Калоричност на различни видове горива: сравнение на горива по калоричност + таблица с калоричност

Когато се изгори определено количество гориво, се отделя измеримо количество топлина.Според Международната система от единици стойността се изразява в джаули на kg или m³. Но параметрите могат да бъдат изчислени и в kcal или kW. Ако стойността е свързана с единица за измерване на гориво, тя се нарича специфична.

Какво влияе върху калоричността на различните горива? Каква е стойността на показателя за течни, твърди и газообразни вещества? Отговорите на горните въпроси са описани подробно в статията. Освен това сме подготвили таблица, показваща специфичната топлина на изгаряне на материалите - тази информация ще бъде полезна при избора на високоенергиен вид гориво.

Обща информация за калоричността

Освобождаването на енергия по време на горене трябва да се характеризира с два параметъра: висока ефективност и липса на производство на вредни вещества.

Изкуственото гориво се получава чрез преработка на естествено гориво - биологично гориво. Независимо от агрегатното състояние веществата в своя химичен състав имат запалима и незапалима част. Първият е въглерод и водород. Вторият се състои от вода, минерални соли, азот, кислород и метали.

В зависимост от агрегатното си състояние горивата се разделят на течни, твърди и газообразни. Всяка група допълнително се разклонява на естествена и изкуствена подгрупа (+)

При изгаряне на 1 кг от такава „смес“ се отделя различно количество енергия. Колко точно от тази енергия ще се освободи зависи от съотношението на тези елементи – горима част, влажност, съдържание на пепел и други компоненти.

Топлината на изгаряне на горивото (HCT) се образува от две нива - най-високо и най-ниско. Първият индикатор се получава поради кондензация на вода, а във втория този фактор не се взема предвид.

Най-ниският TCT е необходим за изчисляване на необходимостта от гориво и неговата цена; с помощта на такива показатели се съставят топлинни баланси и се определя ефективността на инсталациите за изгаряне на гориво.

TST може да се изчисли аналитично или експериментално. Ако е известен химическият състав на горивото, се прилага периодичната формула. Експерименталните техники се основават на действителното измерване на топлината от изгарянето на гориво.

В тези случаи се използва специална горивна бомба - калориметрична, заедно с калориметър и термостат.

Характеристиките на изчисленията са индивидуални за всеки вид гориво. Пример: TCT при двигатели с вътрешно горене се изчислява от най-ниската стойност, тъй като течността не кондензира в цилиндрите.

TST се инсталира с помощта на бомбен калориметър. Сгъстеният кислород е наситен с водна пара. В такава среда се поставя проба от гориво и се определят резултатите.

Всеки вид вещество има свой собствен TST поради характеристиките на неговия химичен състав. Стойностите варират значително, диапазонът на колебанията е 1000–10 000 kCal/kg.

При сравняване на различни видове материали се използва концепцията за еталонно гориво, което се характеризира с по-нисък TCT от 29 MJ/kg.

Калоричност на твърдите материали

Тази категория включва дърва, торф, кокс, нефтени шисти, брикети и пулверизирано гориво. Основният компонент на твърдото гориво е въглеродът.

Характеристики на различните видове дървесина

Максимална ефективност от използването на дърва за огрев се постига при спазване на две условия - суха дървесина и бавен процес на горене.

Парчетата дърво се нарязват или нарязват на парчета с дължина до 25-30 см, така че дървата за огрев да могат да бъдат удобно заредени в горивната камера

Идеален за отопление с печка на дърва дъбови, брезови, ясенови барове се разглеждат. С добри показатели се характеризират глогът и леската. Но иглолистните дървета имат ниска калоричност, но висока скорост на изгаряне.

Как горят различните скали:

1. Бук, бреза, ясен, леска трудно се топят, но те са способни да горят влажни поради ниското си съдържание на влага.
2. Елша с трепетлика не образуват сажди и „знаят как“ да ги отстранят от комина.
3. Бреза изисква достатъчно количество въздух в горивната камера, в противен случай тя ще дими и ще отложи смола по стените на тръбата.
4. Бор съдържа повече смола от смърча, така че искри и гори по-горещо.
5. Круша и ябълково дърво Цепи се по-лесно от другите и гори добре.
6. Кедър постепенно се превръща в тлеещи въглища.
7. Череша и бряст пуши, а чинарът трудно се цепи.
8. Липа с топола изгаря бързо.

Индикаторите на TST на различните породи силно зависят от плътността на конкретни породи. 1 кубичен метър дърва за огрев е еквивалентен на приблизително 200 литра течно гориво и 200 м³ природен газ. Дървесината и дървата за огрев попадат в категорията с ниска енергийна ефективност.

Влияние на възрастта върху свойствата на въглищата

Въглищата са естествен материал от растителен произход. Добива се от седиментни скали. Това гориво съдържа въглерод и други химически елементи.

В допълнение към вида, топлината на изгаряне на въглищата се влияе и от възрастта на материала. Кафявото принадлежи към младата категория, следвано от камъка, а антрацитът се счита за най-старият.

Съдържанието на влага също се определя от възрастта на горивото: колкото по-млади са въглищата, толкова по-високо е съдържанието на влага. Което също се отразява на свойствата на този вид гориво

Процесът на изгаряне на въглища е придружен от отделяне на вещества, които замърсяват околната среда, а решетките на котела са покрити с шлака. Друг неблагоприятен фактор за атмосферата е наличието на сяра в горивото. Този елемент при контакт с въздуха се превръща в сярна киселина.

Производителите успяват да намалят максимално съдържанието на сяра във въглищата. В резултат на това TST се различава дори в рамките на един и същи вид. Географията на производство също влияе върху представянето. Като твърдо гориво могат да се използват не само чисти въглища, но и брикетирана шлака.

Най-висок капацитет на гориво се наблюдава при коксуващи се въглища. Камък, дървени въглища, кафяви въглища и антрацит също имат добри характеристики.

Характеристики на пелети и брикети

Това твърдо гориво се произвежда индустриално от различни дървесни и растителни отпадъци.

Настъргани стърготини, кора, картон, слама се сушат и използват специално оборудване се превръща в гранули. За да може масата да придобие определена степен на вискозитет, към нея се добавя полимер, лигнин.

Пелетите имат приемлива цена, която се влияе от голямото търсене и характеристиките на производствения процес. Този материал може да се използва само в котли, предназначени за този вид гориво.

Брикетите се различават само по форма, могат да се зареждат в пещи и котли. И двата вида гориво са разделени на видове въз основа на суровини: кръгъл дървен материал, торф, слънчоглед, слама.

U пелети и брикети има значителни предимства пред другите видове гориво:

• пълна екологичност;
• възможност за съхранение при почти всякакви условия;
• устойчивост на механични натоварвания и гъбички;
• равномерно и дълго изгаряне;
• оптимален размер на гранулите за зареждане в нагревател.

Екологичното гориво е добра алтернатива на традиционните източници на топлина, които не са възобновяеми и оказват неблагоприятно въздействие върху околната среда. Но пелетите и брикетите се характеризират с повишена опасност от пожар, което трябва да се вземе предвид при организирането на място за съхранение.

Ако желаете, можете сами да организирате производството на горивни брикети, за повече подробности вижте тази статия.

Параметри на течните вещества

Течните материали, подобно на твърдите, се разлагат на следните компоненти: въглерод, водород, сяра, кислород, азот. Процентът се изразява в теглото.

Вътрешният органичен баласт на горивото се образува от кислород и азот, тези компоненти не горят и са включени в състава условно. Външният баласт се образува от влага и пепел.

Бензинът има висока специфична топлина на изгаряне. В зависимост от марката е 43-44 MJ.

Подобни показатели на специфичната топлина на изгаряне са определени за авиационен керосин - 42,9 MJ. Дизеловото гориво също попада в категорията на лидерите по отношение на калоричността - 43,4-43,6 MJ.

Тъй като бензинът има повече TCT от дизеловото гориво, той трябва да има по-висока консумация и ефективност. Но дизеловото гориво е с 30-40% по-икономично от бензина

Течното ракетно гориво и етиленгликолът се характеризират с относително ниски стойности на TCT. Алкохолът и ацетонът имат минимална специфична топлина на изгаряне. Тяхната производителност е значително по-ниска от тази на традиционното моторно гориво.

Свойства на газообразните горива

Газообразното гориво се състои от въглероден окис, водород, метан, етан, пропан, бутан, етилен, бензен, сероводород и други компоненти. Тези цифри са изразени като обемни проценти.

Водородът има най-висока топлина на изгаряне.При изгаряне килограм вещество отделя 119,83 MJ топлина. Но има по-висока степен на експлозивност

Природният газ също има висока калоричност.

Те се равняват на 41-49 MJ на kg. Но например чистият метан има по-висока калоричност - 50 MJ на kg.

Сравнителна таблица на показателите

Таблицата представя стойностите на масовата специфична топлина на изгаряне на течни, твърди и газообразни горива.

Таблицата показва, че водородът има най-високите показатели на TST от всички вещества, не само от газообразните. Принадлежи към високоенергийните горива.

Продуктът от изгарянето на водород е обикновена вода. Процесът не отделя пещна шлака, пепел, въглероден диоксид и въглероден диоксид, което прави веществото екологично горимо. Но то е експлозивно и има ниска плътност, така че това гориво трудно се втечнява и транспортира.

Изводи и полезно видео по темата

За калоричността на различните видове дървесина. Сравнение на показателите на m³ и кг.

TCT е най-важната топлинна и експлоатационна характеристика на едно гориво. Този индикатор се използва в различни области на човешката дейност: топлинни двигатели, електроцентрали, промишленост, отопление на дома и готвене.

Стойностите на калоричността помагат да се сравнят различни видове гориво според степента на освободена енергия, да се изчисли необходимата маса на горивото и да се спестят разходи.

Имате ли нещо да добавите или имате въпроси относно калоричността на различните видове гориво? Можете да оставяте коментари към публикацията и да участвате в дискусии - формата за контакт е в долния блок.