Erityyppisten polttoaineiden lämpöarvo: polttoaineen vertailu lämpöarvo + lämpöarvotaulukko

Kun tietty määrä polttoainetta palaa, vapautuu mitattava määrä lämpöä. Kansainvälisen yksikköjärjestelmän mukaan arvo ilmaistaan ​​jouleina kiloa tai metriä kohti³. Mutta parametrit voidaan laskea kcal tai kW. Jos arvo liittyy polttoaineyksikköön, sitä kutsutaan spesifiseksi.

Mikä vaikuttaa eri polttoaineiden lämpöarvoon? Mikä on nestemäisten, kiinteiden ja kaasumaisten aineiden indikaattorin arvo? Vastauksia näihin kysymyksiin on yksityiskohtaisesti artikkelissa. Lisäksi olemme laatineet taulukon, josta käy ilmi materiaalien erityinen palamislämpö - nämä tiedot ovat hyödyllisiä valittaessa korkeaenergiaista polttoainetta.

Yleiset tiedot lämpöarvosta

Energian vapautumiselle palamisen aikana tulisi luonnehtia kaksi parametria: korkea hyötysuhde ja haitallisten aineiden muodostumisen puuttuminen.

Keinotekoista polttoainetta saadaan prosessoitaessa luonnollista - biopolttoaine. Aggregaatiotilasta riippumatta aineilla on niiden kemiallisessa koostumuksessa palava ja palamaton osa. Ensimmäinen on hiili ja vety. Toinen koostuu vedestä, mineraalisuoloista, typestä, hapesta, metalleista.

Yhdistymistilan mukaan polttoaine jaetaan nestemäiseksi, kiinteäksi ja kaasuksi. Jokainen ryhmä haarautuu lisäksi luonnolliseen ja keinotekoiseen alaryhmään (+)

Kun 1 kg tällaista "seosta" poltetaan, vapautuu erilainen määrä energiaa. Kuinka suuri osa tästä energiasta vapautuu, riippuu näiden elementtien osuuksista - palava osa, kosteus, tuhkapitoisuus ja muut komponentit.

Polttoaineen palamislämpö (TST) muodostuu kahdesta tasosta - korkeimmasta ja alimmasta. Ensimmäinen indikaattori saadaan veden tiivistymisen vuoksi, toisessa tätä tekijää ei oteta huomioon.

Alempaa TST-arvoa tarvitaan polttoainetarpeen ja sen kustannusten laskemiseen. Tällaisten indikaattoreiden avulla laaditaan lämpötasapainot ja määritetään polttoainekäyttöisten laitosten tehokkuus.

TST voidaan laskea analyyttisesti tai kokeellisesti.Jos polttoaineen kemiallinen koostumus tiedetään, käytetään Mendelejevin kaavaa. Kokeelliset tekniikat perustuvat lämmön todelliseen mittaamiseen polttoaineen palamisen aikana.

Näissä tapauksissa käytetään erityistä palavaa pommia - kalorimetrinen pommi sekä kalorimetri ja termostaatti.

Laskelmien ominaisuudet ovat yksilölliset kullekin polttoainetyypille. Esimerkki: Polttomoottorien TST lasketaan alimmasta arvosta, koska neste ei tiivisty sylintereissä.

TST asetetaan kalorimetrisen pommin avulla. Paineistettu happi on kyllästetty vesihöyryllä. Polttoainenäyte sijoitetaan sellaiseen ympäristöön ja tulokset määritetään

Jokaisella ainetyypillä on oma TST kemiallisen koostumuksensa vuoksi. Arvot vaihtelevat huomattavasti, vaihteluväli on 1 000-10 000 kcal / kg.

Eri tyyppisten materiaalien vertailussa käytetään tavanomaisen polttoaineen käsitettä, jolle on tunnusomaista alempi TST (29 MJ / kg).

Kiinteiden materiaalien lämpöarvo

Tähän luokkaan kuuluvat puu, turve, koksi, öljyliuske, briketti ja jauhettu polttoaine. Suurin osa kiinteästä polttoaineesta on hiiltä.

Eri puulajien ominaisuudet

Polttopuun käytön suurin hyötysuhde saavutetaan, jos kaksi ehtoa täyttyy - kuiva puu ja hidas palamisprosessi.

Puu paloitellaan tai leikataan 25–30 cm pituisiksi paloiksi, jotta polttopuut ladataan kätevästi uuniin

Ihanteellinen puuhella lämmitys Tammi-, koivu-, tuhka- ja tuhkapuut otetaan huomioon. Hyvälle suorituskyvylle on ominaista orapihlaja, hasselpähkinä. Mutta havupuissa lämpöarvo on alhainen, mutta palamisaste on korkea.

Kuinka eri rodut palavat:

1. Pyökki, koivu, saarni, sarapu vaikea sulaa, mutta ne voivat polttaa raa'ina alhaisen kosteuspitoisuutensa vuoksi.
2. Leppä haavan kanssa ne eivät muodosta nokea ja "osaavat" poistaa sen savupiipusta.
3. Koivupuu Se vaatii riittävän määrän ilmaa uunissa, muuten se tupakoi ja asettuu hartsin kanssa putken seiniin.
4. Mänty sisältää enemmän hartsia kuin kuusen, joten se kipinöi ja palaa kuumemmin.
5. Päärynä ja omenapuu se hajoaa helpommin ja palaa täydellisesti.
6. setri vähitellen muuttuu sulaaksi hiileksi.
7. Kirsikka ja jalava tupakoi ja konepuua on vaikea halkaista.
8. Lehtipuun kanssa poppeli palaa nopeasti.

Eri rotujen TST-indeksit riippuvat suuresti tiettyjen rotujen tiheydestä. 1 kuutiometri polttopuuta vastaa noin 200 litraa nestemäistä polttoainetta ja 200 metriä³ maakaasu. Puu ja polttopuut ovat vähän energiatehokkaita.

Iän vaikutus hiilen ominaisuuksiin

Hiili on luonnollinen kasviperäinen materiaali. Se uutetaan sedimenttikiveistä. Tämä polttoaine sisältää hiiltä ja muita kemiallisia alkuaineita.

Materiaalin ikä vaikuttaa tyypin lisäksi myös hiilen lämpöarvoon. Ruskea kuuluu nuorten ryhmään, jota seuraa kivi, ja vanhinta pidetään antrasiittina.

Kosteus määräytyy myös polttoaineen iän mukaan: mitä nuorempi kivihiili, sitä suurempi sen kosteuspitoisuus on. Mikä vaikuttaa myös tämän tyyppisen polttoaineen ominaisuuksiin.

Hiilen polttamisprosessiin liittyy ympäristöä saastuttavien aineiden vapautumista, kun taas kattilan arina peitetään kuonalla. Toinen haittatekijä ilmakehälle on rikin esiintyminen polttoaineessa. Tämä elementti, joka on kosketuksissa ilman kanssa, muuttuu rikkihapoksi.

Valmistajat onnistuvat minimoimaan hiilen rikkipitoisuuden. Seurauksena on, että TJT eroaa jopa samoista lajeista. Vaikuttaa tuotannon suorituskykyyn ja maantieteeseen. Kiinteänä polttoaineena voidaan käyttää puhtaan kivihiilen lisäksi myös briketoitua kuonaa.

Suurin polttoainekyky havaitaan koksihiilessä. Kivillä, puulla, ruskohiilellä ja antrasiitilla on myös hyvät ominaisuudet.

Pelletti- ja brikettiominaisuudet

Tätä kiinteää polttoainetta valmistetaan teollisesti useista puu- ja vihannesjätteistä.

Silputut lastut, kuori, pahvi, oljet kuivataan ja erityislaitteet muuttuu rakeiksi. Jotta massa saavuttaa tietyn viskositeetin, siihen lisätään polymeeri - ligniiniä.

Pelletit eroavat kohtuullisista kustannuksista, joihin vaikuttaa korkea kysyntä ja valmistusprosessin ominaisuudet. Tätä materiaalia voidaan käyttää vain kattiloissa, jotka on suunniteltu tämän tyyppiselle polttoaineelle.

Briketit eroavat vain muodoltaan, niitä voidaan ladata uuneihin, kattiloihin. Molemmat polttoainetyypit jaetaan raaka-ainetyypeihin: pyöreistä tukista, turpeesta, auringonkukkasta, olkista.

sisään pelletit ja briketit Muihin polttoaineisiin verrattuna on merkittäviä etuja:

• täydellinen ympäristöystävällisyys;
• kyky varastoida melkein missä tahansa ympäristössä;
• kestävyys mekaaniselle rasitukselle ja sienelle;
• tasainen ja pitkä palava;
• optimaalinen pellettikoko lataamiseksi lämmityslaitteeseen.

Kestävät polttoaineet ovat hyvä vaihtoehto perinteisille lämmönlähteille, jotka eivät ole uusiutuvia ja vaikuttavat haitallisesti ympäristöön. Pelleteille ja briketille on kuitenkin ominaista lisääntynyt palovaara, joka tulisi ottaa huomioon varastointipaikkaa organisoitaessa.

Voit halutessasi järjestää polttoainebrikettien tuotannon omilla käsillä, lisätietoja - sisään tämä artikkeli.

Nestemäiset parametrit

Nestemäiset materiaalit, kuten kiinteät, hajoavat seuraaviin komponentteihin: hiili, vety, rikki, happi, typpi. Prosenttiosuus ilmaistaan ​​painona.

Hapesta ja typestä muodostuu sisäinen orgaanisen polttoaineen liitäntälaite, nämä komponentit eivät pala ja sisältyvät ehdollisesti koostumukseen. Ulkoinen liitäntälaite muodostuu kosteudesta ja tuhkasta.

Bensiinissä havaitaan korkeaa erityistä palamislämpöä. Tuotemerkistä riippuen se on 43-44 MJ.

Samanlaiset palamisen ominaislämpöarvot määritetään myös ilmailupetrolille - 42,9 MJ. Lämpöarvon mukaan myös dieselpolttoaine kuuluu johtajaryhmään - 43,4-43,6 MJ.

Koska bensiinissä on enemmän TST: tä kuin dieselpolttoaineella, sen kulutuksen ja tehokkuuden tulisi olla suurempi. Mutta dieselpolttoaine on 30–40% taloudellisempaa kuin bensiini

Suhteellisen alhaisille TST-arvoille on ominaista nestemäinen rakettipolttoaine, etyleeniglykoli. Pienin ominainen palamislämpö erotetaan alkoholista ja asetonista. Niiden suorituskyky on huomattavasti alhaisempi kuin perinteisten moottoripolttoaineiden.

Kaasumaisten polttoaineiden ominaisuudet

Kaasumainen polttoaine koostuu hiilimonoksidista, vedystä, metaanista, etaanista, propaanista, butaanista, eteenistä, bentseenistä, rikkivetystä ja muista komponenteista. Nämä indikaattorit ilmaistaan ​​tilavuusprosentteina.

Suurin palamislämpö on vety. Palava, kilogramma ainetta emittoi 119,83 MJ lämpöä. Mutta sille on ominaista korkea räjähdysvaara.

Korkeita lämpöarvoja havaitaan myös maakaasussa.

Ne ovat yhtä suuret kuin 41-49 MJ / kg. Mutta esimerkiksi puhtaan metaanin lämpöarvo on yli 50 MJ / kg.

Vertailutaulukko

Taulukko näyttää nestemäisten, kiinteiden, kaasumaisten polttoaineiden massaspesifisen palamislämmön arvot.

Pöydästä voidaan nähdä, että kaikkien aineiden, ei vain kaasumaisten, korkeimmissa TST-indikaattoreissa on vety. Se tarkoittaa korkean energian polttoaineita.

Vetypolton tuote on tavallinen vesi. Prosessissa ei tule päästöjä, tuhkaa, hiilimonoksidia ja hiilidioksidia, mikä tekee aineesta ympäristöystävällisen polttoaineen.Mutta se on räjähtävä ja sen tiheys on pieni, joten tätä polttoainetta on vaikea nesteyttää ja kuljettaa.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Eri puulajien lämpöarvosta. Indikaattorien vertailu per m³ ja kg

TST on polttoaineen tärkein lämpö- ja käyttöominaisuus. Tätä indikaattoria käytetään monilla ihmistoiminnan aloilla: lämpömoottoreissa, voimalaitoksissa, teollisuudessa kodien lämmittämisessä ja ruoanlaitossa.

Lämpöarvot auttavat vertailemaan erityyppisiä polttoaineita vapautuneen energian määrän mukaan, laskemaan tarvittava polttoaineen massa, säästämään kustannuksia.

Onko jotain täydentävää vai onko sinulla kysyttävää eri polttoaineiden lämpöarvosta? Voit jättää kommentteja julkaisusta ja osallistua keskusteluihin - yhteydenottolomake on alaosassa.