Eri tyyppisten polttoaineiden lämpöarvo: polttoaineiden vertailu lämpöarvon mukaan + lämpöarvotaulukko

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

Mikä vaikuttaa eri polttoaineiden lämpöarvoon? Mikä on nestemäisten, kiinteiden ja kaasumaisten aineiden indikaattorin arvo? Vastaukset yllä oleviin kysymyksiin on kuvattu yksityiskohtaisesti artikkelissa. Lisäksi olemme laatineet taulukon, jossa näkyy materiaalien ominaispalamislämpö - tämä tieto on hyödyllinen valittaessa korkean energian polttoainetyyppiä.

Yleistä lämpöarvosta

Energian vapautumista palamisen aikana tulisi luonnehtia kahdella parametrilla: korkea hyötysuhde ja haitallisten aineiden tuotannon puuttuminen.

Keinotekoinen polttoaine saadaan käsittelemällä luonnonpolttoainetta - biologista polttoainetta. Aggregaatiotilasta riippumatta aineilla niiden kemiallisessa koostumuksessa on syttyvä ja palamaton osa. Ensimmäinen on hiili ja vety. Toinen koostuu vedestä, mineraalisuoloista, typestä, hapesta ja metalleista.

Aggregaatiotilansa perusteella polttoaine jaetaan nestemäiseen, kiinteään ja kaasuun. Jokainen ryhmä haarautuu edelleen luonnolliseen ja keinotekoiseen alaryhmään (+)

Kun 1 kg tällaista "seosta" poltetaan, vapautuu erilaisia ​​määriä energiaa. Se, kuinka paljon tästä energiasta tarkalleen vapautuu, riippuu näiden alkuaineiden suhteista - palavasta osasta, kosteudesta, tuhkapitoisuudesta ja muista komponenteista.

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

Polttoaineen tarpeen ja sen kustannusten laskemiseen tarvitaan alhaisin TCT, joiden avulla laaditaan lämpötaseet ja määritetään polttoaineen polttolaitteistojen hyötysuhde.

TST voidaan laskea analyyttisesti tai kokeellisesti. Jos polttoaineen kemiallinen koostumus tunnetaan, käytetään jaksollista kaavaa. Kokeellinen tekniikka perustuu polttoaineen palamisesta syntyvän lämmön todelliseen mittaukseen.

Näissä tapauksissa käytetään erityistä polttopommia - kalorimetristä yhdessä kalorimetrin ja termostaatin kanssa.

Laskelmien ominaisuudet ovat yksilöllisiä kullekin polttoainetyypille. Esimerkki: Polttomoottoreiden TCT lasketaan pienimmästä arvosta, koska neste ei tiivisty sylintereihin.

TST asennetaan pommikalorimetrillä. Puristettu happi kyllästyy vesihöyryllä. Näyte polttoaineesta asetetaan tällaiseen ympäristöön ja tulokset määritetään.

Jokaisella ainetyypillä on oma TST:nsä sen kemiallisen koostumuksen ominaisuuksien vuoksi. Arvot vaihtelevat merkittävästi, vaihteluväli on 1000-10000 kCal/kg.

Erityyppisiä materiaaleja verrattaessa käytetään vertailupolttoaineen käsitettä, jolle on ominaista alempi TCT 29 MJ/kg.

Kiinteiden aineiden lämpöarvo

Tähän luokkaan kuuluvat puu, turve, koksi, öljyliuske, briketti ja jauhettu polttoaine. Kiinteän polttoaineen pääkomponentti on hiili.

Eri puulajien ominaisuudet

Polttopuun käytön maksimaalinen hyötysuhde saavutetaan, jos kaksi ehtoa täyttyvät - kuiva puu ja hidas palamisprosessi.

Puupalat sahataan tai pilkotaan enintään 25-30 cm pituisiksi paloiksi, jotta polttopuuta voidaan ladata kätevästi tulipesään

Ihanteellinen puuhella lämmitys tammi-, koivu- ja saarnitankoja pidetään. Orapihlajalle ja pähkinölle on tunnusomaista hyvät indikaattorit. Mutta havupuilla on alhainen lämpöarvo, mutta korkea palamisnopeus.

Kuinka erilaiset kivet palavat:

1. Pyökki, koivu, saarni, pähkinä vaikea sulaa, mutta ne voivat palaa kosteana alhaisen kosteuspitoisuutensa vuoksi.
2. Leppä haapalla älä muodosta nokea ja "osoita kuinka" poistaa se savupiipusta.
3. Koivu vaatii riittävän määrän ilmaa tulipesään, muuten se savuaa ja kerääntyy hartsia putken seinille.
4. Mänty sisältää enemmän hartsia kuin kuusi, joten se kipinöi ja palaa kuumemmin.
5. Päärynä ja omenapuu Se halkeaa helpommin kuin muut ja palaa hyvin.
6. Setri muuttuu vähitellen kyteväksi hiileksi.
7. Kirsikka ja jalava se savuaa ja plataania on vaikea halkaista.
8. Lehmus poppelilla palaa nopeasti loppuun.

Eri rotujen TST-indikaattorit riippuvat voimakkaasti tiettyjen rotujen tiheydestä. 1 kuutiometri polttopuuta vastaa noin 200 litraa nestemäistä polttoainetta ja 200 m³ maakaasu. Puu ja polttopuu kuuluvat matalan energiatehokkuuden luokkaan.

Iän vaikutus hiilen ominaisuuksiin

Kivihiili on luonnollinen kasviperäinen materiaali. Se louhitaan sedimenttikivistä. Tämä polttoaine sisältää hiiltä ja muita kemiallisia alkuaineita.

Hiilen palamislämpöön vaikuttaa tyypin lisäksi myös materiaalin ikä. Ruskea kuuluu nuorten luokkaan, jota seuraa kivi, ja antrasiittia pidetään vanhimpana.

Kosteuspitoisuuden määrää myös polttoaineen ikä: mitä nuorempi kivihiili, sitä korkeampi sen kosteuspitoisuus. Mikä vaikuttaa myös tämän tyyppisen polttoaineen ominaisuuksiin

Hiilen polttoprosessiin liittyy ympäristöä saastuttavien aineiden vapautumista, ja kattilan arinat peitetään kuonalla. Toinen ilmakehän kannalta epäsuotuisa tekijä on rikin esiintyminen polttoaineessa. Tämä alkuaine muuttuu kosketuksissa ilman kanssa rikkihapoksi.

Valmistajat onnistuvat vähentämään hiilen rikkipitoisuutta mahdollisimman paljon. Tämän seurauksena TST eroaa jopa saman lajin sisällä. Myös tuotantomaantiede vaikuttaa esitykseen. Kiinteänä polttoaineena voidaan käyttää paitsi puhdasta hiiltä, ​​myös brikettikuonaa.

Suurin polttoainekapasiteetti havaitaan koksihiilellä. Kivellä, puuhiilellä, ruskohiilellä ja antrasiitilla on myös hyvät ominaisuudet.

Pelletin ja briketin ominaisuudet

Tätä kiinteää polttoainetta valmistetaan teollisesti erilaisista puu- ja kasvijätteistä.

Silputtu lastu, kuori, pahvi, olki kuivataan ja käytetään erikoisvaruste muuttuu rakeiksi. Jotta massa saavuttaisi tietyn viskositeetin, siihen lisätään polymeeriä, ligniiniä.

Pellettien kustannukset ovat hyväksyttävät, mihin vaikuttavat suuri kysyntä ja valmistusprosessin ominaisuudet. Tätä materiaalia voidaan käyttää vain tämäntyyppisille polttoaineille suunnitelluissa kattiloissa.

Briketit eroavat vain muodoltaan, ne voidaan ladata uuneihin ja kattiloihin. Molemmat polttoainetyypit jaetaan tyyppeihin raaka-aineiden perusteella: pyöreä puu, turve, auringonkukka, olki.

U pelletit ja briketit on merkittäviä etuja muihin polttoainetyyppeihin verrattuna:

• täydellinen ympäristöystävällisyys;
• mahdollisuus varastointiin melkein kaikissa olosuhteissa;
• kestävyys mekaaniselle rasitukselle ja sienelle;
• tasainen ja pitkä palaminen;
• optimaalinen rakekoko lämmityslaitteeseen lataamista varten.

Ympäristöystävällinen polttoaine on hyvä vaihtoehto perinteisille lämmönlähteille, jotka eivät ole uusiutuvia ja vaikuttavat haitallisesti ympäristöön. Mutta pelleteille ja briketeille on ominaista lisääntynyt palovaara, joka tulee ottaa huomioon varastointipaikkaa järjestettäessä.

Halutessasi voit järjestää polttoainebrikettien valmistuksen itse, katso lisätietoja Tämä artikkeli.

Nestemäisten aineiden parametrit

Nestemäiset materiaalit, kuten kiinteätkin, hajoavat seuraaviksi komponenteiksi: hiili, vety, rikki, happi, typpi. Prosenttiosuus ilmaistaan ​​painona.

Polttoaineen sisäinen orgaaninen painolasti muodostuu hapesta ja typestä; nämä komponentit eivät pala ja sisältyvät koostumukseen ehdollisesti. Ulkoinen painolasti muodostuu kosteudesta ja tuhkasta.

Bensiinillä on korkea ominaispalolämpö. Merkistä riippuen se on 43-44 MJ.

Samanlaiset ominaispalolämpötilan indikaattorit määritetään lentopetrolialle - 42,9 MJ. Dieselpolttoaine kuuluu myös johtavien luokkaan lämpöarvon suhteen - 43,4-43,6 MJ.

Koska bensiinissä on enemmän TCT:tä kuin dieselpolttoaineessa, sen kulutuksen ja tehokkuuden pitäisi olla suurempi. Mutta dieselpolttoaine on 30-40% taloudellisempaa kuin bensiini

Nestemäiselle rakettipolttoaineelle ja etyleeniglykolille on ominaista suhteellisen alhaiset TCT-arvot. Alkoholilla ja asetonilla on pienin ominaispalolämpö. Niiden suorituskyky on huomattavasti alhaisempi kuin perinteisen moottoripolttoaineen.

Kaasumaisten polttoaineiden ominaisuudet

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

Vetyllä on korkein palamislämpö.Kilosta ainetta vapautuu palaessaan 119,83 MJ lämpöä. Mutta sillä on korkeampi räjähdysaste

Maakaasulla on myös korkea lämpöarvo.

Ne ovat 41-49 MJ/kg. Mutta esimerkiksi puhtaalla metaanilla on korkeampi lämpöarvo - 50 MJ / kg.

Vertaileva indikaattoritaulukko

Taulukossa on esitetty nestemäisten, kiinteiden ja kaasumaisten polttoaineiden massaominaispalolämmön arvot.

Taulukko osoittaa, että vedyllä on korkeimmat TST-indikaattorit kaikista aineista, ei vain kaasumaisista. Se kuuluu korkeaenergisiin polttoaineisiin.

Vedyn palamistuote on tavallista vettä. Prosessi ei tuota uunikuonaa, tuhkaa, hiilidioksidia ja hiilidioksidia, mikä tekee aineesta ympäristöystävällisen palavan. Mutta se on räjähtävää ja sen tiheys on pieni, joten tätä polttoainetta on vaikea nesteyttää ja kuljettaa.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Tietoja eri puulajien lämpöarvosta. Indikaattorien vertailu per m³ ja kg.

TCT on polttoaineen tärkein lämpö- ja toimintaominaisuus. Tätä indikaattoria käytetään useilla ihmisen toiminnan alueilla: lämpömoottoreissa, voimalaitoksissa, teollisuudessa, kodin lämmityksessä ja ruoanlaitossa.

Lämpöarvot auttavat vertailemaan erityyppisiä polttoaineita vapautuneen energian mukaan, laskemaan tarvittavan polttoainemassan ja säästämään kustannuksissa.

Onko sinulla jotain lisättävää tai onko sinulla kysyttävää erityyppisten polttoaineiden lämpöarvosta? Voit kommentoida julkaisua ja osallistua keskusteluihin - yhteydenottolomake on alaosassa.