القيمة الحرارية لأنواع الوقود المختلفة: مقارنة الوقود بالقيمة الحرارية + جدول القيمة الحرارية

فاسيلي بوروتسكي
فحصه متخصص: فاسيلي بوروتسكي
تم النشر بواسطة أوليغ سيسويف
التحديث الأخير: يونيو 2019

عندما تحترق كمية معينة من الوقود ، يتم إطلاق كمية قابلة للقياس من الحرارة. وفقًا للنظام الدولي للوحدات ، يتم التعبير عن القيمة بالجول لكل كيلوغرام أو م3. ولكن يمكن حساب المعلمات في كيلو كالوري أو كيلوواط. إذا كانت القيمة مرتبطة بوحدة الوقود ، فإنها تسمى محددة.

ما الذي يؤثر على القيمة الحرارية لمختلف أنواع الوقود؟ ما هي قيمة المؤشر للمواد السائلة والصلبة والغازية؟ الإجابات على هذه الأسئلة مفصلة في المقالة. بالإضافة إلى ذلك ، قمنا بإعداد جدول يوضح الحرارة المحددة لاحتراق المواد - هذه المعلومات مفيدة عند اختيار نوع الوقود عالي الطاقة.

معلومات عامة عن القيمة الحرارية

يجب أن يتميز إطلاق الطاقة أثناء الاحتراق بمعلمتين: الكفاءة العالية وغياب إنتاج المواد الضارة.

يتم الحصول على الوقود الاصطناعي في عملية المعالجة الطبيعية - الوقود الحيوي. بغض النظر عن حالة التجميع ، فإن المواد الموجودة في تركيبها الكيميائي لها جزء قابل للاحتراق وغير قابل للاحتراق. الأول هو الكربون والهيدروجين. والثاني يتكون من الماء والأملاح المعدنية والنيتروجين والأكسجين والمعادن.

تصنيف الوقود الكلي
وفقًا لحالة التجميع ، ينقسم الوقود إلى سائل وصلب وغاز. بالإضافة إلى ذلك ، تتفرع كل مجموعة إلى مجموعة فرعية طبيعية وصناعية (+)

عندما يتم حرق 1 كجم من هذا "الخليط" ، يتم إطلاق كمية مختلفة من الطاقة. يعتمد مقدار هذه الطاقة المحددة التي سيتم إطلاقها على نسب هذه العناصر - الجزء القابل للاحتراق والرطوبة ومحتوى الرماد والمكونات الأخرى.

تتكون حرارة احتراق الوقود (TST) من مستويين - الأعلى والأدنى. يتم الحصول على المؤشر الأول بسبب تكثيف الماء ، في الثانية لا يتم أخذ هذا العامل في الاعتبار.

هناك حاجة إلى TST أقل لحساب الحاجة إلى الوقود وتكلفته ، بمساعدة هذه المؤشرات يتم تجميع موازين الحرارة ويتم تحديد كفاءة المصانع التي تعمل بالوقود.

يمكن حساب TST بشكل تحليلي أو تجريبي.إذا كان التركيب الكيميائي للوقود معروفًا ، يتم استخدام صيغة Mendeleev. تعتمد التقنيات التجريبية على القياس الفعلي للحرارة أثناء احتراق الوقود.

في هذه الحالات ، يتم استخدام قنبلة احتراق خاصة - قنبلة مسعرية مع مسعر حراري وثرموستات.

ميزات الحسابات فردية لكل نوع من أنواع الوقود. مثال: يتم حساب TST في محركات الاحتراق الداخلي من أدنى قيمة ، لأن السائل لا يتكثف في الأسطوانات.

قنبلة المسعر TST
يتم تعيين TST باستخدام قنبلة السعرات الحرارية. الأوكسجين المضغوط مشبع ببخار الماء. يتم وضع عينة من الوقود في مثل هذه البيئة وتحديد النتائج

كل نوع من المواد له TST الخاص به بسبب تركيبه الكيميائي. تختلف القيم بشكل كبير ، يتراوح نطاق التقلبات 1000-10000 كيلو كالوري / كغ.

بمقارنة أنواع مختلفة من المواد ، يتم استخدام مفهوم الوقود التقليدي ، ويتميز بانخفاض TST 29 ميجا جول / كجم.

القيمة الحرارية للمواد الصلبة

تشمل هذه الفئة الخشب والجفت وفحم الكوك والصخر الزيتي والقوالب والوقود المسحوق. الجزء الأكبر من الوقود الصلب هو الكربون.

ملامح أنواع مختلفة من الخشب

يتم تحقيق أقصى قدر من الكفاءة من استخدام الحطب إذا تم استيفاء شرطين - الخشب الجاف وعملية حرق بطيئة.

الحطب من أنواع مختلفة من الخشب
قطع من شرائح الخشب أو مقطعة إلى قطع يصل طولها إلى 25-30 سم بحيث يتم تحميل الحطب بشكل مريح في الفرن

مثالية لـ موقد الحطب تعتبر البلوط ، البتولا ، كتل الرماد. يتميز الأداء الجيد بالزعرور والبندق. ولكن في الصنوبريات ، تكون القيمة الحرارية منخفضة ، ولكن معدل الحرق مرتفع.

كيف تحترق السلالات المختلفة:

  1. خشب الزان ، البتولا ، الرماد ، البندق يصعب تذويبها ، لكنها يمكن أن تحرق الخام بسبب انخفاض محتواها من الرطوبة.
  2. ألدر مع الحور الرجراج إنهم لا يشكلون السناج و "يعرفون كيف" لإزالته من المدخنة.
  3. شجرة البتولا يتطلب كمية كافية من الهواء في الفرن ، وإلا فإنه سوف يدخن ويستقر بالراتنج على جدران الأنبوب.
  4. شجرة الصنوبر يحتوي على راتينج أكثر من شجرة التنوب ، لذلك فهو يشعل ويحترق أكثر حرارة.
  5. شجرة الكمثرى والتفاح ينكسر بسهولة أكبر ويحترق بشكل مثالي.
  6. الأرز يتحول تدريجياً إلى فحم مشتعل.
  7. الكرز والدردار يدخن ، ومن الصعب تقسيم شجرة الطائرة.
  8. شجرة الزيزفون مع الحور يحترق بسرعة.

تعتمد مؤشرات TST للسلالات المختلفة بشدة على كثافة السلالات المحددة. 1 متر مكعب من الحطب يعادل حوالي 200 لتر من الوقود السائل و 200 م3 غاز طبيعي. الخشب والحطب منخفضان استهلاك الطاقة.

تأثير العمر على خصائص الفحم

الفحم مادة طبيعية من أصل نباتي. يتم استخراجه من الصخور الرسوبية. يحتوي هذا الوقود على الكربون وعناصر كيميائية أخرى.

بالإضافة إلى النوع ، يؤثر عمر المادة أيضًا على القيمة الحرارية للفحم. ينتمي براون إلى فئة الشباب ، يليه الحجر ، ويعتبر الأكبر أنثراسايت.

ما الذي يحدد القيمة الحرارية للفحم
يتم تحديد الرطوبة أيضًا حسب عمر الوقود: كلما كان الفحم أصغر سنًا ، زاد محتوى الرطوبة فيه. مما يؤثر أيضًا على خصائص هذا النوع من الوقود.

يصاحب عملية حرق الفحم إطلاق مواد تلوث البيئة ، في حين أن شبكة المرجل مغطاة بخبث. عامل سلبي آخر للغلاف الجوي هو وجود الكبريت في الوقود. يتم تحويل هذا العنصر المتصل بالهواء إلى حمض الكبريتيك.

تمكن المصنعون من تقليل محتوى الكبريت في الفحم. نتيجة لذلك ، يختلف TJT حتى داخل نفس الأنواع. يؤثر على أداء وجغرافيا الإنتاج. كوقود صلب ، لا يمكن استخدام الفحم النقي فحسب ، بل أيضًا خبث التكتل.

لوحظت أكبر قدرة وقود في فحم الكوك. يتميز الحجر والخشب والليغنيت والأنتراسيت أيضًا بخصائص جيدة.

خصائص الكريات والقوالب

يتم تصنيع هذا الوقود الصلب صناعيًا من مختلف حطام الأخشاب والخضروات.

يتم تجفيف الرقائق المقطعة واللحاء والكرتون والقش ومعها معدات خاصة يتحول إلى حبيبات. من أجل أن تكتسب الكتلة درجة معينة من اللزوجة ، يضاف إليها بوليمر - اللجنين.

القيمة الحرارية للكريات
تختلف الكريات في التكلفة المعقولة ، والتي تتأثر بالطلب العالي وميزات عملية التصنيع. يمكن استخدام هذه المواد فقط في الغلايات المصممة لهذا النوع من الوقود.

تختلف قوالب القوالب فقط في الشكل ، ويمكن تحميلها في الأفران والغلايات. ينقسم كلا النوعين من الوقود إلى أنواع من المواد الخام: من الأخشاب المستديرة والخث وعباد الشمس والقش.

في الكريات والقوالب هناك مزايا كبيرة مقارنة بأنواع الوقود الأخرى:

  • صداقة بيئية كاملة ؛
  • القدرة على التخزين في أي بيئة تقريبًا ؛
  • مقاومة الإجهاد الميكانيكي والفطريات ؛
  • منتظم وحرق طويل ؛
  • الحجم الأمثل للحبيبات للتحميل في جهاز التدفئة.

يعتبر الوقود المستدام بديلاً جيدًا لمصادر الحرارة التقليدية غير المتجددة والتي تؤثر سلبًا على البيئة. لكن الكريات والقوالب تتميز بزيادة خطر الحريق ، والتي يجب أخذها في الاعتبار عند تنظيم موقع التخزين.

إذا كنت ترغب في ذلك ، يمكنك ترتيب إنتاج قوالب الوقود بيديك ، لمزيد من التفاصيل - في هذه المقالة.

المعلمات السائلة

تتحلل المواد السائلة ، مثل المواد الصلبة ، إلى المكونات التالية: الكربون والهيدروجين والكبريت والأكسجين والنيتروجين. يتم التعبير عن النسبة المئوية بالوزن.

من الأكسجين والنيتروجين ، يتم تشكيل صابورة الوقود العضوي الداخلي ، ولا تحترق هذه المكونات ويتم تضمينها في التركيبة بشروط. يتكون الصابورة الخارجية من الرطوبة والرماد.

لوحظ ارتفاع حرارة الاحتراق النوعية في البنزين. اعتمادا على العلامة التجارية ، من 43-44 ميجا جول.

يتم تحديد قيم حرارة محددة للاحتراق أيضًا لكيروسين الطيران - 42.9 ميجا جول. من حيث القيمة الحرارية ، يقع وقود الديزل أيضًا في فئة القادة - 43.4-43.6 ميجا جول.

TST بنزين ووقود ديزل
نظرًا لأن البنزين يحتوي على TST أكثر من وقود الديزل ، فيجب أن يكون له استهلاك وكفاءة أعلى. لكن وقود الديزل هو اقتصادي بنسبة 30-40 ٪ أكثر من البنزين

تتميز قيم TST المنخفضة نسبيًا بوقود الصواريخ السائل ، جلايكول الإثيلين. يتميز الحد الأدنى من الحرارة النوعية للاحتراق بالكحول والأسيتون. إن أدائها أقل بكثير من أداء أنواع المحركات التقليدية.

خصائص الوقود الغازي

يتكون الوقود الغازي من أول أكسيد الكربون والهيدروجين والميثان والإيثان والبروبان والبيوتان والإثيلين والبنزين وكبريتيد الهيدروجين ومكونات أخرى. يتم التعبير عن هذه المؤشرات كنسبة مئوية من حيث الحجم.

حرق الهيدروجين
أكبر حرارة للاحتراق هي الهيدروجين. حرق ، كيلوغرام من مادة تنبعث منها 119.83 ميجا جول من الحرارة. لكنها تتميز بدرجة عالية من خطر الانفجار.

ويلاحظ أيضا ارتفاع السعرات الحرارية في الغاز الطبيعي.

وهي تساوي 41-49 ميجا جول لكل كيلوجرام. ولكن ، على سبيل المثال ، يحتوي الميثان النقي على قيمة حرارية تزيد عن 50 ميجا جول لكل كيلوغرام.

مخطط المقارنة

يوضح الجدول قيم الحرارة النوعية الكتلية لاحتراق أنواع الوقود السائلة والصلبة والغازية.

نوع الوقودالوحدات مراجعةالحرارة النوعية للاحتراق
MJكيلوواطسعر حراري
الحطب: خشب البلوط ، البتولا ، الرماد ، الزان ، شعاع القرنكلغ154,22500
الحطب: الصنوبر والصنوبر والتنوبكلغ15,54,32500
الفحم البنيكلغ12,983,63100
فحمكلغ27,007,56450
فحمكلغ27,267,56510
أنثراسايتكلغ28,057,86700
الخشب بيليهكلغ17,174,74110
بيليه القشكلغ14,514,03465
حبيبات عباد الشمسكلغ18,095,04320
نشارة الخشبكلغ8,372,32000
الورقكلغ16,624,63970
كرمةكلغ14,003,93345
غاز طبيعيم333,59,38000
غاز البترول المسالكلغ45,2012,510800
بنزينكلغ44,0012,210500
ديز. وقودكلغ43,1211,910300
الميثانم350,0313,811950
الهيدروجينم312033,228700
الكيروسينكلغ43.501210400
زيت الوقودكلغ40,6111,29700
زيتكلغ44,0012,210500
البروبانم345,5712,610885
الإيثيلينم348,0213,311470

من الجدول ، يمكن ملاحظة أن أعلى مؤشرات TST لجميع المواد ، وليس فقط من المواد الغازية ، تحتوي على الهيدروجين. يشير إلى الوقود عالي الطاقة.

نتاج احتراق الهيدروجين هو الماء العادي. في هذه العملية ، لا تنبعث نفايات الفرن والرماد وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون ، مما يجعل المادة وقودًا صديقًا للبيئة.لكنها متفجرة وذات كثافة منخفضة ، لذلك من الصعب تسييل هذا الوقود ونقله.

استنتاجات وفيديو مفيد حول الموضوع

حول القيمة الحرارية للأنواع المختلفة من الخشب. مقارنة المؤشرات لكل م3 والكيلوغرام

TST هو أهم خاصية حرارية وتشغيلية للوقود. يستخدم هذا المؤشر في مختلف مجالات النشاط البشري: المحركات الحرارية ومحطات الطاقة والصناعة عند تدفئة المنازل والطهي.

تساعد القيم الحرارية على مقارنة الأنواع المختلفة من الوقود وفقًا لدرجة الطاقة المنبعثة ، وحساب الكتلة المطلوبة من الوقود ، وتوفير التكاليف.

هل هناك أي شيء لتكملة ، أو لديك أسئلة حول القيمة الحرارية لأنواع مختلفة من الوقود؟ يمكنك ترك تعليقات على المنشور والمشاركة في المناقشات - نموذج الاتصال موجود في المربع السفلي.

هل كانت المقالة مفيدة؟
شكرًا لتعليقاتك!
لا (7)
شكرًا لتعليقاتك!
نعم (36)
تعليقات الزوار
  1. أليس

    نعم ... ربما سنعيش لرؤية المراجل الهيدروجينية تصبح شائعة - حلم!
    بالطبع ، الغرق بالغاز الرئيسي هو الخيار الأفضل ، ولكن للأسف ، في بلدنا الشاسع لا يمكن للجميع الوصول إليه. وإذا اخترت بين الفحم والكريات ، فأنا أختار الكريات. يبعث الفحم أيضًا الكثير من المواد الضارة في عملية الاحتراق ، ومن ثم يجب وضع الخبث في مكان آخر. ويصبها البلد كله على الطريق في الشتاء ، ثم يتنفس الغبار المسرطن في الربيع ، ثم يتساءل لماذا هو مريض للغاية.
    يمكن أن تكون الرماد من الكريات حديقة مخصبة ، جيدًا ، أو حديقة - من لديه ما.

  2. الكسندر

    يأتي أفضل حطب الوقود من الأشجار المتساقطة - البلوط ، البتولا. من خشب البتولا ، فإن الحطب الأكثر تنوعًا وشعبية هو أنه يعطي درجة حرارة كافية ، يحترق بالتساوي ، دون الكثير من الدخان. البلوط يعطي الحرارة الأكبر مقارنة بالأشجار التي تنمو في بلدنا. أسبن جيد لتنظيف المدخنة. أنا لا أوصي بالغرق مع الصنوبريات - بسبب الراتنجات التي تعطيها الكثير من الدخان.

    • فال 42

      أعتقد أنه من غير المربح للغاية أن يتم التسخين بالخشب فقط. فقط حيثما ينطبق ذلك هو الحمام. وإذا أخذنا تدفئة منزل القرية ، فإن الفحم ، من يقول أي شيء ، لا يزال متقدمًا على جميع أنواع الوقود ، باستثناء الغاز الرئيسي. الغاز في اسطوانات ، حامل الغاز ، الحطب ، الكريات ، قوالب - كلها لها سلبيات. في مكان ما سعر مرتفع ، وفي مكان ما بيروقراطية مع مجموعة من التصاريح واجتياز الشيكات. وفي الفحم ، لا أرى أي سلبيات كبيرة. بالطبع ، ليس التغويز يومًا ما بالكلمات ، ولكنه في الواقع سيصل إلى قرانا وستقل أهمية الفحم ، لكنه لن يكون قريبًا.

  3. ستيبان

    بالنسبة للبنزين ووقود الديزل والزيوت والكيروسين ... بيانات عن KGS 😉

    • خبير
      فاسيلي بوروتسكي
      خبير

      نعم شكرا شكرا تصحيح.

  4. ليونيد

    في الجدول ، كيلو كالوري طاقة ، و كيلوواط طاقة. على سبيل المثال ، 2500 كيلو كالوري تساوي 2.9075 كيلو واط ساعة. أم أنا مخطئ؟

أضف تعليقًا

حمامات السباحة

مضخات

الاحترار