Gdy pali się pewna ilość paliwa, uwalniana jest mierzalna ilość ciepła. Zgodnie z Międzynarodowym Systemem Jednostek wartość jest wyrażona w dżulach na kg lub m 3 . Ale parametry można obliczyć w kcal lub kW. Jeśli wartość jest związana z jednostką miary paliwa, nazywa się ją konkretną.
Co wpływa na wartość opałową różnych paliw? Jaka jest wartość wskaźnika dla substancji płynnych, stałych i gazowych? Odpowiedzi na wskazane pytania są szczegółowo opisane w artykule. Ponadto przygotowaliśmy tabelę pokazującą specyficzne ciepło spalania materiałów - ta informacja będzie przydatna przy wyborze paliwa o wysokiej energii.
Ogólne informacje na temat wartości opałowej
Uwalnianie energii podczas spalania powinno charakteryzować się dwoma parametrami: wysoką wydajnością i brakiem produkcji szkodliwych substancji.
Sztuczne paliwo otrzymuje się w przetwórstwie naturalnych biopaliw. Niezależnie od stanu skupienia, substancje w ich składzie chemicznym mają część palną i niepalną. Pierwszy to węgiel i wodór. Drugi składa się z wody, soli mineralnych, azotu, tlenu, metali.
Zgodnie ze stanem agregacji paliwo dzieli się na ciecz, ciało stałe i gaz. Każda grupa dzieli się na podgrupę naturalną i sztuczną (+)
Podczas spalania 1 kg takiej „mieszaniny” uwalniana jest inna ilość energii. Ilość uwolnionej energii zależy od proporcji tych pierwiastków - części palnej, wilgotności, popiołu i innych składników.
Ciepło spalania paliwa (TST) powstaje z dwóch poziomów - wyższych i niższych. Pierwszy wskaźnik uzyskuje się dzięki kondensacji wody, w drugim przypadku czynnik ten nie jest brany pod uwagę.
Najniższy TST jest potrzebny do obliczenia zapotrzebowania na paliwo i jego kosztów, za pomocą takich wskaźników zestawiane są bilanse cieplne i określana jest wydajność elektrowni zasilanych paliwem.
Oblicz TST może być analitycznie lub eksperymentalnie. Jeśli znany jest skład chemiczny paliwa, stosuje się wzór okresowy. Techniki eksperymentalne opierają się na rzeczywistym pomiarze ciepła podczas spalania paliwa.
W takich przypadkach używana jest specjalna bomba spalania - kalorymetryczna, wraz z kalorymetrem i termostatem.
Cechy obliczeń są indywidualne dla każdego rodzaju paliwa. Przykład: TST w silnikach spalinowych oblicza się na podstawie najniższej wartości, ponieważ ciecz w cylindrach nie skrapla się.
TST ustawia się za pomocą bomby kalorymetrycznej. Sprężony tlen jest nasycony parą wodną. Próbka paliwa jest umieszczana w takim środowisku i wyniki są określane
Każdy rodzaj substancji ma swój własny TST ze względu na jego skład chemiczny. Wartości różnią się znacznie, zakres wahań wynosi 1000–10 000 kcal / kg.
Porównując różne rodzaje materiałów, stosuje się koncepcję paliwa warunkowego, które charakteryzuje się niższym TST wynoszącym 29 MJ / kg.
Wartość opałowa materiałów stałych
Kategoria ta obejmuje drewno, torf, koks, łupek naftowy, brykiet i paliwo pyłowe. Głównym składnikiem paliw stałych jest węgiel.
Cechy różnych gatunków drewna
Maksymalna efektywność stosowania drewna opałowego jest osiągana pod dwoma warunkami - suchym drewnem i powolnym procesem spalania.
Kawałki drewna są cięte lub cięte na odcinki o długości do 25-30 cm, dzięki czemu drewno jest wygodnie ładowane do paleniska
Paski dębowe, brzozowe i jesionowe są uważane za idealne do ogrzewania pieców drewnianych. Dobre wyniki charakteryzuje głóg, leszczyna. Ale w drzewach iglastych wartość opałowa jest niska, ale szybkość spalania jest wysoka.
Jak palą się różne rasy:
- Buk, brzoza, jesion, leszczyna trudne do stopienia, ale mogą się palić na surowo ze względu na niską zawartość wilgoci.
- Olcha z osiką nie tworzy sadzy i „może” usunąć ją z komina.
- Brzoza wymaga wystarczającej ilości powietrza w piecu, w przeciwnym razie będzie dymić i smoły na ściankach rury.
- Sosna zawiera więcej żywicy niż świerk, więc błyszczy i spala się cieplej.
- Gruszka i jabłoń rozkładają się łatwiej niż inne i dobrze się palą.
- Cedar stopniowo zamienia się w tlący się węgiel.
- Dym wiśni i wiązu, a drzewo platynowe trudno rozdzielić.
- Lipa z topolą szybko się przepala.
Wskaźniki TST różnych ras w dużym stopniu zależą od gęstości konkretnych skał. 1 metr sześcienny drewna odpowiada około 200 litrom paliwa ciekłego i 200 m3 gazu ziemnego. Drewno i drewno opałowe należą do kategorii niskiej efektywności energetycznej.
Wpływ wieku na właściwości węgla
Węgiel jest naturalnym materiałem roślinnym. Jest wydobywany ze skał osadowych. Paliwo to zawiera węgiel i inne pierwiastki chemiczne.
Oprócz rodzaju materiału, wiek materiału wpływa również na ciepło spalania węgla. Brąz należy do najmłodszej kategorii, po której następuje kamień, a najstarszy uważany jest za antracyt.
Wilgotność zależy od wieku paliwa: im młodszy węgiel, tym większa jest jego wilgotność. Co również wpływa na właściwości tego rodzaju paliwa.
Procesowi spalania węgla towarzyszy uwalnianie substancji zanieczyszczających środowisko, podczas gdy ruszt kotła pokrywa się żużlem. Innym niekorzystnym czynnikiem dla atmosfery jest obecność siarki w składzie paliwa. Ten element w kontakcie z powietrzem przekształca się w kwas siarkowy.
Producentom udaje się zminimalizować zawartość siarki w węglu. W rezultacie TST różni się nawet w obrębie tego samego gatunku. Wskaźniki wpływu i geografia produkcji. Jako paliwo stałe można stosować nie tylko czysty węgiel, ale także brykietowany żużel.
Największa pojemność paliwowa występuje w węglu koksującym. Kamień, węgiel brunatny, węgiel brunatny, antracyt ma dobre właściwości.
Charakterystyka pelet i brykietów
To paliwo stałe jest wytwarzane przemysłowo z różnych odpadów drewna i roślin.
Rozdrobnione wióry, kora, karton, słoma wysychają i zamieniają się w granulki za pomocą specjalnego sprzętu. Aby masa uzyskała pewien stopień lepkości, dodaje polimer - ligninę.
Pelety mają akceptowalny koszt, na który wpływa wysoki popyt i cechy procesu produkcyjnego. Materiał ten może być stosowany tylko w kotłach przeznaczonych do tego typu paliwa.
Brykiety różnią się tylko kształtem, mogą być ładowane do pieców, kotłów. Oba rodzaje paliwa dzielą się na rodzaje surowców: z drewna okrągłego, torfu, słonecznika, słomy.
Pelety i brykiety mają znaczną przewagę nad innymi rodzajami paliwa:
- pełna przyjazność dla środowiska;
- możliwość przechowywania w prawie każdych warunkach;
- odporność na naprężenia mechaniczne i grzyby;
- jednolite i długie spalanie;
- optymalna wielkość granulek do załadowania do urządzenia grzewczego.
Przyjazne dla środowiska paliwo jest dobrą alternatywą dla tradycyjnych źródeł ciepła, które nie odnawiają się i nie wpływają negatywnie na środowisko. Ale pelety i brykiety charakteryzują się zwiększonym ryzykiem pożaru, które należy wziąć pod uwagę przy organizacji miejsca przechowywania.
Jeśli chcesz, możesz zorganizować produkcję brykietów paliwowych własnymi rękami, bardziej szczegółowo - w tym artykule.
Parametry substancji ciekłych
Materiały ciekłe, takie jak materiały stałe, rozkładają się na następujące składniki: węgiel, wodór, siarkę, tlen i azot. Procent wyrażony jest wagowo.
Wewnętrzny balast organiczny paliwa powstaje z tlenu i azotu, składniki te nie palą się i są warunkowo zawarte w kompozycji. Balast zewnętrzny powstaje z wilgoci i popiołu.
W benzynie obserwuje się wysokie ciepło właściwe spalania. W zależności od marki jest to 43-44 MJ.
Podobne wskaźniki ciepła właściwego spalania określa się dla nafty lotniczej - 42, 9 MJ. Kategoria liderów pod względem wartości opałowej i oleju napędowego - 43, 4-43, 6 MJ.
Ponieważ benzyna ma więcej TST niż olej napędowy, powinna mieć większe zużycie i wydajność. Ale olej napędowy jest bardziej ekonomiczny niż benzyna o 30-40%
Stosunkowo niskie wartości TST charakteryzują się ciekłym paliwem rakietowym, glikolem etylenowym. Minimalne ciepło właściwe spalania różni się od alkoholu i acetonu. Ich wydajność jest znacznie niższa niż w przypadku tradycyjnego paliwa silnikowego.
Właściwości paliwa gazowego
Paliwo gazowe składa się z tlenku węgla, wodoru, metanu, etanu, propanu, butanu, etylenu, benzenu, siarkowodoru i innych składników. Liczby te są wyrażone w procentach objętości.
Wodór ma najwyższą wartość opałową. Wypalając kilogram substancji emituje 119, 83 MJ ciepła. Ale ma wysoki stopień wybuchowości.
Wysokie wartości opałowe obserwuje się w gazie ziemnym.
Są równe 41-49 MJ na kg. Ale na przykład w czystym metanie ciepło spalania jest większe - 50 MJ na kg.
Tabela porównawcza wskaźników
W tabeli przedstawiono wartości masowego ciepła spalania paliw ciekłych, stałych, gazowych.
| Rodzaj paliwa | Jednostka rev. | Ciepło właściwe spalania | ||
| Mj | kw | kcal | ||
| Drewno opałowe: dąb, brzoza, jesion, buk, grab | kg | 15 | 4.2 | 2500 |
| Drewno opałowe: modrzew, sosna, świerk | kg | 15.5 | 4.3 | 2500 |
| Węgiel brunatny | kg | 12.98 | 3.6 | 3100 |
| Węgiel | kg | 27, 00 | 7.5 | 6450 |
| Węgiel drzewny | kg | 27, 26 | 7.5 | 6510 |
| Antracyt | kg | 28, 05 | 7, 8 | 6700 |
| Pelety drewniane | kg | 17, 17 | 4.7 | 4110 |
| Pellety ze słomy | kg | 14.51 | 4.0 | 3465 |
| Granulki słonecznika | kg | 18.09 | 5.0 | 4320 |
| Trociny | kg | 8.37 | 2.3 | 2000 |
| Papier | kg | 16, 62 | 4.6 | 3970 |
| Winorośl | kg | 14.00 | 3.9 | 3345 |
| Gaz ziemny | m 3 | 33, 5 | 9.3 | 8000 |
| Skroplony gaz | kg | 45, 20 | 12.5 | 10, 800 |
| Benzyna | kg | 44, 00 | 12.2 | 10 500 |
| Diz. paliwo | kg | 43.12 | 11.9 | 10300 |
| Metan | m 3 | 50, 03 | 13.8 | 11950 |
| Wodór | m 3 | 120 | 33.2 | 28700 |
| Nafta | kg | 43, 50 | 12 | 10400 |
| Mazut | kg | 40, 61 | 11.2 | 9700 |
| Olej | kg | 44, 00 | 12.2 | 10 500 |
| Propan | m 3 | 45, 57 | 12.6 | 10885 |
| Etylen | m 3 | 48, 02 | 13.3 | 11470 |
Tabela pokazuje, że najwyższe wskaźniki TST wszystkich substancji, nie tylko gazowych, mają wodór. Należy do paliw wysokoenergetycznych.
Produktem spalania wodoru jest zwykła woda. Proces nie emituje żużli spalin, popiołu, tlenku węgla i dwutlenku węgla, co czyni substancję paliwem przyjaznym dla środowiska. Ale jest wybuchowy i ma niską gęstość, więc to paliwo jest trudne do skroplenia i transportu.
Wnioski i przydatne wideo na ten temat
O wartości opałowej różnych gatunków drewna. Porównanie wskaźników na m 3 i kg.
TST - najważniejsze charakterystyki termiczne i operacyjne paliwa. Wskaźnik ten jest wykorzystywany w różnych dziedzinach działalności człowieka: silniki cieplne, elektrownie, przemysł, ogrzewanie mieszkań i gotowanie.
Wartości opałowe pomagają porównać różne rodzaje paliwa w zależności od stopnia uwolnionej energii, obliczyć wymaganą masę paliwa, aby zaoszczędzić na kosztach.
Czy masz coś do dodania lub masz pytania dotyczące wartości opałowej różnych rodzajów paliwa? Możesz zostawić komentarze do publikacji i uczestniczyć w dyskusjach - formularz do komunikacji znajduje się w dolnym bloku.