Le pouvoir calorifique des différents types de combustibles: comparaison du combustible par pouvoir calorifique + tableau de pouvoir calorifique

Lorsqu'une certaine quantité de carburant brûle, une quantité mesurable de chaleur est libérée. Selon le Système international d'unités, la valeur est exprimée en Joules par kg ou m³. Mais les paramètres peuvent être calculés en kcal ou en kW. Si la valeur est liée à l'unité de carburant, elle est appelée spécifique.

Qu'est-ce qui affecte le pouvoir calorifique de divers combustibles? Quelle est la valeur de l'indicateur pour les substances liquides, solides et gazeuses? Les réponses à ces questions sont détaillées dans l'article. De plus, nous avons préparé un tableau montrant la chaleur spécifique de combustion des matériaux - cette information est utile lors du choix d'un type de carburant à haute énergie.

Informations générales sur le pouvoir calorifique

La libération d'énergie lors de la combustion doit être caractérisée par deux paramètres: une efficacité élevée et l'absence de production de substances nocives.

Le combustible artificiel est obtenu dans le processus de traitement naturel - biocarburant. Quel que soit l'état d'agrégation, les substances dans leur composition chimique ont une partie combustible et non combustible. Le premier est le carbone et l'hydrogène. Le second est composé d'eau, de sels minéraux, d'azote, d'oxygène, de métaux.

Selon l'état d'agrégation, le carburant est divisé en liquide, solide et gaz. Chaque groupe se ramifie en outre en un sous-groupe naturel et artificiel (+)

Lorsque 1 kg d'un tel «mélange» est brûlé, une quantité d'énergie différente est libérée. La quantité de cette énergie particulière qui sera libérée dépend des proportions de ces éléments - la partie combustible, l'humidité, la teneur en cendres et d'autres composants.

La chaleur de combustion du carburant (TST) est formée de deux niveaux - le plus élevé et le plus bas. Le premier indicateur est obtenu grâce à la condensation de l'eau, dans le second ce facteur n'est pas pris en compte.

Un TST plus bas est nécessaire pour calculer le besoin de carburant et son coût, à l'aide de tels indicateurs, des bilans thermiques sont compilés et l'efficacité des centrales à combustible est déterminée.

Le TST peut être calculé analytiquement ou expérimentalement.Si la composition chimique du carburant est connue, la formule de Mendeleev est utilisée. Les techniques expérimentales sont basées sur la mesure réelle de la chaleur pendant la combustion du combustible.

Dans ces cas, une bombe à combustion spéciale est utilisée - une bombe calorimétrique avec un calorimètre et un thermostat.

Les caractéristiques des calculs sont individuelles pour chaque type de carburant. Exemple: le TST dans les moteurs à combustion interne est calculé à partir de la valeur la plus basse, car le liquide ne se condense pas dans les cylindres.

Le TST est réglé à l'aide d'une bombe calorimétrique. L'oxygène comprimé est saturé de vapeur d'eau. Un échantillon de carburant est placé dans un tel environnement et les résultats déterminés

Chaque type de substance a son propre TST en raison de sa composition chimique. Les valeurs varient considérablement, la plage de fluctuations est de 1 000 à 10 000 kcal / kg.

En comparant différents types de matériaux, le concept de carburant conventionnel est utilisé; il se caractérise par un TST inférieur de 29 MJ / kg.

Pouvoir calorifique des matériaux solides

Cette catégorie comprend le bois, la tourbe, le coke, le schiste bitumineux, la briquette et le combustible pulvérisé. La majeure partie du combustible solide est du carbone.

Caractéristiques de différentes essences de bois

L'efficacité maximale de l'utilisation du bois de chauffage est atteinte si deux conditions sont remplies - le bois sec et un processus de combustion lent.

Morceaux de bois tranchés ou coupés en morceaux jusqu'à 25-30 cm de long pour que le bois de chauffage soit commodément chargé dans le four

Idéal pour chauffage au poêle à bois Des blocs de chêne, de bouleau et de frêne sont pris en compte. Les bonnes performances se caractérisent par l'aubépine, le noisetier. Mais dans les conifères, le pouvoir calorifique est faible, mais le taux de combustion est élevé.

Comment brûlent différentes races:

1. Hêtre, bouleau, frêne, noisetier difficiles à fondre, mais ils peuvent brûler crus en raison de leur faible teneur en humidité.
2. Aulne avec tremble ils ne forment pas de suie et «savent comment» l'enlever de la cheminée.
3. Bouleau Il nécessite une quantité suffisante d'air dans le four, sinon il fumera et se déposera avec de la résine sur les parois du tuyau.
4. Pin contient plus de résine que l'épinette, donc il fait des étincelles et brûle plus chaud.
5. Poirier et pommier il se casse plus facilement et brûle parfaitement.
6. Cèdre se transforme progressivement en charbon fumant.
7. Cerise et orme fume et le platane est difficile à fendre.
8. Tilleul avec peuplier brûler rapidement.

Les indices TST de différentes races dépendent fortement de la densité de races spécifiques. 1 mètre cube de bois de chauffage équivaut à environ 200 litres de combustible liquide et 200 m³ le gaz naturel. Le bois et le bois de chauffage sont peu énergivores.

L'effet de l'âge sur les propriétés du charbon

Le charbon est une matière naturelle d'origine végétale. Il est extrait des roches sédimentaires. Ce carburant contient du carbone et d'autres éléments chimiques.

En plus du type, l'âge du matériau affecte également le pouvoir calorifique du charbon. Le brun appartient à la catégorie des jeunes, suivi de la pierre, et le plus ancien est considéré comme anthracite.

L'humidité est également déterminée par l'âge du combustible: plus le charbon est jeune, plus sa teneur en humidité est élevée. Ce qui affecte également les propriétés de ce type de carburant.

Le processus de combustion du charbon s'accompagne de la libération de substances polluantes pour l'environnement, tandis que la grille de la chaudière est recouverte de scories. Un autre facteur défavorable pour l'atmosphère est la présence de soufre dans le carburant. Cet élément en contact avec l'air se transforme en acide sulfurique.

Les fabricants parviennent à minimiser la teneur en soufre du charbon. En conséquence, le TJT diffère même au sein d'une même espèce. Affecte les performances et la géographie de la production. Comme combustible solide, non seulement du charbon pur, mais aussi du laitier briqueté peuvent être utilisés.

La plus grande capacité de combustible est observée dans le charbon à coke. La pierre, le bois, le lignite et l'anthracite ont également de bonnes caractéristiques.

Caractéristiques des granulés et briquettes

Ce combustible solide est fabriqué industriellement à partir de divers débris de bois et de légumes.

Les copeaux déchiquetés, l'écorce, le carton, la paille sont séchés et équipement spécial se transforme en granulés. Afin que la masse acquière un certain degré de viscosité, un polymère - lignine y est ajouté.

Les granulés diffèrent par leur coût raisonnable, qui est influencé par la forte demande et les caractéristiques du processus de fabrication. Ce matériau ne peut être utilisé que dans des chaudières conçues pour ce type de combustible.

Les briquettes ne diffèrent que par leur forme, elles peuvent être chargées dans des fours, des chaudières. Les deux types de combustibles sont divisés en types de matières premières: à partir de billes rondes, de tourbe, de tournesol, de paille.

À granulés et briquettes Il existe des avantages importants par rapport aux autres types de carburant:

• respect de l'environnement;
• la capacité de stocker dans presque n'importe quel environnement;
• résistance aux contraintes mécaniques et aux champignons;
• combustion uniforme et longue;
• granulométrie optimale pour le chargement dans un appareil de chauffage.

Les combustibles durables sont une bonne alternative aux sources de chaleur traditionnelles qui ne sont pas renouvelables et qui nuisent à l'environnement. Mais les granulés et les briquettes sont caractérisés par un risque d'incendie accru, qui doit être pris en compte lors de l'organisation d'un lieu de stockage.

Si vous le souhaitez, vous pouvez organiser la production de briquettes de combustible de vos propres mains, plus de détails - en cet article.

Paramètres liquides

Les matériaux liquides, comme les solides, sont décomposés en les composants suivants: carbone, hydrogène, soufre, oxygène, azote. Le pourcentage est exprimé en poids.

De l'oxygène et de l'azote, un ballast de carburant organique interne est formé, ces composants ne brûlent pas et sont inclus dans la composition de manière conditionnelle. Le ballast externe est formé d'humidité et de cendres.

Une chaleur de combustion spécifique élevée est observée dans l'essence. Selon la marque, c'est 43-44 MJ.

Des valeurs thermiques spécifiques de combustion similaires sont également déterminées pour le kérosène de l'aviation - 42,9 MJ. En termes de valeur calorifique, le carburant diesel tombe également dans la catégorie des leaders - 43,4-43,6 MJ.

Étant donné que l'essence a plus de TST que le carburant diesel, elle devrait avoir une consommation et une efficacité plus élevées. Mais le carburant diesel est 30 à 40% plus économique que l'essence

Des valeurs TST relativement faibles sont caractérisées par un carburant liquide pour fusée, l'éthylène glycol. La chaleur spécifique minimale de combustion se distingue par l'alcool et l'acétone. Leurs performances sont nettement inférieures à celles des carburants traditionnels.

Propriétés des combustibles gazeux

Le combustible gazeux est composé de monoxyde de carbone, d'hydrogène, de méthane, d'éthane, de propane, de butane, d'éthylène, de benzène, de sulfure d'hydrogène et d'autres composants. Ces indicateurs sont exprimés en pourcentage en volume.

La plus grande chaleur de combustion est l'hydrogène. En brûlant, un kilogramme de substance émet 119,83 MJ de chaleur. Mais il se caractérise par un degré élevé de risque d'explosion.

Des valeurs calorifiques élevées sont également observées dans le gaz naturel.

Ils sont égaux à 41-49 MJ par kg. Mais, par exemple, le méthane pur a un pouvoir calorifique supérieur à 50 MJ par kg.

Tableau de comparaison

Le tableau montre les valeurs de la chaleur de combustion spécifique à la masse de combustibles liquides, solides et gazeux.

Le tableau montre que les indicateurs TST les plus élevés de toutes les substances, et pas seulement des substances gazeuses, ont de l'hydrogène. Il s'agit de carburants à haute énergie.

Le produit de la combustion de l'hydrogène est de l'eau ordinaire. Dans le processus, les scories, les cendres, le monoxyde de carbone et le dioxyde de carbone du four ne sont pas émis, ce qui rend la substance combustible respectueuse de l'environnement.Mais il est explosif et a une faible densité, ce carburant est donc difficile à liquéfier et à transporter.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

À propos de la valeur calorifique de différentes essences de bois. Comparaison des indicateurs par m³ et kg

Le TST est la caractéristique thermique et opérationnelle la plus importante du carburant. Cet indicateur est utilisé dans divers domaines de l'activité humaine: moteurs thermiques, centrales électriques, industrie, pour chauffer les maisons et cuisiner.

Les valeurs calorifiques aident à comparer différents types de combustibles en fonction du degré d'énergie libéré, à calculer la masse de combustible requise, à économiser sur les coûts.

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