O valor calorífico de diferentes tipos de combustível: uma comparação de combustível por valor calorífico + tabela de valor calorífico

Quando uma certa quantidade de combustível queima, uma quantidade mensurável de calor é liberada. De acordo com o Sistema Internacional de Unidades, o valor é expresso em Joules por kg ou m³. Mas os parâmetros podem ser calculados em kcal ou kW. Se o valor estiver relacionado à unidade de combustível, é chamado de específico.

O que afeta o valor calorífico de vários combustíveis? Qual é o valor do indicador para substâncias líquidas, sólidas e gasosas? As respostas para essas perguntas estão detalhadas no artigo. Além disso, preparamos uma tabela mostrando o calor específico da combustão dos materiais - essas informações são úteis na escolha de um tipo de combustível de alta energia.

Informações gerais sobre valor calorífico

A liberação de energia durante a combustão deve ser caracterizada por dois parâmetros: alta eficiência e ausência de produção de substâncias nocivas.

O combustível artificial é obtido no processo de processamento natural - biocombustível. Independentemente do estado de agregação, as substâncias em sua composição química têm uma parte combustível e não combustível. O primeiro é carbono e hidrogênio. O segundo consiste em água, sais minerais, nitrogênio, oxigênio e metais.

De acordo com o estado de agregação, o combustível é dividido em líquido, sólido e gás. Cada grupo adicionalmente se ramifica em um subgrupo natural e artificial (+)

Quando 1 kg dessa "mistura" é queimada, uma quantidade diferente de energia é liberada. A quantidade de energia liberada depende das proporções desses elementos - a parte combustível, a umidade, o teor de cinzas e outros componentes.

O calor da combustão de combustível (TST) é formado a partir de dois níveis - o mais alto e o mais baixo. O primeiro indicador é obtido devido à condensação da água; no segundo, esse fator não é levado em consideração.

É necessário um TST mais baixo para calcular a necessidade de combustível e seu custo, com a ajuda de tais indicadores, os balanços de calor são compilados e a eficiência das usinas movidas a combustível é determinada.

O TST pode ser calculado analiticamente ou experimentalmente.Se a composição química do combustível é conhecida, é utilizada a fórmula de Mendeleev. Técnicas experimentais são baseadas na medição real de calor durante a combustão de combustível.

Nesses casos, uma bomba de queima especial é usada - uma bomba calorimétrica, juntamente com um calorímetro e um termostato.

As características dos cálculos são individuais para cada tipo de combustível. Exemplo: o TST nos motores de combustão interna é calculado a partir do valor mais baixo, porque o líquido não se condensa nos cilindros.

O TST é definido usando uma bomba calorimétrica. O oxigênio comprimido é saturado com vapor de água. Uma amostra de combustível é colocada nesse ambiente e os resultados determinados

Cada tipo de substância tem seu próprio TT devido à sua composição química. Os valores variam significativamente, o intervalo de flutuações é de 1 000-10 000 kcal / kg.

Comparando diferentes tipos de materiais, é utilizado o conceito de combustível convencional, caracterizado por um TST menor de 29 MJ / kg.

Valor calorífico de materiais sólidos

Esta categoria inclui madeira, turfa, coque, xisto betuminoso, briquete e combustível pulverizado. A maior parte do combustível sólido é carbono.

Características de diferentes espécies de madeira

A eficiência máxima do uso de lenha é alcançada se duas condições forem atendidas - madeira seca e um processo de queima lento.

Pedaços de madeira cortados ou cortados em pedaços de até 25 a 30 cm de comprimento, para que a lenha seja convenientemente carregada no forno

Ideal para fogão a lenha de aquecimento Blocos de carvalho, bétula e cinzas são considerados. Bom desempenho é caracterizado por hawthorn, avelã. Mas nas coníferas, o valor calorífico é baixo, mas a taxa de queima é alta.

Como diferentes raças queimam:

1. Faia, bétula, cinzas, avelã difícil derreter, mas eles podem queimar cru devido ao seu baixo teor de umidade.
2. Amieiro com álamo tremedor eles não formam fuligem e "sabem como" removê-lo da chaminé.
3. Bétula Ele requer uma quantidade suficiente de ar no forno, caso contrário, ele irá fumar e assentar com resina nas paredes do tubo.
4. Pinheiro contém mais resina que abeto, por isso acende e queima mais quente.
5. Pêra e macieira quebra mais facilmente e queima perfeitamente.
6. Cedro gradualmente se transforma em carvão fumegante.
7. Cereja e olmo fuma e é difícil dividir o plátano.
8. Tília com Álamo queimar rapidamente.

Os índices de TS de diferentes raças dependem fortemente da densidade de raças específicas. 1 metro cúbico de lenha equivale a aproximadamente 200 litros de combustível líquido e 200 m³ gás natural. Madeira e lenha são de baixo consumo energético.

O efeito da idade nas propriedades do carvão

O carvão é um material natural de origem vegetal. É extraído de rochas sedimentares. Este combustível contém carbono e outros elementos químicos.

Além do tipo, a idade do material também afeta o valor calorífico do carvão. O marrom pertence à categoria jovem, seguida pela pedra, e a mais antiga é considerada antracite.

A umidade também é determinada pela idade do combustível: quanto mais jovem o carvão, maior o teor de umidade nele. O que também afeta as propriedades desse tipo de combustível.

O processo de queima do carvão é acompanhado pela liberação de substâncias poluidoras do meio ambiente, enquanto a grade da caldeira é coberta com escória. Outro fator adverso para a atmosfera é a presença de enxofre no combustível. Este elemento em contato com o ar é transformado em ácido sulfúrico.

Os fabricantes conseguem minimizar o teor de enxofre no carvão. Como resultado, o TJT difere mesmo dentro da mesma espécie. Afeta o desempenho e a geografia da produção. Como combustível sólido, não apenas o carvão puro, mas também a escória briquetada podem ser usados.

A maior capacidade de combustível é observada no carvão metalúrgico. Pedra, madeira, linhite e antracite também têm boas características.

Características dos pellets e briquetes

Esse combustível sólido é fabricado industrialmente a partir de vários detritos de madeira e vegetais.

Lascas trituradas, casca, papelão e palha são secas e com equipamento especial se transforma em grânulos. Para que a massa adquira um certo grau de viscosidade, um polímero - lignina é adicionado a ela.

Os pellets diferem no custo razoável, que é influenciado pela alta demanda e pelas características do processo de fabricação. Este material só pode ser usado em caldeiras projetadas para este tipo de combustível.

Os briquetes diferem apenas na forma, podem ser carregados em fornos, caldeiras. Ambos os tipos de combustível são divididos em tipos de matérias-primas: de toras redondas, turfa, girassol, palha.

At pelotas e briquetes Existem vantagens significativas sobre outros tipos de combustível:

• total compatibilidade ambiental;
• a capacidade de armazenar em quase qualquer ambiente;
• resistência ao estresse mecânico e fungos;
• queima uniforme e longa;
• tamanho ideal de pellets para carregar em um dispositivo de aquecimento.

Os combustíveis sustentáveis ​​são uma boa alternativa às fontes de calor tradicionais que não são renováveis ​​e afetam adversamente o meio ambiente. Mas pellets e briquetes são caracterizados pelo aumento do risco de incêndio, que deve ser levado em consideração ao organizar um local de armazenamento.

Se desejar, você pode organizar a produção de briquetes de combustível com suas próprias mãos, mais detalhes - em este artigo.

Parâmetros líquidos

Materiais líquidos, como sólidos, são decompostos nos seguintes componentes: carbono, hidrogênio, enxofre, oxigênio, nitrogênio. A porcentagem é expressa em peso.

A partir de oxigênio e nitrogênio, é formado um lastro interno de combustível orgânico, esses componentes não queimam e são incluídos na composição condicionalmente. O lastro externo é formado a partir de umidade e cinzas.

Alto calor específico de combustão é observado na gasolina. Dependendo da marca, é 43-44 MJ.

Valores de calor específicos semelhantes da combustão também são determinados para o querosene de aviação - 42,9 MJ. Em termos de valor calorífico, o diesel também se enquadra na categoria de líderes - 43,4-43,6 MJ.

Como a gasolina possui mais TST que o diesel, ela deve ter maior consumo e eficiência. Mas o diesel é 30-40% mais econômico que a gasolina

Valores TST relativamente baixos são caracterizados por combustível de foguete líquido, etileno glicol. O calor específico mínimo de combustão é distinguido por álcool e acetona. Seu desempenho é significativamente menor que o dos combustíveis tradicionais.

Propriedades de combustível gasoso

O combustível gasoso é composto de monóxido de carbono, hidrogênio, metano, etano, propano, butano, etileno, benzeno, sulfeto de hidrogênio e outros componentes. Esses indicadores são expressos como uma porcentagem em volume.

O maior calor de combustão é o hidrogênio. Queimando, um quilograma de substância emite 119,83 MJ de calor. Mas é caracterizado por um alto grau de risco de explosão.

Valores caloríficos altos também são observados no gás natural.

Eles são iguais a 41-49 MJ por kg. Mas, por exemplo, o metano puro tem um valor calorífico superior a 50 MJ por kg.

Gráfico de comparação

A tabela mostra os valores do calor específico da massa de combustão dos tipos de combustível líquido, sólido e gasoso.

Da tabela, pode-se observar que os indicadores mais altos de TST de todas as substâncias, e não apenas dos gasosos, possuem hidrogênio. Refere-se a combustíveis de alta energia.

O produto da combustão de hidrogênio é a água comum. No processo, não são emitidos resíduos de fornos, cinzas, monóxido de carbono e dióxido de carbono, o que torna a substância um combustível ecológico.Mas é explosivo e tem baixa densidade, por isso é difícil liquefazer e transportar esse combustível.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Sobre o valor calorífico de diferentes espécies de madeira. Comparação de indicadores por m³ e kg

O TST é a característica térmica e operacional mais importante do combustível. Este indicador é usado em vários campos da atividade humana: motores térmicos, usinas de energia, indústria, ao aquecer casas e cozinhar.

Valores caloríficos ajudam a comparar diferentes tipos de combustível de acordo com o grau de energia liberada, calculam a massa necessária de combustível e economizam custos.

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