Poder calorífic de diversos tipus de combustible: comparació de combustibles per poder calorífic + taula de poder calorífic
Quan es crema una certa quantitat de combustible, s'allibera una quantitat mesurable de calor.Segons el Sistema Internacional d'Unitats, el valor s'expressa en Joules per kg o m3. Però els paràmetres també es poden calcular en kcal o kW. Si el valor està relacionat amb una unitat de mesura de combustible, s'anomena específic.
Què afecta el poder calorífic de diversos combustibles? Quin és el valor de l'indicador per a les substàncies líquides, sòlides i gasoses? Les respostes a les preguntes anteriors es descriuen detalladament a l'article. A més, hem preparat una taula que mostra la calor específica de combustió dels materials; aquesta informació serà útil a l'hora d'escollir un tipus de combustible d'alta energia.
El contingut de l'article:
Informació general sobre el poder calorífic
L'alliberament d'energia durant la combustió s'ha de caracteritzar per dos paràmetres: alta eficiència i absència de producció de substàncies nocives.
El combustible artificial s'obté mitjançant el processament de combustible natural - combustible biològic. Independentment de l'estat d'agregació, les substàncies en la seva composició química tenen una part inflamable i no inflamable. El primer és el carboni i l'hidrogen. El segon està format per aigua, sals minerals, nitrogen, oxigen i metalls.
Quan es crema 1 kg d'aquesta "barreja", s'alliberen diferents quantitats d'energia. La quantitat exacta d'aquesta energia que s'alliberarà depèn de les proporcions d'aquests elements: la part combustible, la humitat, el contingut de cendres i altres components.
La calor de combustió del combustible (HCT) es forma a partir de dos nivells: el més alt i el més baix. El primer indicador s'obté a causa de la condensació d'aigua; en el segon, aquest factor no es té en compte.
Es necessita el TCT més baix per calcular la necessitat de combustible i el seu cost; amb l'ajuda d'aquests indicadors, es compilen els balanços de calor i es determina l'eficiència de les instal·lacions de combustió.
El TST es pot calcular analíticament o experimentalment. Si es coneix la composició química del combustible, s'aplica la fórmula periòdica. Les tècniques experimentals es basen en la mesura real de la calor de la combustió del combustible.
En aquests casos, s'utilitza una bomba de combustió especial: una calorimètrica juntament amb un calorímetre i un termòstat.
Les característiques dels càlculs són individuals per a cada tipus de combustible. Exemple: el TCT en motors de combustió interna es calcula a partir del valor més baix, perquè el líquid no es condensa als cilindres.
Cada tipus de substància té el seu propi TST a causa de les característiques de la seva composició química. Els valors varien significativament, el rang de fluctuacions és de 1.000 a 10.000 kCal/kg.
Quan es comparen diferents tipus de materials, s'utilitza el concepte de combustible de referència, que es caracteritza per un TCT més baix de 29 MJ/kg.
Poder calorífic dels materials sòlids
Aquesta categoria inclou la fusta, la torba, el coc, l'esquist bituminós, les briquetes i el combustible polveritzat. El component principal del combustible sòlid és el carboni.
Característiques dels diferents tipus de fusta
La màxima eficiència de l'ús de la llenya s'aconsegueix sempre que es compleixin dues condicions: fusta seca i un procés de combustió lent.
Ideal per calefacció estufa de llenya Es consideren barres de roure, bedoll i freixe. L'arç i l'avellaner es caracteritzen per tenir bons indicadors. Però les coníferes tenen un baix poder calorífic, però un alt índex de combustió.
Com cremen les diferents roques:
- Faig, bedoll, freixe, avellaner difícils de fondre, però són capaços de cremar humits a causa del seu baix contingut d'humitat.
- Vern amb trèmol no formeu sutge i "saber com" treure'l de la xemeneia.
- Bedoll requereix una quantitat suficient d'aire a la caixa de foc, en cas contrari, fumarà i dipositarà resina a les parets de la canonada.
- Pi conté més resina que l'avet, de manera que fa espurnes i crema més calent.
- Pera i pomer Es divideix més fàcil que altres i crema bé.
- Cedre es converteix gradualment en carbó ardent.
- Cirera i om fuma, i el plàtan és difícil de dividir.
- Til·la amb àlber cremar ràpidament.
Els indicadors de TST de diferents races depenen fortament de la densitat de races específiques. 1 metre cúbic de llenya equival a aproximadament 200 litres de combustible líquid i 200 m3 gas Natural. La fusta i la llenya entren a la categoria de baixa eficiència energètica.
Efecte de l'edat sobre les propietats del carbó
El carbó és un material natural d'origen vegetal. S'extreu de roques sedimentàries. Aquest combustible conté carboni i altres elements químics.
A més del tipus, la calor de combustió del carbó també està influenciada per l'edat del material. El marró pertany a la categoria jove, seguit de la pedra, i l'antracita es considera la més antiga.
El procés de combustió del carbó va acompanyat de l'alliberament de substàncies que contaminen el medi ambient, i les reixes de la caldera estan cobertes d'escòries. Un altre factor desfavorable per a l'atmosfera és la presència de sofre en el combustible. Aquest element, en contacte amb l'aire, es transforma en àcid sulfúric.
Els fabricants aconsegueixen reduir al màxim el contingut de sofre del carbó. Com a resultat, la TST difereix fins i tot dins de la mateixa espècie. La geografia de la producció també influeix en l'actuació. No només el carbó pur, sinó també l'escòria briquetada es pot utilitzar com a combustible sòlid.
La capacitat de combustible més alta s'observa en el carbó de coc. La pedra, el carbó vegetal, el carbó marró i l'antracita també tenen bones característiques.
Característiques dels pellets i briquetes
Aquest combustible sòlid es produeix industrialment a partir de diversos residus de fusta i vegetals.
Encenalls triturats, escorça, cartró, palla s'assequen i s'utilitzen equips especials es converteix en grànuls. Perquè la massa adquireixi un cert grau de viscositat, se li afegeix un polímer, la lignina.
Les briquetes només es diferencien en la forma; es poden carregar en forns i calderes. Els dos tipus de combustible es divideixen en tipus basats en matèries primeres: fusta rodona, torba, gira-sol, palla.
U pellets i briquetes Hi ha avantatges importants sobre altres tipus de combustible:
- respectuós amb el medi ambient;
- possibilitat d'emmagatzematge en gairebé qualsevol condició;
- resistència a l'estrès mecànic i als fongs;
- crema uniforme i llarga;
- mida òptima de grànuls per carregar-lo en un dispositiu de calefacció.
El combustible ecològic és una bona alternativa a les fonts de calor tradicionals, que no són renovables i tenen un efecte advers sobre el medi ambient. Però els pellets i les briquetes es caracteritzen per un major risc d'incendi, que s'ha de tenir en compte a l'hora d'organitzar un lloc d'emmagatzematge.
Si ho desitja, podeu organitzar vosaltres mateixos la producció de briquetes de combustible; per obtenir més detalls, vegeu Aquest article.
Paràmetres de substàncies líquides
Els materials líquids, com els sòlids, es descomponen en els components següents: carboni, hidrogen, sofre, oxigen, nitrogen. El percentatge s'expressa en pes.
El llast orgànic intern del combustible es forma a partir d'oxigen i nitrogen; aquests components no es cremen i s'inclouen a la composició de manera condicional. El llast extern està format per humitat i cendres.
La gasolina té una elevada calor específica de combustió. Depenent de la marca, és de 43-44 MJ.
Es determinen indicadors similars de la calor específica de combustió per al querosè d'aviació: 42,9 MJ. El gasoil també entra a la categoria de líders pel que fa al poder calorífic: 43,4-43,6 MJ.
El combustible líquid per a coets i l'etilenglicol es caracteritzen per valors de TCT relativament baixos. L'alcohol i l'acetona tenen la calor específica de combustió mínima. El seu rendiment és significativament inferior al del combustible de motor tradicional.
Propietats dels combustibles gasosos
El combustible gasós està format per monòxid de carboni, hidrogen, metà, etan, propà, butà, etilè, benzè, sulfur d'hidrogen i altres components. Aquestes xifres s'expressen com a percentatge per volum.
El gas natural també té un alt poder calorífic.
Són iguals a 41-49 MJ per kg. Però, per exemple, el metà pur té un poder calorífic més alt: 50 MJ per kg.
Taula comparativa d'indicadors
La taula presenta els valors de la massa específica de calor de combustió de combustibles líquids, sòlids i gasosos.
| Tipus de combustible | Unitat canvi | Calor específic de combustió | ||
| MJ | kW | kcal | ||
| Llenya: roure, bedoll, freixe, faig, carpe | kg | 15 | 4,2 | 2500 |
| Llenya: làrix, pi, avet | kg | 15,5 | 4,3 | 2500 |
| carbó marró | kg | 12,98 | 3,6 | 3100 |
| Carbó | kg | 27,00 | 7,5 | 6450 |
| Carbó vegetal | kg | 27,26 | 7,5 | 6510 |
| Antracita | kg | 28,05 | 7,8 | 6700 |
| Pellets de fusta | kg | 17,17 | 4,7 | 4110 |
| Pellets de palla | kg | 14,51 | 4,0 | 3465 |
| Pellets de gira-sol | kg | 18,09 | 5,0 | 4320 |
| Serradures | kg | 8,37 | 2,3 | 2000 |
| Paper | kg | 16,62 | 4,6 | 3970 |
| Vinya | kg | 14,00 | 3,9 | 3345 |
| Gas Natural | m3 | 33,5 | 9,3 | 8000 |
| Gas liquat | kg | 45,20 | 12,5 | 10800 |
| Gasolina | kg | 44,00 | 12,2 | 10500 |
| Dis. combustible | kg | 43,12 | 11,9 | 10300 |
| metà | m3 | 50,03 | 13,8 | 11950 |
| Hidrogen | m3 | 120 | 33,2 | 28700 |
| Querosè | kg | 43.50 | 12 | 10400 |
| Combustible | kg | 40,61 | 11,2 | 9700 |
| Oli | kg | 44,00 | 12,2 | 10500 |
| Propà | m3 | 45,57 | 12,6 | 10885 |
| Etilè | m3 | 48,02 | 13,3 | 11470 |
La taula mostra que l'hidrogen té els indicadors TST més alts de totes les substàncies, no només de les gasoses. Pertany als combustibles d'alta energia.
El producte de la combustió de l'hidrogen és aigua normal. El procés no emet escòries de forn, cendres, diòxid de carboni i diòxid de carboni, cosa que fa que la substància sigui un combustible respectuós amb el medi ambient. Però és explosiu i té una densitat baixa, per la qual cosa aquest combustible és difícil de liquar i transportar.
Conclusions i vídeo útil sobre el tema
Sobre el poder calorífic de diferents tipus de fusta. Comparació d'indicadors per m3 i kg.
El TCT és la característica tèrmica i operativa més important d'un combustible. Aquest indicador s'utilitza en diverses àrees de l'activitat humana: motors tèrmics, centrals elèctriques, indústria, calefacció i cuina.
Els valors calorífics ajuden a comparar diferents tipus de combustible segons el grau d'energia alliberada, calcular la massa necessària de combustible i estalviar costos.
Tens alguna cosa a afegir o tens preguntes sobre el poder calorífic dels diferents tipus de combustible? Podeu deixar comentaris sobre la publicació i participar en debats: el formulari de contacte es troba al bloc inferior.
Sí... potser viurem fins a veure com les calderes d'hidrogen esdevenen habituals, un somni!
Per descomptat, la calefacció amb gas principal és la millor opció, però, malauradament, al nostre gran país no està disponible per a tothom. I si tries entre carbó i pellets, jo trio pellets. El carbó també emet moltes substàncies nocives durant el procés de combustió, i després l'escòria s'ha de llençar en algun lloc. I tot el país l'esquitxa a les carreteres a l'hivern, i després a la primavera respiren pols cancerígena, i després es pregunten per què emmalalteix tanta gent.
La cendra dels pellets es pot utilitzar per adobar un jardí o una gespa, qui tingui què.
La millor llenya prové d'arbres caducifolis: roure, bedoll. El bedoll és la llenya més versàtil i popular: produeix prou calor, crema uniformement, sense molt de fum. El roure produeix més calor en comparació amb els arbres que creixen al nostre país. Aspen és bo per netejar xemeneies. No recomano escalfar amb fusta de coníferes: a causa de les resines, produeixen molt de fum.
Crec que ara és molt poc rendible escalfar només amb llenya. L'únic lloc on això és aplicable és una casa de banys. I si prenem la calefacció d'una casa de poble, aleshores el carbó, no importa el que algú digui, segueix per davant de tot tipus de combustible, a excepció del gas de xarxa. Gas en bombones, suport de gas, llenya, pellets, briquetes: tot té desavantatges.En algun lloc hi ha un preu alt, en algun lloc hi ha burocràcia amb l'obtenció d'un munt de permisos i aprovació d'inspeccions. I no veig cap desavantatge significatiu al carbó. Per descomptat, algun dia la gasificació, no amb paraules, sinó amb fets, arribarà als nostres pobles i la rellevància del carbó disminuirà, però això no passarà aviat.
Per a gasolina, gasoil, oli, querosè... dades per QUILOGRAM 😉
Sí, és cert, gràcies! Corregit.
Aleshores, en quines unitats s'indiquen les dades sobre el gasoil: en kg o en litres?
A la taula, kcal és energia i kW és potència. Per exemple, 2500 kcal són 2,9075 kWh. O m'equivoco?
L'energia s'expressa en kWh. Però els "experts" i els "autors" de les calderes solen mesurar l'energia en kW. Aquest error es produeix en molts articles. Això pot provocar confusió en els càlculs.
Per al metà, l'hidrogen, el propà, l'etilè, les dades també són per quilogram
La calor específica de combustió de l'hidrogen a l'aire és de 120 MJ/kg, per 1 m3, respectivament, 10,8 MJ/m3. L'hidrogen és un gas molt lleuger, de densitat 0,09 kg/m3, per la qual cosa la seva massa en 1 m3 és 7,6 vegades menor que el gas natural. Totes les taules de comparació que vaig mirar tenien el mateix error.