Poder calorífico de vários tipos de combustível: comparação de combustíveis por poder calorífico + tabela de poder calorífico

Quando uma certa quantidade de combustível é queimada, uma quantidade mensurável de calor é liberada.Segundo o Sistema Internacional de Unidades, o valor é expresso em Joules por kg ou m³. Mas os parâmetros também podem ser calculados em kcal ou kW. Se o valor estiver relacionado a uma unidade de medida de combustível, ele é denominado específico.

O que afeta o valor calorífico de vários combustíveis? Qual é o valor do indicador para substâncias líquidas, sólidas e gasosas? As respostas às perguntas acima são descritas em detalhes no artigo. Além disso, preparamos uma tabela que mostra o calor específico de combustão dos materiais - esta informação será útil 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 pelo processamento do combustível natural - combustível biológico. Independentemente do estado de agregação, as substâncias em sua composição química apresentam uma parte inflamável e não inflamável. O primeiro é carbono e hidrogênio. O segundo consiste em água, sais minerais, nitrogênio, oxigênio e metais.

Com base no seu estado agregado, o combustível é dividido em líquido, sólido e gasoso. Cada grupo se ramifica em um subgrupo natural e artificial (+)

Quando 1 kg dessa “mistura” é queimado, diferentes quantidades de energia são liberadas. Exatamente quanto dessa energia será liberada depende das proporções desses elementos – a parte combustível, umidade, teor de cinzas e outros componentes.

O calor de combustão do combustível (HCT) é formado por dois níveis - o mais alto e o mais baixo. O primeiro indicador é obtido devido à condensação da água, no segundo este fator não é levado em consideração.

O TCT mais baixo é necessário para calcular a necessidade de combustível e seu custo, com a ajuda de tais indicadores são compilados balanços térmicos e determinada a eficiência das instalações de queima de combustível.

O TST pode ser calculado analiticamente ou experimentalmente. Se a composição química do combustível for conhecida, aplica-se a fórmula periódica. As técnicas experimentais baseiam-se na medição real do calor da combustão do combustível.

Nestes casos, é utilizada uma bomba de combustão especial - uma bomba calorimétrica juntamente com um calorímetro e um termostato.

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

O TST é instalado usando um calorímetro de bomba. O oxigênio comprimido está saturado com vapor de água. Uma amostra de combustível é colocada em tal ambiente e os resultados são determinados.

Cada tipo de substância possui seu próprio TST devido às características de sua composição química. Os valores variam significativamente, a faixa de flutuações é de 1.000–10.000 kCal/kg.

Ao comparar diferentes tipos de materiais, utiliza-se o conceito de combustível de referência, caracterizado por um TCT inferior de 29 MJ/kg.

Valor calorífico de materiais sólidos

Esta categoria inclui madeira, turfa, coque, xisto betuminoso, briquetes e combustível pulverizado. O principal componente do combustível sólido é o carbono.

Características de diferentes tipos de madeira

A máxima eficiência do uso da lenha é alcançada desde que sejam atendidas duas condições - madeira seca e processo de combustão lento.

Pedaços de madeira são serrados ou cortados em pedaços de até 25-30 cm de comprimento para que a lenha possa ser convenientemente carregada na fornalha

Ideal para aquecimento fogão a lenha carvalho, bétula, barras de freixo são consideradas. Hawthorn e avelã são caracterizados por bons indicadores. Mas as árvores coníferas têm baixo valor calorífico, mas alta taxa de queima.

Como diferentes rochas queimam:

1. Faia, bétula, freixo, avelã difíceis de derreter, mas são capazes de queimar úmidos devido ao seu baixo teor de umidade.
2. Amieiro com álamo tremedor não forma fuligem e “saiba como” retirá-la da chaminé.
3. bétula requer uma quantidade suficiente de ar na fornalha, caso contrário, irá fumegar e depositar resina nas paredes do tubo.
4. Pinho contém mais resina do que abeto, por isso acende e queima mais quente.
5. Pera e macieira Ele se divide mais facilmente do que outros e queima bem.
6. Cedro gradualmente se transforma em carvão fumegante.
7. Cereja e olmo fumega e o plátano é difícil de partir.
8. Linden com choupo queimar rapidamente.

Os indicadores TST 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. A madeira e a lenha enquadram-se na categoria de baixa eficiência energética.

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, o calor de combustão do carvão também é influenciado pela idade do material. O marrom pertence à categoria jovem, seguido pelo pedra, e o antracito é considerado o mais antigo.

O teor de humidade também é determinado pela idade do combustível: quanto mais jovem for o carvão, maior será o seu teor de humidade. O que também afeta as propriedades deste tipo de combustível

O processo de combustão do carvão é acompanhado pela liberação de substâncias que poluem o meio ambiente, e as grelhas das caldeiras ficam cobertas de escória. Outro fator desfavorável à atmosfera é a presença de enxofre no combustível. Este elemento, ao entrar em contato com o ar, transforma-se em ácido sulfúrico.

Os fabricantes conseguem reduzir ao máximo o teor de enxofre no carvão. Como resultado, o TST difere mesmo dentro da mesma espécie. A geografia da produção também influencia o desempenho. Não apenas o carvão puro, mas também a escória briquetada podem ser usados ​​como combustível sólido.

A maior capacidade de combustível é observada no carvão metalúrgico. Pedra, carvão, lenhite e antracite também apresentam boas características.

Características de pellets e briquetes

Este combustível sólido é produzido industrialmente a partir de diversos resíduos de madeira e plantas.

Aparas desfiadas, cascas, papelão, palha são secas e usadas equipamento especial se transforma em grânulos. Para que a massa adquira certo grau de viscosidade, é adicionado um polímero, a lignina.

Os pellets têm um custo aceitável, que é influenciado pela alta demanda e pelas características do processo de fabricação. Este material só pode ser utilizado em caldeiras projetadas para este tipo de combustível.

Os briquetes diferem apenas no formato, podendo ser carregados em fornos e caldeiras. Ambos os tipos de combustível são divididos em tipos com base nas matérias-primas: madeira redonda, turfa, girassol, palha.

você pellets e briquetes existem vantagens significativas sobre outros tipos de combustível:

• total compatibilidade ambiental;
• possibilidade de armazenamento em quase todas as condições;
• resistência a tensões mecânicas e fungos;
• queima uniforme e longa;
• tamanho de grânulo ideal para carregamento em um dispositivo de aquecimento.

O combustível ecológico é uma boa alternativa às fontes de calor tradicionais, que não são renováveis ​​e têm efeitos adversos no ambiente. Mas os pellets e briquetes são caracterizados por um maior risco de incêndio, o que deve ser levado em consideração ao organizar um local de armazenamento.

Se desejar, você mesmo pode organizar a produção de briquetes de combustível; para mais detalhes, consulte Este artigo.

Parâmetros de substâncias líquidas

Os materiais líquidos, assim como os sólidos, são decompostos nos seguintes componentes: carbono, hidrogênio, enxofre, oxigênio, nitrogênio. A percentagem é expressa em peso.

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

A gasolina tem um alto calor específico de combustão. Dependendo da marca, é 43-44 MJ.

Indicadores semelhantes de calor específico de combustão são determinados para querosene de aviação - 42,9 MJ. O óleo diesel também se enquadra na categoria de líderes em termos de poder calorífico - 43,4-43,6 MJ.

Como a gasolina tem mais TCT que o diesel, ela deverá ter maior consumo e eficiência. Mas o óleo diesel é 30-40% mais econômico que a gasolina

O combustível líquido de foguete e o etilenoglicol são caracterizados por valores de TCT relativamente baixos. Álcool e acetona têm o calor específico de combustão mínimo. Seu desempenho é significativamente inferior ao do combustível tradicional.

Propriedades dos combustíveis gasosos

O combustível gasoso consiste em monóxido de carbono, hidrogênio, metano, etano, propano, butano, etileno, benzeno, sulfeto de hidrogênio e outros componentes. Esses números são expressos em porcentagem por volume.

O hidrogênio tem o maior calor de combustão.Ao ser queimado, um quilograma da substância libera 119,83 MJ de calor. Mas tem um maior grau de explosividade

O gás natural também possui alto poder calorífico.

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

Tabela comparativa de indicadores

A tabela apresenta os valores do calor específico de combustão de combustíveis líquidos, sólidos e gasosos.

A tabela mostra que o hidrogênio tem os indicadores TST mais altos de todas as substâncias, não apenas das gasosas. Pertence a combustíveis de alta energia.

O produto da combustão do hidrogênio é a água comum. O processo não emite escória de forno, cinzas, dióxido de carbono e dióxido de carbono, o que torna a substância um combustível ecologicamente correto. Mas é explosivo e tem baixa densidade, por isso esse combustível é difícil de liquefazer e transportar.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

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

TCT é a característica térmica e operacional mais importante de um combustível. Este indicador é utilizado em diversas áreas da atividade humana: motores térmicos, centrais elétricas, indústria, aquecimento doméstico e cozinha.

Os valores do valor calorífico ajudam a comparar diferentes tipos de combustível de acordo com o grau de energia liberada, calcular a massa necessária de combustível e economizar custos.

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