El valor calorífico de los diferentes tipos de combustible: una comparación del combustible por el valor calorífico + tabla
Cuando se quema una cierta cantidad de combustible, se libera una cantidad medible de calor. Según el Sistema Internacional de Unidades, el valor se expresa en julios por kg o m3. Pero los parámetros se pueden calcular en kcal o kW. Si el valor está relacionado con la unidad de combustible, se llama específico.
¿Qué afecta el valor calorífico de varios combustibles? ¿Cuál es el valor del indicador para sustancias líquidas, sólidas y gaseosas? Las respuestas a estas preguntas se detallan en el artículo. Además, hemos preparado una tabla que muestra el calor específico de la combustión de los materiales; esta información es útil al elegir un tipo de combustible de alta energía.
El contenido del artículo:
Información general sobre el poder calorífico.
La liberación de energía durante la combustión debe caracterizarse por dos parámetros: alta eficiencia y ausencia de producción de sustancias nocivas.
El combustible artificial se obtiene en el proceso de procesamiento natural - biocombustible. Independientemente del estado de agregación, las sustancias en su composición química tienen una parte combustible y no combustible. El primero es carbono e hidrógeno. El segundo consiste en agua, sales minerales, nitrógeno, oxígeno, metales.
Cuando se quema 1 kg de tal "mezcla", se libera una cantidad diferente de energía. La cantidad de esta energía en particular que se liberará depende de las proporciones de estos elementos: la parte combustible, la humedad, el contenido de cenizas y otros componentes.
El calor de la combustión del combustible (TST) se forma a partir de dos niveles: el más alto y el más bajo. El primer indicador se obtiene debido a la condensación de agua, en el segundo este factor no se tiene en cuenta.
Se necesita una TST más baja para calcular la necesidad de combustible y su costo, con la ayuda de tales indicadores, se compilan los balances de calor y se determina la eficiencia de las plantas que funcionan con combustible.
TST puede calcularse analítica o experimentalmente.Si se conoce la composición química del combustible, se utiliza la fórmula Mendeleev. Las técnicas experimentales se basan en la medición real del calor durante la combustión del combustible.
En estos casos, se usa una bomba de combustión especial, una bomba calorimétrica junto con un calorímetro y un termostato.
Las características de los cálculos son individuales para cada tipo de combustible. Ejemplo: TST en motores de combustión interna se calcula a partir del valor más bajo, porque el líquido no se condensa en los cilindros.
Cada tipo de sustancia tiene su propia TST debido a su composición química. Los valores varían significativamente, el rango de fluctuaciones es de 1 000-10 000 kcal / kg.
Comparando diferentes tipos de materiales, se utiliza el concepto de combustible convencional; se caracteriza por un TST más bajo de 29 MJ / kg.
Valor calorífico de materiales sólidos.
Esta categoría incluye madera, turba, coque, lutita bituminosa, briquetas y combustible pulverizado. La mayor parte del combustible sólido es el carbono.
Características de diferentes especies de madera.
La máxima eficiencia del uso de leña se logra si se cumplen dos condiciones: madera seca y un proceso de combustión lenta.
Ideal para estufa de leña Se consideran bloques de roble, abedul, fresno. El buen rendimiento se caracteriza por el espino, la avellana. Pero en las coníferas, el valor calorífico es bajo, pero la velocidad de combustión es alta.
Cómo se queman las diferentes razas:
- Haya, abedul, fresno, avellana difíciles de derretir, pero pueden quemarse crudos debido a su bajo contenido de humedad.
- Aliso con álamo temblón no forman hollín y "saben cómo" sacarlo de la chimenea.
- Abedul Requiere una cantidad suficiente de aire en el horno; de lo contrario, se fumará y se asentará con resina en las paredes de la tubería.
- Pino contiene más resina que el abeto, por lo que produce chispas y quemaduras más calientes.
- Peral y Manzano se rompe más fácilmente y se quema perfectamente.
- Cedro gradualmente se convierte en carbón humeante.
- Cereza y olmo fuma y el árbol plano es difícil de dividir.
- Tilo con álamo quemarse rápidamente
Los índices TST de diferentes razas dependen en gran medida de la densidad de razas específicas. 1 metro cúbico de leña equivale a aproximadamente 200 litros de combustible líquido y 200 m.3 gas natural La madera y la leña son de bajo consumo energético.
El efecto de la edad sobre las propiedades del carbón.
El carbón es un material natural de origen vegetal. Se extrae de rocas sedimentarias. Este combustible contiene carbono y otros elementos químicos.
Además del tipo, la edad del material también afecta el valor calorífico del carbón. Brown pertenece a la categoría joven, seguido de piedra, y el más viejo se considera antracita.
El proceso de quemar carbón está acompañado por la liberación de sustancias que contaminan el medio ambiente, mientras que la rejilla de la caldera está cubierta de escoria. Otro factor adverso para la atmósfera es la presencia de azufre en el combustible. Este elemento en contacto con el aire se transforma en ácido sulfúrico.
Los fabricantes logran minimizar el contenido de azufre en el carbón. Como resultado, TJT difiere incluso dentro de la misma especie. Afecta el rendimiento y la geografía de la producción. Como combustible sólido, no solo se puede usar carbón puro, sino también escoria en briquetas.
La mayor capacidad de combustible se observa en el carbón coquizable. La piedra, la madera, el lignito y la antracita también tienen buenas características.
Características de pellets y briquetas.
Este combustible sólido se fabrica industrialmente a partir de diversos desechos de madera y vegetales.
Las virutas trituradas, la corteza, el cartón, la paja se secan y con equipo especial se convierte en gránulos. Para que la masa adquiera un cierto grado de viscosidad, se le agrega un polímero: lignina.
Las briquetas difieren solo en forma, se pueden cargar en hornos, calderas. Ambos tipos de combustible se dividen en tipos de materias primas: desde troncos redondos, turba, girasol, paja.
En pellets y briquetas Hay ventajas significativas sobre otros tipos de combustible:
- total respeto al medio ambiente;
- la capacidad de almacenar en casi cualquier ambiente;
- resistencia al estrés mecánico y hongos;
- quema uniforme y larga;
- tamaño óptimo de pellet para cargar en un dispositivo de calentamiento.
Los combustibles sostenibles son una buena alternativa a las fuentes de calor tradicionales que no son renovables y afectan negativamente al medio ambiente. Pero los pellets y las briquetas se caracterizan por un mayor riesgo de incendio, que debe tenerse en cuenta al organizar un lugar de almacenamiento.
Si lo desea, puede organizar la producción de briquetas de combustible con sus propias manos, más detalles en este articulo.
Parámetros líquidos
Los materiales líquidos, como los sólidos, se descomponen en los siguientes componentes: carbono, hidrógeno, azufre, oxígeno, nitrógeno. El porcentaje se expresa en peso.
A partir del oxígeno y el nitrógeno, se forma un lastre de combustible orgánico interno, estos componentes no se queman y se incluyen en la composición condicionalmente. El lastre externo está formado por humedad y cenizas.
Se observa un alto calor específico de combustión en la gasolina. Dependiendo de la marca, es 43-44 MJ.
También se determinan valores de calor específicos similares de combustión para el queroseno de aviación - 42.9 MJ. En términos de valor calorífico, el combustible diesel también cae en la categoría de líderes: 43.4-43.6 MJ.
Los valores de TST relativamente bajos se caracterizan por combustible de cohete líquido, etilenglicol. El calor mínimo de combustión específico se distingue por alcohol y acetona. Su rendimiento es significativamente menor que el de los combustibles de motor tradicionales.
Propiedades del combustible gaseoso.
El combustible gaseoso está compuesto de monóxido de carbono, hidrógeno, metano, etano, propano, butano, etileno, benceno, sulfuro de hidrógeno y otros componentes. Estos indicadores se expresan como un porcentaje en volumen.
También se observan altos valores caloríficos en el gas natural.
Son iguales a 41-49 MJ por kg. Pero, por ejemplo, el metano puro tiene un valor calorífico de más de 50 MJ por kg.
Cuadro comparativo
La tabla muestra los valores del calor de combustión específico de masa de los tipos de combustible líquido, sólido y gaseoso.
| Tipo de combustible | Unidades rev. | Calor específico de combustión | ||
| MJ | kw | kcal | ||
| Leña: roble, abedul, fresno, haya, carpe | kg | 15 | 4,2 | 2500 |
| Leña: alerce, pino, abeto | kg | 15,5 | 4,3 | 2500 |
| Lignito | kg | 12,98 | 3,6 | 3100 |
| Carbón | kg | 27,00 | 7,5 | 6450 |
| Carbón | kg | 27,26 | 7,5 | 6510 |
| Antracita | kg | 28,05 | 7,8 | 6700 |
| Pellet de madera | kg | 17,17 | 4,7 | 4110 |
| Pellet de paja | kg | 14,51 | 4,0 | 3465 |
| Pellet de girasol | kg | 18,09 | 5,0 | 4320 |
| Aserrín | kg | 8,37 | 2,3 | 2000 |
| Papel | kg | 16,62 | 4,6 | 3970 |
| Vid | kg | 14,00 | 3,9 | 3345 |
| Gas natural | m3 | 33,5 | 9,3 | 8000 |
| GLP | kg | 45,20 | 12,5 | 10800 |
| Gasolina | kg | 44,00 | 12,2 | 10500 |
| Diz combustible | kg | 43,12 | 11,9 | 10300 |
| Metano | m3 | 50,03 | 13,8 | 11950 |
| Hidrógeno | m3 | 120 | 33,2 | 28700 |
| Queroseno | kg | 43.50 | 12 | 10400 |
| Aceite combustible | kg | 40,61 | 11,2 | 9700 |
| Aceite | kg | 44,00 | 12,2 | 10500 |
| Propano | m3 | 45,57 | 12,6 | 10885 |
| Etileno | m3 | 48,02 | 13,3 | 11470 |
De la tabla se puede ver que los indicadores TST más altos de todas las sustancias, y no solo de los gaseosos, tienen hidrógeno. Se refiere a los combustibles de alta energía.
El producto de la combustión de hidrógeno es agua ordinaria. En el proceso, no se emiten desechos del horno, cenizas, monóxido de carbono y dióxido de carbono, lo que hace que la sustancia sea un combustible ecológico.Pero es explosivo y tiene una baja densidad, por lo que este combustible es difícil de licuar y transportar.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
Sobre el valor calorífico de diferentes especies de madera. Comparación de indicadores por m3 y kg
TST es la característica térmica y operativa más importante del combustible. Este indicador se utiliza en varios campos de la actividad humana: motores térmicos, centrales eléctricas, industria, cuando se calientan hogares y se cocina.
Los valores caloríficos ayudan a comparar diferentes tipos de combustible de acuerdo con el grado de energía liberada, calcular la masa de combustible requerida y ahorrar en costos.
¿Hay algo para complementar o tiene preguntas sobre el valor calorífico de los diferentes tipos de combustible? Puede dejar comentarios en la publicación y participar en los debates: el formulario de contacto se encuentra en el bloque inferior.
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Sí ... tal vez viviremos para ver cómo las calderas de hidrógeno se vuelven comunes, ¡un sueño!
Por supuesto, ahogarse con gas principal es la mejor opción, pero, desafortunadamente, en nuestro vasto país no es accesible para todos. Y si eliges entre carbón y pellets, yo elijo pellets. El carbón también emite muchas sustancias nocivas en el proceso de combustión, y luego la escoria debe colocarse en otro lugar. Y todo el país lo vierte en el camino en invierno, y luego respira polvo cancerígeno en primavera, y luego se pregunta por qué está tan enfermo.
Las cenizas de los gránulos se pueden fertilizar en el jardín, en el pozo o en el césped, quien tenga qué.
La mejor leña proviene de árboles de hoja caduca: roble, abedul. De abedul, la leña más versátil y popular es que da suficiente temperatura, se quema de manera uniforme, sin mucho humo. El roble da más calor en comparación con los árboles que crecen en nuestro país. Aspen es bueno para limpiar una chimenea. No recomiendo ahogarse con coníferas, debido a las resinas que producen mucho humo.
Creo que ahora no es rentable calentar solo con madera. El único en su caso es la casa de baños. Y si tomamos la calefacción de una casa de pueblo, entonces el carbón, quien diga algo, todavía está por delante de todo tipo de combustible, con la excepción del gas principal. Gas en cilindros, soporte de gas, leña, pellets, briquetas, todos tienen contras. En algún lugar un precio alto, en algún lugar una burocracia con un montón de permisos y cheques de aprobación. Y en el carbón, no veo ningún inconveniente significativo. Por supuesto, algún día la gasificación no está en palabras, pero de hecho llegará a nuestros pueblos y la relevancia del carbón disminuirá, pero no será pronto.
Para gasolina, diesel, petróleo, queroseno ... datos sobre KGS 😉
Si, gracias, gracias! Corregido
En la tabla, kcal es energía y kW es potencia. Por ejemplo, 2500 kcal es 2.9075 kWh. ¿O estoy equivocado?