Ko gorijo določene količine goriva, se sprosti izmerljiva količina toplote. V skladu z mednarodnim sistemom enot je vrednost izražena v džulih na kg ali m 3 . Toda parametre lahko izračunamo v kcal ali kW. Če je vrednost povezana z mersko enoto goriva, se imenuje specifična.
Kaj vpliva na kalorično vrednost različnih goriv? Kakšna je vrednost indikatorja za tekoče, trdne in plinaste snovi? Odgovori na navedena vprašanja so podrobneje opisani v članku. Poleg tega smo pripravili tabelo, ki prikazuje specifično toploto izgorevanja materialov - te informacije bodo koristne pri izbiri visokoenergetskega tipa goriva.
Splošne informacije o ogrevalni vrednosti
Sproščanje energije med zgorevanjem bi moralo biti označeno z dvema parametroma: visoko učinkovitostjo in odsotnostjo proizvodnje škodljivih snovi.
Umetno gorivo se pridobiva pri predelavi naravnih biogoriv. Ne glede na agregatno stanje imajo snovi v njihovi kemijski sestavi gorljiv in negorljiv del. Prvi je ogljik in vodik. Drugi sestavljajo voda, mineralne soli, dušik, kisik, kovine.
Glede na agregatno stanje je gorivo razdeljeno na tekočino, trdno snov in plin. Vsaka skupina se dodatno razdeli v naravno in umetno podskupino (+)
Pri sežiganju 1 kg takšne "mešanice" se sprosti drugačna količina energije. Kolikšen del te energije se sprosti, je odvisen od razmerja teh elementov - gorljivega dela, vlažnosti, pepela in drugih komponent.
Toplota izgorevanja goriva (TST) se oblikuje iz dveh nivojev - višje in nižje. Prvi indikator se pridobi zaradi kondenzacije vode, v drugem pa se ta faktor ne upošteva.
Najnižji TST je potreben za izračun potrebe po gorivu in njegove stroške, s pomočjo teh kazalnikov pa se zbirajo toplotne bilance in določi se učinkovitost obratov na pogonsko gorivo.
Izračun TST je lahko analitično ali eksperimentalno. Če je kemijska sestava goriva znana, se uporablja periodična formula. Eksperimentalne tehnike temeljijo na dejanskem merjenju toplote med zgorevanjem goriva.
V teh primerih se uporablja posebna zgorevalna bomba - kalorimetrična, skupaj s kalorimetrom in termostatom.
Značilnosti izračunov so individualne za vsako vrsto goriva. Primer: TST v motorjih z notranjim zgorevanjem se izračuna iz najnižje vrednosti, ker tekočina v valjih ne kondenzira.
TST nastavimo z uporabo kalorimetrične bombe. Stisnjen kisik je nasičen z vodno paro. V takem okolju se postavi vzorec goriva, rezultati pa se določijo
Vsaka vrsta snovi ima svojo kemijsko sestavo TST. Vrednosti se znatno razlikujejo, razpon nihanj je 1000–10 000 kcal / kg.
Pri primerjavi različnih vrst materialov se uporablja koncept pogojnega goriva, za katerega je značilen nižji TST 29 MJ / kg.
Kalorična vrednost trdnih materialov
V to kategorijo spadajo les, šota, koks, oljni skrilavec, briket in drobljeno gorivo. Glavna sestavina trdnih goriv je ogljik.
Značilnosti različnih vrst lesa
Maksimalna učinkovitost pri uporabi drv je dosežena ob upoštevanju dveh pogojev - suhega lesa in počasnega gorenja.
Leseni kosi so razžagani ali narezani na dolžine do 25-30 cm, tako da je les udobno naložen v kurišče
Hrastove, brezove in pepelne palice so idealne za ogrevanje na leseno peč. Za dobre rezultate je značilen glog, leska. Toda v iglavci je kalorična vrednost nizka, vendar je hitrost gorenja visoka.
Kako gorijo različne pasme:
- Bukev, breza, pepel, lešnik težko tali, vendar lahko gorijo surovo zaradi nizke vsebnosti vlage.
- Jelša z Aspenom ne tvori saje in jo lahko »odstrani« iz dimnika.
- Birch zahteva zadostno količino zraka v peči, drugače bo dim in katrana na stene cevi.
- Pine vsebujejo več smole kot smreke, zato se iskri in gori vroče.
- Hruška in jablana se razkrojijo lažje kot drugi in dobro sežgejo.
- Cedra se postopoma spremeni v tleči premog.
- Cherry in elm dim, in letalo je težko razdeliti.
- Linden s topolom hitro izgori.
TST indikatorji različnih pasem so zelo odvisni od gostote posameznih kamnin. 1 kubični meter lesa je približno 200 litrov tekočega goriva in 200 m 3 zemeljskega plina. Les in drva spadata v kategorijo nizke energetske učinkovitosti.
Vpliv starosti na lastnosti premoga
Premog je naravni rastlinski material. Izloča se iz sedimentnih kamnin. To gorivo vsebuje ogljik in druge kemične elemente.
Starost materiala poleg vrste materiala vpliva tudi na toploto zgorevanja premoga. Rjava sodi v najmlajšo kategorijo, sledi ji kamen, najstarejša pa je antracit.
Vlažnost je odvisna od starosti goriva: mlajši je premog, večja je vsebnost vlage. To vpliva tudi na lastnosti te vrste goriva.
Proces sežiganja premoga spremlja sproščanje snovi, ki onesnažujejo okolje, medtem ko rešetka kotla prekrije žlindra. Še en škodljiv dejavnik za atmosfero je prisotnost žvepla v sestavi goriva. Ta element v stiku z zrakom se pretvori v žveplovo kislino.
Proizvajalci uspejo zmanjšati vsebnost žvepla v premogu. Posledica tega je, da je TST različen tudi znotraj iste vrste. Vpliv kazalnikov in geografije proizvodnje. Kot trdno gorivo se lahko uporablja ne samo čisti premog, temveč tudi briketirana žlindra.
Najvišja zmogljivost goriva je izražena v premogu za koksanje. Kamen, lignit, lignit, antracit ima dobre lastnosti.
Značilnosti peletov in briketov
To trdno gorivo se proizvaja iz različnih lesnih in rastlinskih odpadkov.
Razrezani čipi, lubje, karton, slama se izsušijo in s pomočjo posebne opreme spremenijo v zrnca. Da bi masa pridobila določeno stopnjo viskoznosti, doda polimer - lignin.
Peleti imajo sprejemljivo ceno, na katero vpliva veliko povpraševanje in značilnosti proizvodnega procesa. Ta material se lahko uporablja samo v kotlih za tovrstno gorivo.
Briketi se razlikujejo le po obliki, lahko jih naložimo v peči, kotle. Obe vrsti goriva sta razdeljeni na vrste surovin: iz okroglega lesa, šote, sončnice, slame.
Peleti in briketi imajo pomembne prednosti pred drugimi vrstami goriva:
- popolna prijaznost do okolja;
- možnost shranjevanja v skoraj vseh pogojih;
- odpornost na mehanske obremenitve in glive;
- enakomerno in dolgo žganje;
- optimalna velikost zrn za nalaganje v grelno napravo.
Okolju prijazno gorivo je dobra alternativa tradicionalnim virom toplote, ki se ne obnavljajo in negativno vplivajo na okolje. Za pelete in brikete pa je značilno povečano požarno tveganje, ki ga je treba upoštevati pri organiziranju skladišča.
Če želite, lahko uredite proizvodnjo briketov za gorivo z lastnimi rokami, podrobneje - v tem članku.
Parametri tekočih snovi
Tekoči materiali, kot so trdni materiali, se razgradijo v naslednje sestavine: ogljik, vodik, žveplo, kisik in dušik. Odstotek je izražen v masi.
Notranji organski balast goriva nastane iz kisika in dušika, te komponente ne gorijo in so pogojno vključene v sestavo. Zunanji balast se tvori iz vlage in pepela.
Visoka specifična toplota zgorevanja je opazna pri bencinu. Odvisno od blagovne znamke je 43-44 MJ.
Podobni kazalniki specifične toplote zgorevanja so določeni za letalski kerozin - 42, 9 MJ. Kategorija voditeljev v smislu kalorične vrednosti pade in dizelskega goriva - 43, 4-43, 6 MJ.
Ker ima bencin več TST kot dizelsko gorivo, mora imeti večjo porabo in učinkovitost. Toda dizelsko gorivo je cenejše od bencina za 30-40%
Relativno nizke vrednosti TST so značilne za tekoče raketno gorivo, etilen glikol. Minimalna specifična toplota zgorevanja se razlikuje med alkoholom in acetonom. Njihova zmogljivost je bistveno nižja kot pri tradicionalnih motornih gorivih.
Lastnosti plinskega goriva
Plinasto gorivo sestavljajo ogljikov monoksid, vodik, metan, etan, propan, butan, etilen, benzen, vodikov sulfid in druge sestavine. Te številke so izražene v odstotkih po prostornini.
Vodik ima najvišjo kalorično vrednost. Izgorevanje, kilogram snovi oddaja 119.83 MJ toplote. Vendar pa ima visoko stopnjo eksplozivnosti.
Visoke kalorične vrednosti opazimo v zemeljskem plinu.
Te vrednosti so enake 41-49 MJ na kg. Na primer, v čistem metanu je toplota zgorevanja večja - 50 MJ na kg.
Primerjalna tabela kazalnikov
V tabeli so predstavljene vrednosti masne specifične toplote zgorevanja tekočih, trdnih, plinastih goriv.
| Vrsta goriva | Enota rev. | Specifična toplota zgorevanja | ||
| Mj | kw | kcal | ||
| Les za kurjavo: hrast, breza, pepel, bukev, gaber | kg | 15 | 4.2 | 2500 |
| Les za kurjavo: macesen, bor, smreka | kg | 15.5 | 4.3 | 2500 |
| Rjavi premog | kg | 12.98 | 3.6 | 3100 |
| Premog | kg | 27.00 | 7.5 | 6450 |
| Oglje | kg | 27.26 | 7.5 | 6510 |
| Antracit | kg | 28.05 | 7, 8 | 6700 |
| Lesni peleti | kg | 17, 17 | 4.7 | 4110 |
| Peletov iz slame | kg | 14.51 | 4.0 | 3465 |
| Peleti iz sončnic | kg | 18.09 | 5.0 | 4320 |
| Žagovina | kg | 8.37 | 2.3 | 2000 |
| Papir | kg | 16.62 | 4.6 | 3970 |
| Vinska trta | kg | 14.00 | 3.9 | 3345 |
| Zemeljski plin | m 3 | 33.5 | 9.3 | 8.000 |
| Utekočinjeni plin | kg | 45.20 | 12.5 | 10.800 |
| Bencin | kg | 44, 00 | 12.2 | 10.500 |
| Diz. gorivo | kg | 43.12 | 11.9 | 10300 |
| Metan | m 3 | 50.03 | 13.8 | 11950 |
| Vodik | m 3 | 120 | 33.2 | 28700 |
| Kerozin | kg | 43, 50 | 12 | 10400 |
| Mazut | kg | 40.61 | 11.2 | 9700 |
| Olje | kg | 44, 00 | 12.2 | 10.500 |
| Propan | m 3 | 45.57 | 12.6 | 10885 |
| Etilen | m 3 | 48.02 | 13.3 | 11470 |
Iz tabele je razvidno, da imajo najvišji TST indikatorji za vse snovi, ne samo za plinaste, vodik. Spada v visoko energetska goriva.
Produkt zgorevanja vodika je navadna voda. Postopek ne oddaja žvepla, pepela, ogljikovega monoksida in ogljikovega dioksida, kar povzroča okolju prijazno gorivo. Ampak to je eksplozivno in ima nizko gostoto, zato je to gorivo težko utekočiniti in prevažati.
Zaključki in koristen videoposnetek o tej temi
O ogrevalni vrednosti različnih vrst lesa. Primerjava kazalcev na m 3 in kg.
TST - najpomembnejše toplotne in obratovalne značilnosti goriva. Ta kazalnik se uporablja na različnih področjih človekove dejavnosti: toplotni motorji, elektrarne, industrija, ogrevanje stanovanj in kuhanje.
Kalorične vrednosti pomagajo primerjati različne vrste goriva glede na stopnjo sproščene energije, izračunati zahtevano maso goriva, prihraniti stroške.
Imate kaj dodati ali imate vprašanja o kalorični vrednosti različnih vrst goriva? Komentarje lahko objavite in sodelujete v razpravah - obrazec za komunikacijo je v spodnjem bloku.