В статье рассмотрим удельную теплоту сгорания различных жидких топлив и представим таблицу для лучшего понимания их характеристик и эффективности. Удельная теплота сгорания важна при выборе топлива для отопительных котлов, так как влияет на экономию и долговечность оборудования. Правильный выбор топлива оптимизирует затраты и обеспечивает экологичное потребление ресурсов.
Теплотворность различных видов топлива: сравнение топлива по теплоте сгорания таблица теплотворности. Удельная теплота сгорания топлива и горючих материалов
Для упрощения планирования и учета топлива введено понятие условного топлива, основанного на низшей теплоте сгорания.
В базовой и промышленной энергетике для производства электрической и тепловой энергии используется в основном органическое топливо.
Все виды органического топлива представляют собой углеводородные соединения с небольшими примесями.
К твердому топливу относятся: антрацит, каменный и бурый уголь, торф, дрова, сланцы, отходы лесопильных и деревообрабатывающих предприятий, а также растительные остатки — солома, костра, лузга и другие.
К жидкому топливу причисляют нефть и продукты ее переработки: бензин, керосин, лигроин, масла и мазут.
Более 70 % жидкого топлива используется в транспорте — авиации, автомобилях, специализированных водных и железнодорожных транспортных средствах; около 30 % сжигается в виде мазута на тепловых электростанциях и в промышленных котлах.
Топливо, поступающее для сжигания в котлы или двигатели внутреннего сгорания, называется рабочим.
Состав рабочего топлива включает углерод (C), водород (H), кислород (O), азот (N), летучую серу (S), а также минеральные примеси — золу (A) и влагу (W).
В горючую часть топлива входит только летучая сера, остальная сера в процессе горения не участвует и считается балластом.
Состав золы большинства видов твердого топлива включает: глинозем (Al2O3), кремниевую кислоту (SiO2), известь (CaO), магнезию (MgO), щелочи (Na2O) и окислы железа (FeO и Fe2O3).
Влага является балластной примесью, так как снижает теплотворную способность топлива и часть тепла уходит на ее испарение.
Выход летучих веществ у древесины высок — V г = 85÷90%, тогда как у антрацитов V г = 3÷4 %. Это определяет отличные горючие свойства древесины.
Эксперты в области энергетики подчеркивают важность понимания удельной теплоты сгорания различных видов жидкого топлива для оптимизации энергетических процессов. Удельная теплота сгорания — это количество тепла, выделяющееся при полном сгорании единицы массы топлива, и этот показатель варьируется в зависимости от химического состава и структуры топлива. Например, дизельное топливо имеет более высокую удельную теплоту сгорания по сравнению с бензином, что делает его более эффективным для использования в двигателях внутреннего сгорания. Анализируя таблицы с данными по различным видам жидкого топлива, специалисты отмечают, что правильный выбор топлива может существенно снизить затраты на энергоресурсы и уменьшить выбросы вредных веществ в атмосферу. Таким образом, знание удельной теплоты сгорания является ключевым фактором для достижения устойчивого развития в энергетическом секторе.
Виды топлива для твердотопливных котлов и сравнительная таблица их
| Длина, м | Хвойные породы | Лиственные породы | ||||||
| Круглые | Расколотые | Смесь расколотых и круглых | Круглые | Расколотые | Смесь расколотых и круглых | |||
| Тонкие | Средние | Тонкие | Средние | |||||
| 0,25 0,33 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 | 0,79 0,77 0,74 0,71 0,69 0,67 0,66 0,64 0,62 0,61 | 0,81 0,79 0,76 0,74 0,72 0,71 0,703 0,68 0,67 0,65 | 0,77 0,75 0,73 0,71 0,70 0,69 0,68 0,66 0,64 0,63 | 0,77 0,75 0,73 0,72 0,70 0,69 0,68 0,67 0,66 0,65 | 0,75 0,72 0,69 0,65 0,63 0,61 0,60 0,58 0,56 0,55 | 0,80 0,78 0,75 0,72 0,70 0,68 0,67 0,65 0,63 0,62 | 0,76 0,74 0,71 0,69 0,68 0,67 0,65 0,63 0,62 0,60 | 0,76 0,74 0,71 0,69 0,68 0,67 0,66 0,65 0,64 0,63 |
Намного меньше, чем твёрдые, различаются величинами удельной теплоты сгорания жидкие виды топлива.
| Вид жидкого топлива | Удельная теплота сгорания (МДж/кг) | Плотность (кг/м³) |
|---|---|---|
| Бензин | 44-46 | 720-780 |
| Дизельное топливо | 43-45 | 820-860 |
| Керосин | 43-46 | 780-810 |
| Биотопливо (биодизель) | 37-40 | 880-900 |
| Мазут | 40-42 | 900-1000 |
Интересные факты
Вот несколько интересных фактов, связанных с удельной теплотой сгорания различных видов жидкого топлива:
-
Разнообразие жидкого топлива: Удельная теплота сгорания различных видов жидкого топлива может значительно варьироваться. Например, бензин имеет удельную теплоту сгорания около 44 МДж/кг, в то время как дизельное топливо — около 42-47 МДж/кг. Это различие влияет на эффективность и производительность двигателей, использующих эти виды топлива.
-
Биотопливо: Некоторые виды биотоплива, такие как биоэтанол и биодизель, имеют удельную теплоту сгорания, близкую к традиционным углеводородным топливам. Например, биоэтанол имеет удельную теплоту сгорания около 30 МДж/кг, что ниже, чем у бензина, но его использование способствует снижению выбросов углекислого газа и зависимости от ископаемых источников энергии.
-
Экологические аспекты: Удельная теплота сгорания также влияет на экологические характеристики топлива. Топлива с высокой теплотой сгорания, как правило, выделяют больше энергии при сгорании, что может привести к более эффективному использованию ресурсов. Однако важно учитывать и выбросы, которые производит топливо, так как некоторые виды жидкого топлива могут выделять больше загрязняющих веществ, несмотря на высокую удельную теплоту сгорания.
Дрова
Это древесные материалы, которые можно распилить или расколоть. При сжигании в печах, котлах и других устройствах они вырабатывают тепловую энергию.
Удельная теплота сгорания топлива и горючих материалов — таблицы энергии топлива
0 означает, что при сжигании продукта количество выделяемого СО2 не превышает объема, который образуется при естественном разложении, а количество других вредных выбросов ничтожно мало.
Классификация
К твердым видам топлива относятся каменные и бурые угли, антрацит, торф и дрова. Искусственные формы включают древесный уголь, термоантрацит, пыль каменного и бурого угля, а также кокс.
Жидкие виды топлива — это органические вещества с кислородом, водородом, углеродом, серой и азотом. Искусственные жидкие топлива — мазут и различные смолы.
Газообразные виды топлива представляют собой смеси этилена, метана и других углеводородов, а также могут содержать оксиды и диоксиды углерода, сероводород и водяной пар. Искусственные газообразные топлива — газы, получаемые в коксовых печах и газогенераторах.
- Бук, береза, ясень и лещина трудно разжечь, но горят даже в сыром состоянии благодаря низкой влажности.
- Ольха и осина не образуют сажи и эффективно очищают дымоход.
- Береза требует достаточного притока воздуха, иначе может дымить и оставлять смолу на стенках трубы.
- Сосна содержит больше смолы, чем ель, что делает ее более искристой и жаркой.
- Груша и яблоня легко раскалываются и обеспечивают отличное горение.
- Кедр медленно превращается в тлеющий уголь.
- Вишня и вяз дымят, а платан трудно расколоть.
- Липа и тополь быстро сгорают.
Топливо и его сжигание. Состав, расчет горения топлива.
Пеллетами топливными гранулами называется твердое топливо, созданное промышленным путем из древесных и растительных отходов стружки, коры, картона, соломы.
Оборудование для производства древесного угля
-
Пиролизная бочка: устройство для сухой перегонки сырья и утилизации. Для непрерывной переработки используются стационарные пиролизные бочки больших размеров.
-
Вертикальная реторта: оборудование для проведения химических реакций сгорания, применяется для сушки древесины.
-
Дровокол: инструмент для подготовки и сортировки сырья с высоким коэффициентом полезного действия и устойчивостью к трению.
В производстве угля также используются вспомогательные устройства: автоматизированные линии для упаковки, весовые дозаторы и сепараторы.
Дровяное отопление. Удельная теплота сгорания сухого и влажного дерева. Теплотворность дров. Практическое тепловыделение сухих и влажных дров при печном отоплении. Объемная теплотворность дров. Жаропр
Бук, березу, ясень, лещину сложно растопить, но они способны гореть сырыми из-за низкого содержания влажности.
Свойства древесины
- Цвет – зависит от климатических условий и вида древесины.
- Блеск – определяется развитием сердцевидных лучей.
- Текстура – связана с внутренним строением древесины.
- Влажность – соотношение удаленной влаги к массе древесины в сухом состоянии.
- Усушка и разбухание – усушка происходит из-за испарения гигроскопической влаги, разбухание – в результате поглощения воды.
- Плотность – примерно одинакова для большинства древесных пород.
- Теплопроводность – способность древесины проводить тепло, зависит от плотности.
- Звукопроводность – определяется скоростью распространения звука и расположением волокон.
- Электропроводность – сопротивление прохождению электрического тока, на которое влияют порода древесины, температура, влажность и направление волокон.
Перед использованием древесного сырья важно ознакомиться с его свойствами, прежде чем переходить к производственным процессам.
Газообразное топливо.
— березовые дрова хороши для тепла, но при недостатке воздуха в топке, горят дымно и образуют деготь березовую смолу , который оседает на стенках трубы;.
Экология потребления.Мотор:Характеристики топлива для отопительных котлов довольно значительно различаются. Правильный выбор топлива помогает экономить средства и сохранить оборудование работоспособным.
Характеристики топлива для отопительных котлов довольно значительно различаются. Правильный выбор топлива помогает экономить средства и сохранить оборудование работоспособным.
Приоритетная характеристика дрова для каминов и печей — их теплотворная способность, длительность горения и комфорт при использовании (картина пламени, запах).
— дрова из бука, березы, ясеня, лещины трудно растапливать, но они могут гореть сырыми, потому что имеют небольшую влажность, причем дрова из всех этих пород деревьев, кроме бука, легко раскалываются;
— березовые дрова хороши для тепла, но при недостатке воздуха в топке, горят дымно и образуют деготь (березовую смолу), который оседает на стенках трубы;
— дрова хвойных пород имеют низкую теплотворную способность, дымят и искрят, способствуя образованию смолистых отложений в трубе, но легко колются и растапливаются;
Показатель теплотворной способности дров разных пород древесины сильно изменяется, что влечет колебания плотности древесины и колебания в пересчетных коэффициентах кубометр => складометр.
Пеллеты (топливные гранулы) — это прессованное под высоким давлением натуральное сырье растительного происхождения в форме цилиндрических гранул стандартного размера.
Сырьем для их производства является кора, опилки, щепа и другие отходы лесозаготовки, и отходы сельского хозяйства (лузга подсолнечника, солома, некондиционный лен и др), а также органические упаковочные материалы, картонная тара и тд.
Сырье измельчается до состояния муки, затем тщательно высушивается и сжимается в гранулы стандартного размера при помощи специального оборудования — гранулятора.
Во время грануляции, сопровождающейся повышением температуры материала, содержащийся в нем полимер лигнин, содержащийся в клетках растительного сырья,плотно склеивает измельченные частицы. Химические связующие примеси не используются.
На выходе получается легкое, недорогое, удобное в хранении и абсолютно безопасное топливо, альтернативное традиционным видам топлива (уголь, торф, дрова, природный газ).
- Читайте также:
— удобство транспортировки, как в фасованных пакетах, так и россыпью, и разгрузки через рукава с возможностью автоматизации процесса;
— при сжигании 1,9 т пеллет выделяется примерно такое же количество тепла, что при сжигании 1 т мазута, при стоимости пеллет на внутреннем рынке в 3 раза дешевле, то есть обогрев пеллетами на 40% дешевле мазута;
— для обеспечения теплом и электроэнергией промышленных объектов и небольших населенных пунктов (с использованием крупных гранул с высоким содержанием древесной коры.
«0» означает, что при сжигании продукта количество выделяемого СО2 не превышает объема, который образуется при естественном разложении, а количество других вредных выбросов ничтожно мало.
- Измерение теплоты сгорания в Ккал/кг. 1 калория — это количество тепла необходимое для нагрева 1 г воды на 1оС. 4,500 Кал/кг ( 4,500 Кал/кг ) — теплота сгорания 1 кг топлива в Кал.
- Измерение теплоты сгорания в МДж/кг. Системная международная тепловая единица. 1 Калория = 4,19 Джоуля, 4,500 Ккал/кг * 4,19 Дж = 18,855 МДж/кг — теплота сгорания 1 кг топлива в Джоулях.
- Измерение теплоты сгорания в Квт*час. 5,238 Квт* час/ кг — теплота сгорания 1 кг топлива, измеренная в «электротехнических единицах». Количество энергии выделямое в секеунду (то есть тепловая мощность) = 18.855.000 Дж (см. пункт 2 ) /3600 сек = 5238 Дж/сек = 5,238 Квт*час.
Топливные брикеты — это спрессованные отходы деревообработки (стружка, щепа), отходы сельского хозяйства (солома, шелуха семечки подсолнуха, гречихи), а также торфа.
Топливные брикеты активно используются для отопления частных домов в различных типах топок (печах), дровяных котлах, каминах, при приготовлении еды на гриле.
Уголь — это горючая осадочная порода растительного происхождения, состоящая в основном из углерода и ряда других химических элементов.
В зависимости от сорта и условий добычи количество минеральных веществ различается очень сильно, зольность каменного угля около 15% (10-20%).
Вредным компонентом угля также является сера, в процессе сгорания которой образуются окислы, которые в воздухе превращаются в серную кислоту.
Уголь классифицируется по многим параметрам (география добычи, химический состав), но с «бытовой» точки зрения достаточно знать маркировку и возможности использования.
Кроме основных марок, есть промежуточные марки каменного угля: ДГ (длиннопламенно-газовые), ГЖ (газовые жирные), КЖ (коксовые жирные), ПА (полуантрациты), бурые угли также делятся по группам.
Коксующиеся марки угля (Г, кокс, Ж, К, ОС) в теплоэнергетике практически не используются, так как они являются дефицитным сырьем для коксохимической промышленности.
Размер угля определяют исходя из меньшего значения самой мелкой фракции и большего значения самой крупной фракции, указанных в названии марки угля.
На 1м этапе горения выделяются летучие вещества; при избытке кислорода они быстро сгорают, давая длинное пламя, но малое количество тепла.
На 2м этапе выгорает коксовый остаток; интенсивность его горения и температура воспламенения зависит от степени углефикации, то есть, от вида угля (бурый, каменный, антрацит).
Чем выше степень углефикации (самая высокая она у антрацита), тем выше температура воспламенения и теплота сгорания, но ниже интенсивность горения.
Уголь этих марок доступен и пригоден практически для всех видов котлов, однако для полного сгорания этот уголь должен подаваться маленькими порциями, чтобы выделяющиеся летучие вещества успевали полностью соединяться с кислородом воздуха.
Полное сгорание угля характеризуется желтым пламенем и прозрачными дымовыми газами; неполное сгорание летучих веществ дает багровое пламя и черный дым
Уголь можно загружать большими партиями, так как в них горит преимущественно коксовый остаток, нет массового выделения летучих веществ.
Очень важен режим поддува, так как при недостатке воздуха горение происходит медленно, возможно его прекращение, либо, напротив, чрезмерное повышение температуры, приводящее к уносу тепла и прогоранию котла.
Теплотворная способность топлива характеризует количество теплоты, выделяемое при полном сгорании топлива массой 1 кг или объемом 1 м³ (1 л).
Экологические аспекты сжигания различных видов топлива
Сжигание топлива является одним из основных источников энергии в современном мире, однако этот процесс также имеет значительное влияние на окружающую среду. Различные виды топлива, такие как уголь, нефть, природный газ и биомасса, имеют разные экологические последствия при их сжигании.
При сжигании угля выделяются значительные объемы углекислого газа (CO2), а также других загрязняющих веществ, таких как сернистый газ (SO2) и оксиды азота (NOx). Эти выбросы способствуют образованию кислотных дождей и ухудшению качества воздуха, что негативно сказывается на здоровье человека и экосистемах.
Нефть и ее производные, такие как бензин и дизельное топливо, также имеют свои экологические проблемы. При сжигании этих видов топлива выделяются углеводороды, которые могут приводить к образованию смога и ухудшению видимости. Кроме того, сжигание нефти способствует выбросам парниковых газов, что усугубляет проблему глобального потепления.
Природный газ считается более чистым топливом по сравнению с углем и нефтью, так как при его сжигании выделяется меньше CO2 и практически отсутствуют твердые частицы. Однако, несмотря на это, утечки метана (CH4) в процессе добычи и транспортировки природного газа могут значительно увеличить его углеродный след, так как метан является мощным парниковым газом.
Биомасса, как возобновляемый источник энергии, также имеет свои плюсы и минусы. Сжигание биомассы может быть нейтральным по углероду, если растения, используемые для топлива, были выращены с учетом устойчивого управления. Однако, если биомасса добывается неустойчивым образом, это может привести к вырубке лесов и потере биоразнообразия, что негативно сказывается на экосистемах.
Таким образом, выбор вида топлива для сжигания должен учитывать не только его удельную теплоту сгорания, но и экологические последствия, связанные с его использованием. Переход на более чистые и устойчивые источники энергии, такие как солнечная и ветровая энергия, может помочь снизить негативное воздействие на окружающую среду и замедлить изменения климата.
Вопрос-ответ
Как найти удельную теплоту сгорания топлива?
В физике используется формула вычисления Q = q * m, где Q – это количество выделенной теплоты в Дж, q – удельная теплота сгорания, выраженная в Дж/м³, m – масса в килограммах.
Какова удельная теплота сгорания топлива?
Теплота сгорания жидкого топлива составляет 42 МДж/кг. Показатель может варьировать в зависимости от качества нефти и определяется исследовательским методом. В отдельных случаях теплота сгорания может колебаться в интервалах 39,2–43,3 МДж/кг.
Какой бензин выделяет больше тепла при сгорании?
Разница между 95-м и 92-м бензином. Чем выше показатель октанового числа, тем менее горючим является топливо. В то же время, после возгорания оно будет дольше гореть. 95-й бензин менее горюч по сравнению с 92-м, но при его сгорании выделяется больше тепла — энергии.
Советы
СОВЕТ №1
Изучите таблицы удельной теплоты сгорания различных видов топлива, чтобы выбрать наиболее эффективный вариант для ваших нужд. Это поможет вам оптимизировать расходы на топливо и снизить затраты на отопление или производство энергии.
СОВЕТ №2
Обратите внимание на экологические аспекты использования различных видов топлива. Выбирайте те варианты, которые имеют меньший углеродный след и способствуют снижению загрязнения окружающей среды.
СОВЕТ №3
При выборе топлива учитывайте не только его удельную теплоту сгорания, но и доступность, стоимость и условия хранения. Это поможет вам избежать неожиданных затрат и проблем с поставками.
СОВЕТ №4
Регулярно обновляйте свои знания о новых технологиях и альтернативных источниках энергии. Это позволит вам быть в курсе последних тенденций и находить более эффективные и экономичные решения для отопления и энергетики.
