadstoffen.

Künstlicher Kraftstoff wird bei der Verarbeitung von natürlichen - Biokraftstoff. Unabhängig vom Aggregatzustand haben die Stoffe in ihrer chemischen Zusammensetzung einen brennbaren und einen nicht brennbaren Anteil. Der erste ist Kohlenstoff und Wasserstoff. Die zweite besteht aus Wasser, Mineralsalzen, Stickstoff, Sauerstoff, Metallen.

Je nach Aggregatzustand wird der Kraftstoff in flüssig, fest und gasförmig unterteilt. Jede Gruppe verzweigt sich zusätzlich in eine natürliche und künstliche Untergruppe (+)

Wenn 1 kg einer solchen „Mischung“ verbrannt wird, wird eine andere Energiemenge freigesetzt. Wie viel dieser besonderen Energie freigesetzt wird, hängt von den Anteilen dieser Elemente ab - dem brennbaren Teil, der Luftfeuchtigkeit, dem Aschegehalt und anderen Komponenten.

Die Verbrennungswärme von Kraftstoff (TST) wird aus zwei Ebenen gebildet - der höchsten und der niedrigsten. Der erste Indikator wird aufgrund von Kondensation von Wasser erhalten, im zweiten wird dieser Faktor nicht berücksichtigt.

Für die Berechnung des Brennstoffbedarfs und seiner Kosten wird ein niedrigerer TST benötigt. Mithilfe solcher Indikatoren werden Wärmebilanzen erstellt und der Wirkungsgrad von kraftstoffbetriebenen Anlagen bestimmt.

TST kann analytisch oder experimentell berechnet werden.Wenn die chemische Zusammensetzung des Kraftstoffs bekannt ist, wird die Mendeleev-Formel verwendet. Experimentelle Techniken basieren auf der tatsächlichen Messung der Wärme während der Kraftstoffverbrennung.

In diesen Fällen wird eine spezielle brennende Bombe verwendet - eine kalorimetrische Bombe zusammen mit einem Kalorimeter und einem Thermostat.

Die Merkmale der Berechnungen sind für jede Kraftstoffart individuell. Beispiel: Die TST in Verbrennungsmotoren wird aus dem niedrigsten Wert berechnet, da die Flüssigkeit in den Zylindern nicht kondensiert.

TST wird mit einer kalorimetrischen Bombe eingestellt. Komprimierter Sauerstoff ist mit Wasserdampf gesättigt. Eine Kraftstoffprobe wird in eine solche Umgebung gegeben und die Ergebnisse bestimmt

Jede Art von Substanz hat aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung ihre eigene TST. Die Werte variieren erheblich, der Schwankungsbereich beträgt 1 000-10 000 kcal / kg.

Beim Vergleich verschiedener Arten von Materialien wird das Konzept des herkömmlichen Kraftstoffs verwendet, das sich durch eine niedrigere TST von 29 MJ / kg auszeichnet.

Brennwert fester Stoffe

Diese Kategorie umfasst Holz, Torf, Koks, Ölschiefer, Brikett und pulverisierten Brennstoff. Der größte Teil des festen Brennstoffs besteht aus Kohlenstoff.

Merkmale verschiedener Holzarten

Die maximale Effizienz bei der Verwendung von Brennholz wird erreicht, wenn zwei Bedingungen erfüllt sind - trockenes Holz und ein langsamer Brennprozess.

Holzstücke in Scheiben schneiden oder in Stücke von bis zu 25-30 cm Länge schneiden, damit das Brennholz bequem in den Ofen geladen wird

Ideal für Holzofenheizung Eiche, Birke, Ascheblöcke werden berücksichtigt. Gute Leistung zeichnet sich durch Weißdorn, Hasel aus. Bei Nadelbäumen ist der Heizwert jedoch niedrig, die Brenngeschwindigkeit jedoch hoch.

Wie verschiedene Rassen brennen:

1. Buche, Birke, Esche, Hasel schwer zu schmelzen, können aber aufgrund ihres geringen Feuchtigkeitsgehalts roh verbrennen.
2. Erle mit Espe Sie bilden keinen Ruß und wissen, wie man ihn aus dem Schornstein entfernt.
3. Birke Es wird eine ausreichende Menge Luft im Ofen benötigt, da es sonst raucht und sich mit Harz an den Rohrwänden absetzt.
4. Kiefer Enthält mehr Harz als Fichte, daher funkelt es und brennt heißer.
5. Birnen- und Apfelbaum es bricht leichter und brennt perfekt.
6. Zeder verwandelt sich allmählich in schwelende Kohle.
7. Kirsche und Ulme raucht und der Platanenbaum ist schwer zu spalten.
8. Lindenbaum mit Pappel schnell ausbrennen.

Die TST-Indizes verschiedener Rassen hängen stark von der Dichte bestimmter Rassen ab. 1 Kubikmeter Brennholz entspricht ca. 200 Litern Flüssigbrennstoff und 200 m³ Erdgas. Holz und Brennholz sind wenig energieeffizient.

Der Einfluss des Alters auf die Eigenschaften von Kohle

Kohle ist ein natürliches Material pflanzlichen Ursprungs. Es wird aus Sedimentgesteinen gewonnen. Dieser Kraftstoff enthält Kohlenstoff und andere chemische Elemente.

Neben dem Typ beeinflusst das Alter des Materials auch den Heizwert der Kohle. Brown gehört zur Kategorie der Jungen, gefolgt von Stein, und der älteste gilt als Anthrazit.

Die Luftfeuchtigkeit wird auch vom Alter des Brennstoffs bestimmt: Je jünger die Kohle, desto höher der Feuchtigkeitsgehalt. Dies wirkt sich auch auf die Eigenschaften dieser Art von Kraftstoff aus.

Beim Verbrennen von Kohle werden umweltschädliche Stoffe freigesetzt, während der Kesselrost mit Schlacke bedeckt ist. Ein weiterer nachteiliger Faktor für die Atmosphäre ist das Vorhandensein von Schwefel im Kraftstoff. Dieses mit Luft in Kontakt stehende Element wird in Schwefelsäure umgewandelt.

Den Herstellern gelingt es, den Schwefelgehalt in der Kohle zu minimieren. Infolgedessen unterscheidet sich TJT sogar innerhalb derselben Art. Beeinflusst die Leistung und Geographie der Produktion. Als fester Brennstoff kann nicht nur reine Kohle, sondern auch Brikettschlacke verwendet werden.

Die größte Brennstofffähigkeit wird bei Kokskohle beobachtet. Stein, Holz, Braunkohle und Anthrazit haben ebenfalls gute Eigenschaften.

Eigenschaften von Pellets und Briketts

Dieser feste Brennstoff wird industriell aus verschiedenen Holz- und Gemüseabfällen hergestellt.

Geschredderte Chips, Rinde, Pappe, Stroh werden getrocknet und mit spezielle Ausrüstung verwandelt sich in Granulat. Damit die Masse einen bestimmten Viskositätsgrad erreicht, wird ihr ein Polymer-Lignin zugesetzt.

Pellets unterscheiden sich in angemessenen Kosten, was durch die hohe Nachfrage und die Merkmale des Herstellungsprozesses beeinflusst wird. Dieses Material kann nur in Kesseln verwendet werden, die für diese Art von Brennstoff ausgelegt sind.

Briketts unterscheiden sich nur in der Form, sie können in Öfen, Kessel geladen werden. Beide Brennstofftypen werden in Rohstofftypen unterteilt: Rundholz, Torf, Sonnenblume, Stroh.

Bei Pellets und Briketts Es gibt erhebliche Vorteile gegenüber anderen Kraftstoffarten:

• volle Umweltfreundlichkeit;
• die Fähigkeit, in fast jeder Umgebung zu speichern;
• Beständigkeit gegen mechanische Beanspruchung und Pilzbefall;
• gleichmäßiges und langes Brennen;
• optimale Pelletgröße zum Laden in ein Heizgerät.

Nachhaltige Brennstoffe sind eine gute Alternative zu herkömmlichen Wärmequellen, die nicht erneuerbar sind und die Umwelt schädigen. Pellets und Briketts zeichnen sich jedoch durch eine erhöhte Brandgefahr aus, die bei der Organisation eines Lagerortes berücksichtigt werden sollte.

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Flüssigkeitsparameter

Flüssige Materialien werden wie feste in die folgenden Komponenten zerlegt: Kohlenstoff, Wasserstoff, Schwefel, Sauerstoff, Stickstoff. Der Prozentsatz wird durch Gewicht ausgedrückt.

Aus Sauerstoff und Stickstoff wird interner organischer Brennstoffballast gebildet, diese Komponenten verbrennen nicht und sind bedingt in der Zusammensetzung enthalten. Externer Ballast wird aus Feuchtigkeit und Asche gebildet.

In Benzin wird eine hohe spezifische Verbrennungswärme beobachtet. Je nach Marke ist es 43-44 MJ.

Ähnliche spezifische Wärmewerte der Verbrennung werden auch für Luftfahrtkerosin - 42,9 MJ bestimmt. In Bezug auf den Heizwert fällt Dieselkraftstoff ebenfalls in die Kategorie der Marktführer - 43,4-43,6 MJ.

Da Benzin mehr TST als Dieselkraftstoff hat, sollte es einen höheren Verbrauch und Wirkungsgrad haben. Dieselkraftstoff ist jedoch 30-40% sparsamer als Benzin

Relativ niedrige TST-Werte sind durch flüssigen Raketentreibstoff Ethylenglykol gekennzeichnet. Die minimale spezifische Verbrennungswärme wird durch Alkohol und Aceton unterschieden. Ihre Leistung ist deutlich geringer als die herkömmlicher Kraftstoffe.

Eigenschaften von gasförmigem Kraftstoff

Gasförmiger Brennstoff besteht aus Kohlenmonoxid, Wasserstoff, Methan, Ethan, Propan, Butan, Ethylen, Benzol, Schwefelwasserstoff und anderen Komponenten. Diese Indikatoren werden als Volumenprozent ausgedrückt.

Die größte Verbrennungswärme ist Wasserstoff. Beim Brennen gibt ein Kilogramm Substanz 119,83 MJ Wärme ab. Es zeichnet sich jedoch durch eine hohe Explosionsgefahr aus.

Hohe Heizwerte werden auch bei Erdgas beobachtet.

Sie entsprechen 41-49 MJ pro kg. Beispielsweise hat reines Methan einen Heizwert von mehr als 50 MJ pro kg.

Vergleichstabelle

Die Tabelle zeigt die Werte der massenspezifischen Verbrennungswärme von flüssigen, festen und gasförmigen Brennstoffen.

Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass die höchsten TST-Indikatoren aller Substanzen und nicht nur der gasförmigen Wasserstoff enthalten. Es bezieht sich auf energiereiche Kraftstoffe.

Das Produkt der Wasserstoffverbrennung ist gewöhnliches Wasser. Dabei werden Ofenabfälle, Asche, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid nicht freigesetzt, wodurch der Stoff umweltfreundlicher Brennstoff wird.Aber es ist explosiv und hat eine geringe Dichte, so dass dieser Kraftstoff schwer zu verflüssigen und zu transportieren ist.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Über den Brennwert verschiedener Holzarten. Vergleich der Indikatoren pro m³ und kg

TST ist das wichtigste thermische und betriebliche Merkmal von Kraftstoff. Dieser Indikator wird in verschiedenen Bereichen der menschlichen Tätigkeit verwendet: Wärmekraftmaschinen, Kraftwerke, Industrie, beim Heizen von Häusern und Kochen.

Heizwerte helfen, verschiedene Kraftstoffarten nach dem Grad der freigesetzten Energie zu vergleichen, die erforderliche Kraftstoffmasse zu berechnen und Kosten zu sparen.

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