Il potere calorifico di diversi tipi di combustibile: un confronto del combustibile con il potere calorifico + tabella

Quando una certa quantità di combustibile si brucia, viene rilasciata una quantità misurabile di calore. Secondo il Sistema internazionale di unità, il valore è espresso in Joule per kg o m³. Ma i parametri possono essere calcolati in kcal o kW. Se il valore è correlato all'unità di carburante, viene chiamato specifico.

Cosa influenza il potere calorifico di vari carburanti? Qual è il valore dell'indicatore per sostanze liquide, solide e gassose? Le risposte a queste domande sono dettagliate nell'articolo. Inoltre, abbiamo preparato una tabella che mostra il calore specifico della combustione dei materiali: queste informazioni sono utili quando si sceglie un tipo di combustibile ad alta energia.

Informazioni generali sul potere calorifico

Il rilascio di energia durante la combustione dovrebbe essere caratterizzato da due parametri: alta efficienza e assenza di produzione di sostanze nocive.

Il combustibile artificiale si ottiene nel processo di lavorazione naturale - biocarburante. Indipendentemente dallo stato di aggregazione, le sostanze nella loro composizione chimica hanno una parte combustibile e non combustibile. Il primo è carbonio e idrogeno. Il secondo è costituito da acqua, sali minerali, azoto, ossigeno, metalli.

Secondo lo stato di aggregazione, il combustibile è diviso in liquido, solido e gas. Ogni gruppo si ramifica inoltre in un sottogruppo naturale e artificiale (+)

Quando viene bruciato 1 kg di tale "miscela", viene rilasciata una diversa quantità di energia. La quantità di questa particolare energia che verrà rilasciata dipende dalle proporzioni di questi elementi: la parte combustibile, l'umidità, il contenuto di ceneri e altri componenti.

Il calore di combustione del carburante (TST) è formato da due livelli: il più alto e il più basso. Il primo indicatore si ottiene a causa della condensa dell'acqua, nel secondo questo fattore non viene preso in considerazione.

Un TST più basso è necessario per calcolare la necessità di combustibile e il suo costo, con l'aiuto di tali indicatori vengono compilati i saldi termici e viene determinata l'efficienza degli impianti alimentati a combustibile.

Il TST può essere calcolato analiticamente o sperimentalmente.Se la composizione chimica del combustibile è nota, viene utilizzata la formula di Mendeleev. Le tecniche sperimentali si basano sulla misurazione effettiva del calore durante la combustione del combustibile.

In questi casi, viene utilizzata una speciale bomba che brucia - una bomba calorimetrica insieme a un calorimetro e un termostato.

Le caratteristiche dei calcoli sono individuali per ciascun tipo di carburante. Esempio: il TST nei motori a combustione interna viene calcolato dal valore più basso, poiché il liquido non si condensa nei cilindri.

Il TST è impostato usando una bomba calorimetrica. L'ossigeno compresso è saturo di vapore acqueo. Un campione di carburante viene inserito in tale ambiente e i risultati determinati

Ogni tipo di sostanza ha il suo TST a causa della sua composizione chimica. I valori variano significativamente, la gamma di fluttuazioni è 1 000-10 000 kcal / kg.

Confrontando diversi tipi di materiali, viene utilizzato il concetto di combustibile convenzionale, caratterizzato da un TST inferiore di 29 MJ / kg.

Potere calorifico di materiali solidi

Questa categoria comprende legna, torba, coke, scisti bituminosi, bricchette e combustibile polverizzato. La maggior parte del combustibile solido è il carbonio.

Caratteristiche di diverse specie di legno

La massima efficienza dall'uso della legna da ardere si ottiene se si verificano due condizioni: la legna secca e un lento processo di combustione.

Pezzi di legno tagliati o tagliati in pezzi lunghi fino a 25-30 cm in modo che la legna da ardere venga comodamente caricata nella fornace

Ideale per riscaldamento a legna Sono considerati blocchi di quercia, betulla, frassino. Le buone prestazioni sono caratterizzate da biancospino, nocciola. Ma nelle conifere, il potere calorifico è basso, ma la velocità di combustione è alta.

Come bruciano razze diverse:

1. Faggio, betulla, frassino, nocciola difficili da sciogliere, ma possono bruciare crudi a causa del loro basso contenuto di umidità.
2. Ontano con pioppo tremulo non formano fuliggine e "sanno come" rimuoverlo dal camino.
3. Betulla Richiede una quantità sufficiente di aria nella fornace, altrimenti fumerà e si depositerà con resina sulle pareti del tubo.
4. Albero di pino contiene più resina dell'abete rosso, quindi scintilla e brucia più caldo.
5. Pero e melo si rompe più facilmente e brucia perfettamente.
6. cedro si trasforma gradualmente in carbone fumante.
7. Ciliegio ed Olmo fuma e il platano è difficile da dividere.
8. Tiglio con pioppo esaurirsi rapidamente.

Gli indici TST di razze diverse dipendono fortemente dalla densità di rocce specifiche. 1 metro cubo di legna da ardere equivale a circa 200 litri di combustibile liquido e 200 m³ gas naturale. La legna e la legna sono a basso consumo energetico.

L'effetto dell'età sulle proprietà del carbone

Il carbone è un materiale naturale di origine vegetale. Viene estratto da rocce sedimentarie. Questo combustibile contiene carbonio e altri elementi chimici.

Oltre al tipo, l'età del materiale influisce anche sul potere calorifico del carbone. Il marrone appartiene alla categoria giovane, seguito dalla pietra, e il più antico è considerato antracite.

L'umidità è anche determinata dall'età del carburante: più giovane è il carbone, maggiore è il contenuto di umidità in esso. Ciò influisce anche sulle proprietà di questo tipo di carburante.

Il processo di combustione del carbone è accompagnato dal rilascio di sostanze che inquinano l'ambiente, mentre la griglia della caldaia è coperta di scorie. Un altro fattore avverso per l'atmosfera è la presenza di zolfo nel carburante. Questo elemento a contatto con l'aria si trasforma in acido solforico.

I produttori riescono a ridurre al minimo il contenuto di zolfo nel carbone. Di conseguenza, TJT differisce anche all'interno della stessa specie. Colpisce le prestazioni e la geografia della produzione. Come combustibile solido, possono essere utilizzati non solo carbone puro, ma anche scorie bricchettate.

La più grande capacità di carburante si osserva nel carbone da coke. Pietra, legno, lignite e antracite hanno anche buone caratteristiche.

Caratteristiche di pellet e bricchette

Questo combustibile solido è prodotto industrialmente da vari detriti di legno e vegetali.

Patatine tritate, corteccia, cartone, paglia vengono essiccate e con attrezzatura speciale si trasforma in granuli. Affinché la massa acquisisca un certo grado di viscosità, viene aggiunta una polimero - lignina.

I pellet differiscono per un costo ragionevole, che è influenzato dalla forte domanda e dalle caratteristiche del processo di fabbricazione. Questo materiale può essere utilizzato solo in caldaie progettate per questo tipo di combustibile.

Le bricchette si differenziano solo per la forma, possono essere caricate in forni, caldaie. Entrambi i tipi di combustibile sono suddivisi in tipi di materie prime: da tronchi rotondi, torba, girasole, paglia.

in pellet e bricchette Ci sono vantaggi significativi rispetto ad altri tipi di carburante:

• piena compatibilità ambientale;
• la capacità di conservare in quasi tutti gli ambienti;
• resistenza alle sollecitazioni meccaniche e ai funghi;
• uniforme e lunga combustione;
• dimensione ottimale del pellet per il caricamento in un dispositivo di riscaldamento.

I combustibili sostenibili sono una buona alternativa alle fonti di calore tradizionali che non sono rinnovabili e influiscono negativamente sull'ambiente. Ma i pellet e le bricchette sono caratterizzati da un aumento del rischio di incendio, che dovrebbe essere preso in considerazione quando si organizza un luogo di stoccaggio.

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Parametri liquidi

I materiali liquidi, come quelli solidi, vengono decomposti nei seguenti componenti: carbonio, idrogeno, zolfo, ossigeno, azoto. La percentuale è espressa in peso.

Dall'ossigeno e dall'azoto si forma un reattore interno per combustibile organico, questi componenti non bruciano e sono inclusi nella composizione in modo condizionale. La zavorra esterna è formata da umidità e cenere.

Nella benzina si osserva un elevato calore specifico della combustione. A seconda del marchio, è 43-44 MJ.

Valori di calore specifici simili di combustione sono determinati anche per il cherosene per aviazione - 42,9 MJ. In termini di potere calorifico, anche il gasolio rientra nella categoria dei leader: 43,4-43,6 MJ.

Dato che la benzina ha più TST del gasolio, dovrebbe avere un consumo ed efficienza maggiori. Ma il gasolio è del 30-40% più economico della benzina

Valori di TST relativamente bassi sono caratterizzati da carburante liquido per missili, glicole etilenico. Il calore specifico minimo di combustione si distingue per alcool e acetone. Le loro prestazioni sono significativamente inferiori a quelle dei carburanti tradizionali.

Proprietà del combustibile gassoso

Il combustibile gassoso è composto da monossido di carbonio, idrogeno, metano, etano, propano, butano, etilene, benzene, idrogeno solforato e altri componenti. Questi indicatori sono espressi in percentuale in volume.

Il più grande calore di combustione è l'idrogeno. Bruciando, un chilogrammo di sostanza emette 119,83 MJ di calore. Ma è caratterizzato da un alto grado di rischio di esplosione.

Valori calorici elevati si osservano anche nel gas naturale.

Sono uguali a 41-49 MJ per kg. Ad esempio, il metano puro ha un potere calorifico superiore a 50 MJ per kg.

Tabella comparativa

La tabella mostra i valori del calore specifico di massa della combustione di combustibili liquidi, solidi e gassosi.

Dalla tabella si può vedere che gli indicatori TST più elevati di tutte le sostanze, e non solo quelli gassosi, hanno idrogeno. Si riferisce ai carburanti ad alta energia.

Il prodotto della combustione dell'idrogeno è l'acqua ordinaria. Nel processo, i rifiuti della fornace, la cenere, il monossido di carbonio e l'anidride carbonica non vengono emessi, il che rende la sostanza combustibile ecologico.Ma è esplosivo e ha una bassa densità, quindi questo carburante è difficile da liquefarre e trasportare.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Circa il potere calorifico di diverse specie di legno. Confronto di indicatori per m³ e kg

Il TST è la più importante caratteristica termica e operativa del combustibile. Questo indicatore viene utilizzato in vari settori dell'attività umana: motori termici, centrali elettriche, industria, riscaldamento di abitazioni e cucina.

I valori calorici aiutano a confrontare diversi tipi di carburante in base al grado di energia rilasciata, calcolare la massa richiesta di carburante, risparmiare sui costi.

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