Potere calorifico di vari tipi di combustibile: confronto dei combustibili per potere calorifico + tabella del potere calorifico
Quando viene bruciata una certa quantità di combustibile, viene rilasciata una quantità misurabile di calore.Secondo il Sistema Internazionale di Unità, il valore è espresso in Joule per kg o m3. Ma i parametri possono essere calcolati anche in kcal o kW. Se il valore è relativo ad un'unità di misura del carburante si dice specifico.
Cosa influenza il potere calorifico dei vari combustibili? Qual è il valore dell'indicatore per le sostanze liquide, solide e gassose? Le risposte alle domande di cui sopra sono descritte in dettaglio nell'articolo. Inoltre, abbiamo preparato una tabella che mostra il calore specifico di combustione dei materiali: queste informazioni saranno utili quando si sceglie un tipo di carburante ad alta energia.
Il contenuto dell'articolo:
Informazioni generali sul potere calorifico
Il rilascio di energia durante la combustione dovrebbe essere caratterizzato da due parametri: alta efficienza e assenza di produzione di sostanze nocive.
Il combustibile artificiale si ottiene elaborando il combustibile naturale - combustibile biologico. Indipendentemente dallo stato di aggregazione, le sostanze nella loro composizione chimica hanno una parte infiammabile e una non infiammabile. Il primo è il carbonio e l’idrogeno. Il secondo è costituito da acqua, sali minerali, azoto, ossigeno e metalli.
Quando viene bruciato 1 kg di tale “miscela”, vengono rilasciate diverse quantità di energia. La quantità esatta di questa energia rilasciata dipende dalle proporzioni di questi elementi: la parte combustibile, l'umidità, il contenuto di ceneri e altri componenti.
Il calore di combustione del carburante (HCT) è formato da due livelli: il più alto e il più basso. Il primo indicatore è ottenuto a causa della condensa dell'acqua, nel secondo questo fattore non viene preso in considerazione.
È necessario il TCT più basso per calcolare la necessità di carburante e il suo costo; con l'aiuto di tali indicatori vengono compilati i bilanci termici e determinata l'efficienza degli impianti di combustione di carburante.
Il TST può essere calcolato analiticamente o sperimentalmente. Se si conosce la composizione chimica del carburante si applica la formula periodica. Le tecniche sperimentali si basano sulla misurazione effettiva del calore derivante dalla combustione del carburante.
In questi casi viene utilizzata una speciale bomba a combustione: calorimetrica insieme a un calorimetro e un termostato.
Le caratteristiche dei calcoli sono individuali per ciascun tipo di carburante. Esempio: il TCT nei motori a combustione interna viene calcolato dal valore più basso, perché il liquido non condensa nei cilindri.
Ogni tipo di sostanza ha un proprio TST a causa delle caratteristiche della sua composizione chimica. I valori variano in modo significativo, il range di oscillazione è di 1.000–10.000 kCal/kg.
Nel confronto tra diverse tipologie di materiali viene utilizzato il concetto di combustibile di riferimento, caratterizzato da un TCT inferiore pari a 29 MJ/kg.
Potere calorifico dei materiali solidi
Questa categoria comprende legname, torba, coke, scisti bituminosi, bricchette e combustibile polverizzato. Il componente principale del combustibile solido è il carbonio.
Caratteristiche dei diversi tipi di legno
La massima efficienza dall'uso della legna da ardere si ottiene a condizione che siano soddisfatte due condizioni: legna secca e un processo di combustione lento.
Ideale per riscaldamento con stufa a legna vengono considerate barre di quercia, betulla e frassino. Biancospino e nocciolo sono caratterizzati da buoni indicatori. Ma le conifere hanno un basso potere calorifico, ma un'elevata velocità di combustione.
Come bruciano le diverse rocce:
- Faggio, betulla, frassino, nocciolo difficili da sciogliere, ma sono in grado di bruciare umidi a causa del loro basso contenuto di umidità.
- Ontano con pioppo tremulo non formi fuliggine e “sai come” rimuoverla dal camino.
- Betulla necessita di una sufficiente quantità d'aria nel focolare, altrimenti fuma e deposita resina sulle pareti del tubo.
- Pino contiene più resina dell'abete rosso, quindi scintilla e brucia più caldo.
- Pero e melo Si spacca più facilmente degli altri e brucia bene.
- Cedro si trasforma gradualmente in carbone fumante.
- Ciliegio e olmo fuma e il platano è difficile da spaccare.
- Tiglio con pioppo bruciarsi rapidamente.
Gli indicatori TST di razze diverse dipendono fortemente dalla densità di razze specifiche. 1 metro cubo di legna da ardere equivale a circa 200 litri di combustibile liquido e 200 m3 gas naturale. La legna e la legna da ardere rientrano nella categoria a bassa efficienza energetica.
Effetto dell'età sulle proprietà del carbone
Il carbone è un materiale naturale di origine vegetale. Viene estratto da rocce sedimentarie. Questo carburante contiene carbonio e altri elementi chimici.
Oltre alla tipologia, il calore di combustione del carbone è influenzato anche dall’età del materiale. Il marrone appartiene alla categoria giovane, seguito dalla pietra, e l'antracite è considerata la più antica.
Il processo di combustione del carbone è accompagnato dal rilascio di sostanze che inquinano l'ambiente e le griglie delle caldaie sono ricoperte di scorie. Un altro fattore sfavorevole per l'atmosfera è la presenza di zolfo nel carburante. Questo elemento, a contatto con l'aria, si trasforma in acido solforico.
I produttori riescono a ridurre il più possibile il contenuto di zolfo nel carbone. Di conseguenza, il TST differisce anche all’interno della stessa specie. Anche la geografia della produzione influenza le prestazioni. Come combustibile solido è possibile utilizzare non solo il carbone puro, ma anche le scorie bricchettate.
La massima capacità di combustibile si osserva nel carbone da coke. Anche la pietra, il carbone, la lignite e l'antracite hanno buone caratteristiche.
Caratteristiche del pellet e dei bricchetti
Questo combustibile solido viene prodotto industrialmente da vari scarti di legno e piante.
Trucioli sminuzzati, corteccia, cartone, paglia vengono essiccati e utilizzati equipaggiamento speciale si trasforma in granuli. Affinché la massa acquisisca un certo grado di viscosità, viene aggiunto un polimero, la lignina.
Le bricchette differiscono solo nella forma, possono essere caricate in forni e caldaie. Entrambi i tipi di combustibile sono suddivisi in tipologie in base alle materie prime: legname tondo, torba, girasole, paglia.
U pellet e bricchette ci sono vantaggi significativi rispetto ad altri tipi di carburante:
- totale compatibilità ambientale;
- possibilità di stoccaggio in quasi tutte le condizioni;
- resistenza alle sollecitazioni meccaniche e ai funghi;
- combustione uniforme e lunga;
- dimensione ottimale dei granuli per il caricamento in un dispositivo di riscaldamento.
Il combustibile ecologico è una buona alternativa alle fonti di calore tradizionali, che non sono rinnovabili e hanno un effetto negativo sull’ambiente. Ma pellet e bricchette sono caratterizzati da un maggiore rischio di incendio, di cui si dovrebbe tenere conto quando si organizza un luogo di stoccaggio.
Se lo si desidera, è possibile organizzare autonomamente la produzione di bricchette combustibili; per maggiori dettagli vedere Questo articolo.
Parametri delle sostanze liquide
I materiali liquidi, come quelli solidi, vengono scomposti nei seguenti componenti: carbonio, idrogeno, zolfo, ossigeno, azoto. La percentuale è espressa in peso.
La zavorra organica interna del carburante è formata da ossigeno e azoto; questi componenti non bruciano e sono inclusi nella composizione in modo condizionale. La zavorra esterna è formata da umidità e cenere.
La benzina ha un calore specifico di combustione elevato. A seconda della marca, è 43-44 MJ.
Indicatori simili del calore specifico di combustione sono determinati per il cherosene per aviazione - 42,9 MJ. Anche il carburante diesel rientra nella categoria dei leader in termini di potere calorifico: 43,4-43,6 MJ.
Il carburante liquido per missili e il glicole etilenico sono caratterizzati da valori TCT relativamente bassi. L'alcol e l'acetone hanno il calore specifico minimo di combustione. Le loro prestazioni sono notevolmente inferiori a quelle dei carburanti tradizionali.
Proprietà dei combustibili gassosi
Il carburante gassoso è costituito da monossido di carbonio, idrogeno, metano, etano, propano, butano, etilene, benzene, idrogeno solforato e altri componenti. Queste cifre sono espresse in percentuale in volume.
Il gas naturale ha anche un elevato potere calorifico.
Sono pari a 41-49 MJ per kg. Ma, ad esempio, il metano puro ha un potere calorifico più elevato: 50 MJ per kg.
Tabella comparativa degli indicatori
La tabella presenta i valori del calore specifico di massa di combustione di combustibili liquidi, solidi e gassosi.
| Tipo di carburante | Unità modifica | Calore specifico di combustione | ||
| MJ | kW | kcal | ||
| Legna da ardere: quercia, betulla, frassino, faggio, carpino | kg | 15 | 4,2 | 2500 |
| Legna da ardere: larice, pino, abete rosso | kg | 15,5 | 4,3 | 2500 |
| Carbone marrone | kg | 12,98 | 3,6 | 3100 |
| Carbone | kg | 27,00 | 7,5 | 6450 |
| Carbone | kg | 27,26 | 7,5 | 6510 |
| Antracite | kg | 28,05 | 7,8 | 6700 |
| Pellet di legno | kg | 17,17 | 4,7 | 4110 |
| Pellet di paglia | kg | 14,51 | 4,0 | 3465 |
| Pellet di girasole | kg | 18,09 | 5,0 | 4320 |
| Segatura | kg | 8,37 | 2,3 | 2000 |
| Carta | kg | 16,62 | 4,6 | 3970 |
| Vite | kg | 14,00 | 3,9 | 3345 |
| Gas naturale | M3 | 33,5 | 9,3 | 8000 |
| Gas liquefatto | kg | 45,20 | 12,5 | 10800 |
| Benzina | kg | 44,00 | 12,2 | 10500 |
| Dis. carburante | kg | 43,12 | 11,9 | 10300 |
| Metano | M3 | 50,03 | 13,8 | 11950 |
| Idrogeno | M3 | 120 | 33,2 | 28700 |
| Cherosene | kg | 43.50 | 12 | 10400 |
| Carburante | kg | 40,61 | 11,2 | 9700 |
| Olio | kg | 44,00 | 12,2 | 10500 |
| Propano | M3 | 45,57 | 12,6 | 10885 |
| Etilene | M3 | 48,02 | 13,3 | 11470 |
La tabella mostra che l'idrogeno ha gli indicatori TST più alti di tutte le sostanze, non solo di quelle gassose. Appartiene ai combustibili ad alta energia.
Il prodotto della combustione dell'idrogeno è l'acqua normale. Il processo non emette scorie di fornace, ceneri, anidride carbonica e anidride carbonica, il che rende la sostanza un combustibile rispettoso dell'ambiente. Ma è esplosivo e ha una bassa densità, quindi questo carburante è difficile da liquefare e trasportare.
Conclusioni e video utile sull'argomento
Informazioni sul potere calorifico dei diversi tipi di legno. Confronto degli indicatori per m3 e kg.
Il TCT è la caratteristica termica e operativa più importante di un carburante. Questo indicatore viene utilizzato in vari ambiti dell'attività umana: motori termici, centrali elettriche, industria, riscaldamento domestico e cucina.
I valori del potere calorifico aiutano a confrontare diversi tipi di carburante in base al grado di energia rilasciata, a calcolare la massa di carburante richiesta e a risparmiare sui costi.
Hai qualcosa da aggiungere o hai domande sul potere calorifico dei diversi tipi di carburante? Puoi lasciare commenti sulla pubblicazione e partecipare alle discussioni: il modulo di contatto si trova nel blocco inferiore.
Sì... forse vivremo abbastanza da vedere le caldaie a idrogeno diventare un luogo comune: un sogno!
Naturalmente, il riscaldamento con il gas principale è l'opzione migliore, ma sfortunatamente nel nostro vasto paese non è disponibile per tutti. E se scegli tra carbone e pellet, io scelgo il pellet. Il carbone emette anche molte sostanze nocive durante il processo di combustione e quindi le scorie devono essere smaltite da qualche parte. E l'intero paese lo spruzza sulle strade in inverno, e poi in primavera respirano polvere cancerogena, e poi si chiedono perché così tante persone si ammalano.
La cenere dei pellet può essere utilizzata per concimare un giardino, o un prato, chi ha cosa.
La migliore legna da ardere proviene da alberi decidui: quercia, betulla. La betulla è la legna da ardere più versatile e popolare: produce abbastanza calore, brucia in modo uniforme, senza molto fumo. La quercia produce più calore rispetto agli alberi che crescono nel nostro paese. Aspen è ottimo per pulire i camini. Non consiglio il riscaldamento con legna di conifera perché a causa delle resine produce molto fumo.
Penso che ora sia estremamente inutile riscaldare solo con la legna. L'unico posto in cui ciò è applicabile è uno stabilimento balneare. E se prendiamo il riscaldamento di una casa di villaggio, allora il carbone, qualunque cosa si dica, è ancora avanti a tutti i tipi di combustibile, ad eccezione del gas di rete. Gas in bombole, bombola del gas, legna da ardere, pellet, bricchette: tutto ha degli svantaggi.Da qualche parte c'è un prezzo elevato, da qualche parte c'è la burocrazia con l'ottenimento di un sacco di permessi e il superamento delle ispezioni. E non vedo alcun svantaggio significativo nel carbone. Naturalmente, un giorno la gassificazione raggiungerà i nostri villaggi non a parole, ma nei fatti e l'importanza del carbone diminuirà, ma ciò non accadrà presto.
Per benzina, gasolio, olio, kerosene... dati per CHILOGRAMMO 😉
Sì, è vero, grazie! Corretto.
Quindi in quali unità sono indicati i dati sul gasolio: in kg o in litri?
Nella tabella, le kcal sono l'energia e i kW la potenza. Ad esempio, 2500 kcal equivalgono a 2,9075 kWh. O mi sbaglio?
L'energia è espressa in kWh. Ma gli "esperti" e gli "autori" di caldaie spesso misurano l'energia in kW. Questo errore si verifica in molti articoli. Ciò può portare a confusione nei calcoli.
Per metano, idrogeno, propano, etilene i dati sono anche per chilogrammo
Il calore specifico di combustione dell'idrogeno nell'aria è di 120 MJ/kg, per 1 m3, rispettivamente, 10,8 MJ/m3. L'idrogeno è un gas molto leggero, densità 0,09 kg/m3, quindi la sua massa in 1 m3 è 7,6 volte inferiore a quella del gas naturale. Tutte le tabelle di confronto che ho guardato presentavano lo stesso errore.