Giá trị năng lượng của các loại nhiên liệu khác nhau: so sánh nhiên liệu theo giá trị nhiệt lượng + bảng giá trị nhiệt lượng

Khi một lượng nhiên liệu nhất định bị đốt cháy, một lượng nhiệt có thể đo được sẽ được giải phóng. Theo Hệ thống đơn vị quốc tế, giá trị được biểu thị bằng Joules trên mỗi kg hoặc m³. Nhưng các thông số có thể được tính bằng kcal hoặc kW. Nếu giá trị liên quan đến đơn vị nhiên liệu, nó được gọi là cụ thể.

Điều gì ảnh hưởng đến giá trị năng lượng của các loại nhiên liệu khác nhau? Giá trị của chất chỉ thị cho các chất lỏng, rắn và khí là gì? Câu trả lời cho những câu hỏi này được trình bày chi tiết trong bài viết. Ngoài ra, chúng tôi đã chuẩn bị một bảng cho thấy sức nóng cụ thể của quá trình đốt cháy vật liệu - thông tin này rất hữu ích khi chọn loại nhiên liệu năng lượng cao.

Thông tin chung về giá trị năng lượng

Sự giải phóng năng lượng trong quá trình đốt cháy phải được đặc trưng bởi hai thông số: hiệu quả cao và không có sự sản xuất các chất có hại.

Nhiên liệu nhân tạo thu được trong quá trình xử lý tự nhiên - nhiên liệu sinh học. Bất kể trạng thái kết tập, các chất trong thành phần hóa học của chúng có một phần dễ cháy và không cháy. Đầu tiên là carbon và hydro. Thứ hai bao gồm nước, muối khoáng, nitơ, oxy, kim loại.

Theo trạng thái kết tập, nhiên liệu được chia thành chất lỏng, rắn và khí. Mỗi nhóm cũng phân nhánh thành một nhóm nhỏ tự nhiên và nhân tạo (+)

Khi đốt cháy 1 kg hỗn hợp như vậy, một lượng năng lượng khác được giải phóng. Bao nhiêu năng lượng đặc biệt này sẽ được giải phóng phụ thuộc vào tỷ lệ của các yếu tố này - phần dễ cháy, độ ẩm, hàm lượng tro và các thành phần khác.

Nhiệt đốt cháy nhiên liệu (TST) được hình thành từ hai cấp độ - cao nhất và thấp nhất. Chỉ số đầu tiên thu được do ngưng tụ nước, trong lần thứ hai, yếu tố này không được tính đến.

TST thấp hơn là cần thiết để tính toán nhu cầu nhiên liệu và chi phí của nó, với sự trợ giúp của các chỉ số cân bằng nhiệt như vậy được biên soạn và hiệu quả của các nhà máy chạy bằng nhiên liệu được xác định.

TST có thể được tính toán phân tích hoặc thực nghiệm.Nếu thành phần hóa học của nhiên liệu được biết đến, công thức Mendeleev được sử dụng. Các kỹ thuật thí nghiệm dựa trên việc đo nhiệt thực tế trong quá trình đốt cháy nhiên liệu.

Trong những trường hợp này, một quả bom đốt đặc biệt được sử dụng - một quả bom nhiệt lượng kế cùng với nhiệt lượng kế và nhiệt kế.

Các tính năng của các tính toán là riêng cho từng loại nhiên liệu. Ví dụ: TST trong động cơ đốt trong được tính từ giá trị thấp nhất, vì chất lỏng không ngưng tụ trong các xi lanh.

TST được thiết lập bằng cách sử dụng bom nhiệt lượng kế. Oxy nén được bão hòa với hơi nước. Một mẫu nhiên liệu được đặt trong một môi trường như vậy và kết quả được xác định

Mỗi loại chất có TST riêng do thành phần hóa học của nó. Các giá trị khác nhau đáng kể, phạm vi dao động là 1 000-10 000 kcal / kg.

So sánh các loại vật liệu khác nhau, khái niệm nhiên liệu thông thường được sử dụng, nó được đặc trưng bởi TST thấp hơn 29 MJ / kg.

Nhiệt trị của vật liệu rắn

Danh mục này bao gồm gỗ, than bùn, than cốc, đá phiến dầu, than bánh và nhiên liệu nghiền. Phần lớn nhiên liệu rắn là carbon.

Đặc điểm của các loài gỗ khác nhau

Hiệu quả tối đa từ việc sử dụng củi đạt được nếu đáp ứng được hai điều kiện - gỗ khô và quá trình đốt chậm.

Những miếng gỗ được cắt lát hoặc cắt thành những miếng dài tới 25-30 cm để củi được đưa vào lò một cách thuận tiện

Lý tưởng cho sưởi ấm bếp gỗ Sồi, bạch dương, khối tro được xem xét. Hiệu suất tốt được đặc trưng bởi táo gai, cây phỉ. Nhưng trong cây lá kim, giá trị nhiệt lượng thấp, nhưng tốc độ đốt cháy cao.

Làm thế nào các giống khác nhau đốt:

1. Sồi, bạch dương, tro, cây phỉ khó tan chảy, nhưng chúng có thể cháy thô do độ ẩm thấp.
2. Alder với aspen họ không hình thành bồ hóng và người biết cách loại bỏ nó khỏi ống khói.
3. Cây bạch dương Nó đòi hỏi một lượng không khí đủ trong lò, nếu không nó sẽ hút thuốc và lắng xuống bằng nhựa trên thành ống.
4. Cây thông chứa nhiều nhựa hơn vân sam, vì vậy nó gây ra tia lửa và đốt nóng hơn.
5. Cây lê và cây táo nó dễ dàng phá vỡ hơn và cháy hoàn hảo.
6. Gỗ tuyết tùng dần dần biến thành than âm ỉ.
7. Anh đào và Elm hút thuốc, và cây máy bay rất khó phân chia.
8. Cây Linden với cây dương cháy hết nhanh

Chỉ số TST của các giống khác nhau phụ thuộc mạnh mẽ vào mật độ của các giống cụ thể. 1 mét khối củi tương đương với khoảng 200 lít nhiên liệu lỏng và 200 m³ khí thiên nhiên. Gỗ và củi có hiệu quả năng lượng thấp.

Ảnh hưởng của tuổi tác lên tính chất của than

Than là nguyên liệu tự nhiên có nguồn gốc thực vật. Nó được khai thác từ đá trầm tích. Nhiên liệu này chứa carbon và các yếu tố hóa học khác.

Ngoài loại, tuổi của vật liệu cũng ảnh hưởng đến giá trị năng lượng của than. Brown thuộc về thể loại trẻ, tiếp theo là đá và lâu đời nhất được coi là antraxit.

Độ ẩm cũng được xác định theo tuổi của nhiên liệu: than càng trẻ, độ ẩm trong nó càng lớn. Điều này cũng ảnh hưởng đến các tính chất của loại nhiên liệu này.

Quá trình đốt than đi kèm với việc giải phóng các chất gây ô nhiễm môi trường, trong khi vỉ của lò hơi được phủ bằng xỉ. Một yếu tố bất lợi khác cho bầu khí quyển là sự hiện diện của lưu huỳnh trong nhiên liệu. Nguyên tố này tiếp xúc với không khí được chuyển thành axit sunfuric.

Các nhà sản xuất quản lý để giảm thiểu hàm lượng lưu huỳnh trong than. Kết quả là, TJT khác nhau ngay cả trong cùng một loài. Ảnh hưởng đến hiệu suất và địa lý của sản xuất. Là nhiên liệu rắn, không chỉ than nguyên chất, mà cả xỉ đóng bánh có thể được sử dụng.

Khả năng nhiên liệu lớn nhất được quan sát thấy trong than cốc. Đá, gỗ, than non và than antraxit cũng có những đặc điểm tốt.

Đặc điểm của viên và than bánh

Nhiên liệu rắn này được sản xuất công nghiệp từ các mảnh vụn gỗ và thực vật khác nhau.

Mảnh vụn, vỏ cây, bìa cứng, rơm được sấy khô và với thiết bị đặc biệt biến thành hạt. Để khối lượng thu được một độ nhớt nhất định, một loại polymer - lignin được thêm vào nó.

Pellets khác nhau về chi phí hợp lý, bị ảnh hưởng bởi nhu cầu cao và các tính năng của quá trình sản xuất. Vật liệu này chỉ có thể được sử dụng trong nồi hơi được thiết kế cho loại nhiên liệu này.

Briquettes chỉ khác nhau về hình dạng, chúng có thể được nạp vào lò nướng, nồi hơi. Cả hai loại nhiên liệu được chia thành các loại nguyên liệu thô: từ khúc gỗ tròn, than bùn, hướng dương, rơm.

Tại viên và than bánh Có những lợi thế đáng kể so với các loại nhiên liệu khác:

• thân thiện với môi trường đầy đủ;
• khả năng lưu trữ trong hầu hết mọi môi trường;
• đề kháng với căng thẳng cơ học và nấm;
• đồng đều và đốt lâu;
• kích thước viên tối ưu để tải vào một thiết bị sưởi ấm.

Nhiên liệu bền vững là một lựa chọn tốt cho các nguồn nhiệt truyền thống không thể tái tạo và ảnh hưởng xấu đến môi trường. Nhưng các viên và than bánh được đặc trưng bởi sự gia tăng nguy cơ hỏa hoạn, cần được tính đến khi tổ chức một vị trí lưu trữ.

Nếu bạn muốn, bạn có thể sắp xếp việc sản xuất than bánh nhiên liệu bằng tay của mình, chi tiết hơn - trong bài viết này.

Thông số chất lỏng

Các vật liệu lỏng, giống như các chất rắn, được phân hủy thành các thành phần sau: carbon, hydro, lưu huỳnh, oxy, nitơ. Tỷ lệ phần trăm được thể hiện bằng trọng lượng.

Từ oxy và nitơ, dằn nhiên liệu hữu cơ bên trong được hình thành, các thành phần này không cháy và được đưa vào thành phần một cách có điều kiện. Chấn lưu bên ngoài được hình thành từ độ ẩm và tro.

Nhiệt dung riêng cao của quá trình đốt cháy được quan sát thấy trong xăng. Tùy thuộc vào thương hiệu, nó là 43-44 MJ.

Các giá trị nhiệt cụ thể tương tự của quá trình đốt cháy cũng được xác định đối với dầu hỏa hàng không - 42,9 MJ. Về mặt giá trị năng lượng, nhiên liệu diesel cũng thuộc nhóm các nhà lãnh đạo - 43.4-43.6 MJ.

Vì xăng có nhiều TST hơn nhiên liệu diesel, nên nó có mức tiêu thụ và hiệu quả cao hơn. Nhưng nhiên liệu diesel tiết kiệm hơn 30 - 40% so với xăng

Giá trị TST tương đối thấp được đặc trưng bởi nhiên liệu tên lửa lỏng, ethylene glycol. Nhiệt dung riêng tối thiểu của quá trình đốt cháy được phân biệt bởi rượu và acetone. Hiệu suất của chúng thấp hơn đáng kể so với nhiên liệu động cơ truyền thống.

Tính chất nhiên liệu khí

Nhiên liệu khí bao gồm carbon monoxide, hydro, metan, ethane, propane, butane, ethylene, benzen, hydro sulfide và các thành phần khác. Các chỉ số này được thể hiện dưới dạng phần trăm theo khối lượng.

Nhiệt lượng lớn nhất của quá trình đốt cháy là hydro. Đốt cháy, một kilôgam chất phát ra 119,83 MJ nhiệt. Nhưng nó được đặc trưng bởi mức độ nguy hiểm nổ cao.

Các giá trị nhiệt lượng cao cũng được quan sát thấy trong khí tự nhiên.

Chúng tương đương với 41-49 MJ mỗi kg. Nhưng, ví dụ, metan tinh khiết có giá trị năng lượng hơn 50 MJ mỗi kg.

Biểu đồ so sánh

Bảng này cho thấy các giá trị của nhiệt dung riêng của khối lượng đốt cháy của các loại nhiên liệu lỏng, rắn, khí.

Từ bảng có thể thấy rằng các chỉ số TST cao nhất của tất cả các chất, và không chỉ từ các chất khí, có hydro. Nó đề cập đến nhiên liệu năng lượng cao.

Sản phẩm của quá trình đốt cháy hydro là nước thông thường. Trong quá trình, chất thải lò, tro, carbon monoxide và carbon dioxide không được phát ra, điều này làm cho chất này thân thiện với môi trường.Nhưng nó là chất nổ và có mật độ thấp, vì vậy nhiên liệu này rất khó để hóa lỏng và vận chuyển.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Về giá trị năng lượng của các loại gỗ khác nhau. So sánh các chỉ số trên m³ và kg

TST là đặc tính nhiệt và hoạt động quan trọng nhất của nhiên liệu. Chỉ số này được sử dụng trong các lĩnh vực hoạt động khác nhau của con người: động cơ nhiệt, nhà máy điện, công nghiệp, khi sưởi ấm nhà và nấu ăn.

Các giá trị năng lượng giúp so sánh các loại nhiên liệu khác nhau theo mức độ năng lượng được giải phóng, tính toán khối lượng nhiên liệu cần thiết, tiết kiệm chi phí.

Có bất cứ điều gì để bổ sung, hoặc có câu hỏi về giá trị năng lượng của các loại nhiên liệu khác nhau? Bạn có thể để lại nhận xét về ấn phẩm và tham gia thảo luận - biểu mẫu liên hệ nằm ở khối dưới cùng.