Capacitate termică specifică de ardere. Caracteristici ale puterii calorice a diferitelor tipuri de combustibil
Destul de des, valoarea calorică a combustibilului este luată în considerare la alegere aparate de incalzire pentru case și cabane de vară, atunci când alegeți sisteme de încălzire pentru un apartament. Acest parametru este important și atunci când alegeți sistemele de combustibil pentru mașini (la trecerea de la combustibil lichid pentru gaz sau electricitate).
Trebuie remarcat faptul că în prezent multe organizatii stiintifice, institute de cercetare, laboratoare și chiar firme specializate dezvoltă sisteme care pot crește acest parametru și permit o utilizare mai optimă a energiei eliberate în timpul arderii. Acest lucru se realizează de obicei prin creșterea eficienței instalației.
Prezența unui astfel de parametru se datorează faptului că tipuri diferite aloca sumă diferită căldură (energie) în procesul de ardere, care este deosebit de importantă pentru instalatii industrialeși cazane, încă de la selecție vedere optimă va economisi o cantitate semnificativă de resurse financiare pe exploatarea instalaţiilor industriale.
Mai jos este definiția valoare calorica combustibil, se va lua în considerare care este căldura specifică de ardere a combustibilului și sunt date valorile unor resurse energetice (căldura specifică de ardere a lemnului de foc, cărbunelui, produse petroliere).
Sub puterea calorică diferite feluri resursele energetice înțeleg cât de multă energie termică (kilocalorii) va fi produsă atunci când o unitate de material combustibil este ars. Pentru a determina acest parametru, se folosește un dispozitiv special, care se numește calorimetru. Există un alt dispozitiv - o bombă calorimetrică.
În aparatele de măsurare, apa este încălzită cu o unitate de material combustibil, în urma căreia se obțin vapori de apă. Apoi vaporii se condensează, trecând complet în stare lichida care se numeste condensare. În același timp, aburul dă complet energie termală instrument de masurare. Cu toate acestea, dezavantajul unor astfel de instrumente de măsurare este că nu se măsoară toată energia termică eliberată în timpul arderii combustibilului. Acest lucru se datorează faptului că în timpul vaporizării cantitatea de energie termică este mai mare decât în timpul condensului. Acest lucru face imposibilă măsurarea întregii energii eliberate. Dezavantajele dispozitivelor includ conductivitatea termică nu ideală a materialelor din care sunt fabricate, ceea ce reduce și viteza reală de ardere. Aceste criterii sunt destul de importante pentru studiile de laborator, dar sunt neglijate în măsurători în scopuri practice. In timpul functionarii instalatiilor industriale, aceste pierderi cresc datorita randamentului (nu 100%).
În același timp, indicatorii care au fost obținuți într-o bombă calorimetrică (unde procesul de măsurare este mai precis decât într-un calorimetru) se numesc cea mai mare valoare a puterii calorifice a materialului combustibil.
Indicatorii calorimetrului sunt cea mai mică putere calorică a combustibilului, care diferă de cea mai mare valoare cu 600x(9H + W)/100, unde H și W sunt cantitatea de hidrogen și umiditate conținute într-o unitate dintr-un anumit material combustibil. Trebuie amintit că, conform standardelor americane, cea mai mare valoare este utilizată pentru calcule, iar pentru țările cu sistem metric, cea mai mică. În prezent, există o întrebare cu privire la tranziția sistemului metric la cel mai înalt indicator, deoarece este recunoscut de un număr de oameni de știință ca fiind mai optim.
Valori pentru diferite tipuri de materiale combustibile
Adesea, mulți oameni sunt interesați de valoarea căldurii specifice de ardere a combustibilului pentru un anumit tip de purtător de energie, în timp ce destul de des oamenii sunt interesați de puterea calorică a lemnului de foc. Acest lucru a devenit deosebit de relevant recent, când moda sobelor clasice din case a dispărut. Puterea calorică a lemnului de foc pentru diferite tipuri de lemn este diferită, valoarea medie este adesea dată. Mai jos sunt valorile pentru următoarele tipuri de materiale combustibile:
- Puterea calorică a lemnului de foc (mesteacăn, conifere) este în medie de 14,5-15,5 MJ/kg. Cărbunele brun are aceeași viteză de transfer de căldură.
- Disiparea căldurii carbune tare este de 22 MJ/kg.
- Această valoare pentru turbă variază între 8-15 MJ/kg.
- Înțeles pentru brichete de combustibil este în intervalul 18,5-21 MJ/kg.
- Gazul furnizat clădirilor rezidențiale are un indicator de 45,5 MJ/kg.
- Pentru gazul îmbuteliat (propan-butan), cifra este de 36 MJ/kg.
- Motorina are un indicator de 42,8 MJ/kg.
- Pentru diferite mărci Valoarea benzinei variază între 42-45 MJ/kg.
Valori specifice
Pentru un număr de materiale combustibile calculate valori specifice combustie. Acestea sunt mărimi fizice care arată cantitatea de energie termică rezultată din arderea unei unități. De obicei, se măsoară în jouli pe kilogram (sau metru cub). În SUA, valorile sunt date în calorii pe kilogram. Acești coeficienți sunt transferul de căldură. Acestea sunt măsurate în laborator, după care datele sunt introduse în tabele speciale care sunt disponibile publicului. Cu cât este mai mare transferul de căldură al unei resurse de energie (căldura care dă arderea combustibilului), cu atât combustibilul este considerat mai eficient. Adică, în aceeași instalație cu un singur factor de eficiență, consumul va fi mai mic pentru combustibilul care are o valoare mai mare de transfer termic.
Căldura specifică arderea combustibilului este aproape întotdeauna utilizată în calculele de proiectare (la proiectarea diferitelor echipamente), precum și în determinarea sisteme de incalzire si echipamente pentru case, apartamente, cabane etc.
Este cunoscut faptul că sursa de energie utilizată în industrie, transport, agricultură, în viața de zi cu zi, este combustibilul. Acestea sunt cărbune, ulei, turbă, lemn de foc, gaz natural si altele.In timpul arderii combustibilului se elibereaza energie. Să încercăm să ne dăm seama cum se eliberează energia în acest caz.
Să ne amintim structura moleculei de apă (Fig. 16, a). Este format dintr-un atom de oxigen și doi atomi de hidrogen. Dacă o moleculă de apă este împărțită în atomi, atunci este necesar să depășești forțele de atracție dintre atomi, adică să lucrezi și, prin urmare, să consumi energie. În schimb, dacă atomii se combină pentru a forma o moleculă, se eliberează energie.
Utilizarea combustibilului se bazează tocmai pe fenomenul de eliberare a energiei atunci când atomii se combină. De exemplu, atomii de carbon conținuți în combustibil sunt combinați cu doi atomi de oxigen în timpul arderii (Fig. 16, b). În acest caz, se formează o moleculă de monoxid de carbon - dioxid de carbon - și se eliberează energie.
Orez. 16. Structura moleculelor:
o apă; b - conectarea unui atom de carbon și a doi atomi de oxigen într-o moleculă de dioxid de carbon
Când proiectează motoare, un inginer trebuie să știe exact câtă căldură poate elibera combustibilul ars. Pentru a face acest lucru, este necesar să se determine experimental câtă căldură va fi eliberată în timpul arderii complete a aceleiași mase de combustibil. tipuri diferite.
Mărimea fizică care arată cât de multă căldură este eliberată în timpul arderii complete a unui combustibil care cântărește 1 kg se numește căldură specifică de ardere a combustibilului.
Căldura specifică de ardere este notă cu litera q. Unitatea de căldură specifică de ardere este 1 J/kg.
Căldura specifică de ardere este determinată experimental folosind instrumente destul de complexe.
Rezultatele datelor experimentale sunt prezentate în Tabelul 2.
masa 2
Acest tabel arată că căldura specifică de ardere, de exemplu, a benzinei este de 4,6 10 7 J / kg.
Aceasta înseamnă că odată cu arderea completă a benzinei cu o greutate de 1 kg, se eliberează 4,6 10 7 J de energie.
Cantitatea totală de căldură Q eliberată în timpul arderii a m kg de combustibil se calculează prin formula
Întrebări
- Care este căldura specifică de ardere a combustibilului?
- În ce unități se măsoară căldura specifică de ardere a combustibilului?
- Ce înseamnă expresia „căldura specifică de ardere a combustibilului egală cu 1,4 10 7 J/kg”? Cum se calculează cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii combustibilului?
Exercițiul 9
- Câtă căldură se eliberează în timpul arderii complete a cărbunelui cu o greutate de 15 kg; alcool cu greutatea de 200 g?
- Câtă căldură va fi eliberată în timpul arderii complete a uleiului, a cărui masă este de 2,5 tone; kerosen, al cărui volum este de 2 litri, iar densitatea este de 800 kg / m 3?
- Odată cu arderea completă a lemnului de foc uscat, s-au eliberat 50.000 kJ de energie. Cât lemn de foc a ars?
Exercițiu
Folosind Tabelul 2, construiți o diagramă cu bare pentru căldura specifică de ardere a lemnului de foc, alcoolului, uleiului, hidrogenului, alegând scara după cum urmează: lățimea dreptunghiului este de 1 celulă, înălțimea de 2 mm corespunde cu 10 J.
căldură specifică de ardere - căldura specifică— Subiecte industria petrolului și gazelor Sinonime căldură specifică EN căldură specifică …
Cantitatea de căldură degajată în timpul arderii complete a unui combustibil cu masa de 1 kg. Căldura specifică de ardere a combustibilului este determinată empiric și este cea mai importantă caracteristică combustibil. Vezi și: Dicționar financiar pentru combustibili Finam... Vocabular financiar
căldura specifică de ardere a turbei prin bombă- Puterea calorică mai mare a turbei, ținând cont de căldura de formare și dizolvare a acizilor sulfuric și azotic în apă. [GOST 21123 85] Inadmisibil, puterea calorică nerecomandată a turbei conform bombei Subiecte turbă Termeni generali proprietățile turbei RO ... ... Manualul Traducătorului Tehnic
căldură specifică de ardere (combustibil)- 3.1.19 putere calorică specifică (combustibil): cantitatea totală de energie eliberată în condiții reglementate de ardere a combustibilului. Sursă …
Căldura specifică de ardere a turbei conform bombei- 122. Puterea calorică specifică a turbei prin bombă Puterea calorică mai mare a turbei ținând cont de căldura de formare și dizolvare a acizilor sulfuric și azotic în apă Sursa: GOST 21123 85: Turbă. Termeni și definiții document original... Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice
căldura specifică de ardere a combustibilului- 35 puterea calorică a unui combustibil: cantitatea totală de energie eliberată în condițiile specificate de ardere a combustibilului. Sursa: GOST R 53905 2010: Economie de energie. Termeni și definiții document original... Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice
Aceasta este cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii complete a unei unități de masă (pentru substanțe solide și lichide) sau volumetrice (pentru gazoase). Se măsoară în jouli sau calorii. Căldura de ardere, referită la o unitate de masă sau volum de combustibil, ... ... Wikipedia
Enciclopedia modernă
Căldura de ardere- (caldura de ardere, putere calorica), cantitatea de caldura degajata in timpul arderii complete a combustibilului. Există căldură specifică de ardere, volumetrică etc. De exemplu, căldura specifică de ardere a cărbunelui este de 28 34 MJ/kg, benzina este de aproximativ 44 MJ/kg; voluminos...... Dicţionar Enciclopedic Ilustrat
Căldura specifică de ardere a combustibilului- Puterea calorică specifică a combustibilului: cantitatea totală de energie eliberată în condiții specificate de ardere a combustibilului...
Tabelele prezintă căldura specifică masei de ardere a combustibilului (lichid, solid și gazos) și a altor materiale combustibile. Sunt luate în considerare combustibilii precum: cărbune, lemn de foc, cocs, turbă, kerosen, petrol, alcool, benzină, gaze naturale etc.
Lista de mese:
Într-o reacție exotermă de oxidare a combustibilului, energia sa chimică este convertită în energie termică cu eliberarea unei anumite cantități de căldură. Energia termică rezultată se numește căldură de ardere a combustibilului. Depinde de compoziția sa chimică, umiditate și este principala. Puterea calorică a combustibilului, referită la 1 kg de masă sau 1 m 3 de volum, formează puterea calorică specifică masei sau volumetrice.
Căldura specifică de ardere a combustibilului este cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii complete a unei unități de masă sau de volum de combustibil solid, lichid sau gazos. ÎN sistem international unități, această valoare este măsurată în J / kg sau J / m 3.
Căldura specifică de ardere a unui combustibil poate fi determinată experimental sau calculată analitic. Metodele experimentale pentru determinarea puterii calorice se bazează pe măsurarea practică a cantității de căldură eliberată în timpul arderii combustibilului, de exemplu, într-un calorimetru cu termostat și o bombă cu ardere. Pentru combustibil cu cunoscut compoziție chimică căldura specifică de ardere poate fi determinată din formula lui Mendeleev.
Există călduri specifice de ardere mai mari și mai mici. Puterea calorică brută este egală cu cantitatea maximă de căldură degajată în timpul arderii complete a combustibilului, ținând cont de căldura consumată la evaporarea umidității conținute în combustibil. Puterea calorică netă valoare mai mică mai mare cu valoarea căldurii de condensare, care se formează din umiditatea combustibilului și hidrogenul masei organice, care se transformă în apă în timpul arderii.
Pentru a determina indicatorii de calitate a combustibilului, precum și în calculele de inginerie termică folosesc de obicei cea mai scăzută căldură specifică de ardere, care este cea mai importantă termică și caracteristica operațională combustibil și este prezentat în tabelele de mai jos.
Căldura specifică de ardere a combustibilului solid (cărbune, lemn de foc, turbă, cocs)
Tabelul prezintă valorile căldurii specifice de ardere a combustibilului solid uscat în unitatea de MJ/kg. Combustibilul din tabel este aranjat după nume, în ordine alfabetică.
Dintre combustibilii solizi considerați, cărbunele de cocsificare are cea mai mare putere calorică - căldura sa specifică de ardere este de 36,3 MJ/kg (sau 36,3·10 6 J/kg în unități SI). În plus, puterea calorică ridicată este caracteristică cărbunelui, antracitului, cărbuneși cărbune brun.
Combustibilii cu eficiență energetică scăzută includ lemnul, lemnul de foc, praful de pușcă, freztorf, șisturile petroliere. De exemplu, căldura specifică de ardere a lemnului de foc este de 8,4 ... 12,5, iar praful de pușcă - doar 3,8 MJ / kg.
| Combustibil | |
|---|---|
| Antracit | 26,8…34,8 |
| Pelete de lemn (pastile) | 18,5 |
| Lemn de foc uscat | 8,4…11 |
| Lemn de foc uscat de mesteacan | 12,5 |
| cocs de gaz | 26,9 |
| cocs de furnal | 30,4 |
| semi-cocs | 27,3 |
| Pudra | 3,8 |
| Ardezie | 4,6…9 |
| șisturi bituminoase | 5,9…15 |
| Propulsor solid | 4,2…10,5 |
| Turbă | 16,3 |
| turbă fibroasă | 21,8 |
| Măcinarea turbei | 8,1…10,5 |
| Pesmet de turbă | 10,8 |
| Cărbune brun | 13…25 |
| Cărbune brun (brichete) | 20,2 |
| Cărbune brun (praf) | 25 |
| Cărbune de Donețk | 19,7…24 |
| Cărbune | 31,5…34,4 |
| Cărbune | 27 |
| Cărbune cocsificabil | 36,3 |
| Cărbune de Kuznetsk | 22,8…25,1 |
| Cărbune din Chelyabinsk | 12,8 |
| cărbune Ekibastuz | 16,7 |
| freztorf | 8,1 |
| Zgură | 27,5 |
Căldura specifică de ardere a combustibilului lichid (alcool, benzină, kerosen, ulei)
Este dat tabelul căldurii specifice de ardere a combustibilului lichid și a altor lichide organice. Trebuie remarcat faptul că carburanții precum benzina, motorina și uleiul se caracterizează prin degajare mare de căldură în timpul arderii.
Căldura specifică de ardere a alcoolului și acetonei este semnificativ mai mică decât combustibilii tradiționali. În plus, combustibilul lichid pentru rachete are o putere calorică relativ scăzută și, odată cu arderea completă a 1 kg din aceste hidrocarburi, se va degaja o cantitate de căldură egală cu 9,2, respectiv 13,3 MJ.
| Combustibil | Căldura specifică de ardere, MJ/kg |
|---|---|
| Acetonă | 31,4 |
| Benzină A-72 (GOST 2084-67) | 44,2 |
| Benzină de aviație B-70 (GOST 1012-72) | 44,1 |
| Benzină AI-93 (GOST 2084-67) | 43,6 |
| Benzen | 40,6 |
| Combustibil diesel de iarnă (GOST 305-73) | 43,6 |
| Combustibil diesel de vară (GOST 305-73) | 43,4 |
| Propulsor lichid (kerosen + oxigen lichid) | 9,2 |
| Kerosenul de aviație | 42,9 |
| Kerosen de iluminat (GOST 4753-68) | 43,7 |
| xilen | 43,2 |
| Păcură cu conținut ridicat de sulf | 39 |
| Păcură cu conținut scăzut de sulf | 40,5 |
| Păcură cu conținut scăzut de sulf | 41,7 |
| Păcură sulfuroasă | 39,6 |
| Alcool metilic (metanol) | 21,1 |
| Alcool n-butilic | 36,8 |
| Ulei | 43,5…46 |
| Ulei metan | 21,5 |
| Toluen | 40,9 |
| Spirit alb (GOST 313452) | 44 |
| etilen glicol | 13,3 |
| Alcool etilic (etanol) | 30,6 |
Căldura specifică de ardere a combustibilului gazos și a gazelor combustibile
Este prezentat un tabel cu căldura specifică de ardere a combustibilului gazos și a altor gaze combustibile în dimensiunea MJ/kg. Dintre gazele considerate, cea mai mare masă specifică de căldură de ardere diferă. Odată cu arderea completă a unui kilogram din acest gaz, vor fi eliberate 119,83 MJ de căldură. De asemenea, un combustibil precum gazul natural are o putere calorică mare - căldura specifică de ardere a gazelor naturale este de 41 ... 49 MJ/kg (pentru 50 MJ/kg pur).
| Combustibil | Căldura specifică de ardere, MJ/kg |
|---|---|
| 1-Butene | 45,3 |
| Amoniac | 18,6 |
| Acetilenă | 48,3 |
| Hidrogen | 119,83 |
| Hidrogen, amestec cu metan (50% H2 și 50% CH4 în masă) | 85 |
| Hidrogen, amestec cu metan și monoxid de carbon (33-33-33% din masă) | 60 |
| Hidrogen, amestec cu monoxid de carbon (50% H 2 50% CO 2 în masă) | 65 |
| Gaz de furnal | 3 |
| gaz de cuptor de cocs | 38,5 |
| Gaz de hidrocarburi lichefiate GPL (propan-butan) | 43,8 |
| izobutan | 45,6 |
| Metan | 50 |
| n-butan | 45,7 |
| n-hexan | 45,1 |
| n-Pentan | 45,4 |
| Gaz asociat | 40,6…43 |
| Gaz natural | 41…49 |
| Propadien | 46,3 |
| propan | 46,3 |
| propilenă | 45,8 |
| Propilenă, amestec cu hidrogen și monoxid de carbon (90%-9%-1% în greutate) | 52 |
| etan | 47,5 |
| Etilenă | 47,2 |
Căldura specifică de ardere a unor materiale combustibile
Este dat un tabel al căldurii specifice de ardere a unor materiale combustibile (, lemn, hârtie, plastic, paie, cauciuc etc.). Trebuie remarcate materialele cu degajare mare de căldură în timpul arderii. Aceste materiale includ: cauciuc tipuri variate, polistiren expandat (spumă de polistiren), polipropilenă și polietilenă.
| Combustibil | Căldura specifică de ardere, MJ/kg |
|---|---|
| Hârtie | 17,6 |
| Imitaţie de piele | 21,5 |
| Lemn (bare cu un conținut de umiditate de 14%) | 13,8 |
| Lemn în stive | 16,6 |
| lemn de stejar | 19,9 |
| Lemn de molid | 20,3 |
| lemn verde | 6,3 |
| Lemn de pin | 20,9 |
| Kapron | 31,1 |
| Produse carbolite | 26,9 |
| Carton | 16,5 |
| Cauciuc stiren-butadien SKS-30AR | 43,9 |
| Cauciuc natural | 44,8 |
| Cauciuc sintetic | 40,2 |
| SCS cauciuc | 43,9 |
| Cauciuc cloropren | 28 |
| Linoleum din clorură de polivinil | 14,3 |
| Linoleum cu două straturi de clorură de polivinil | 17,9 |
| Policlorura de linoleum pe bază de pâslă | 16,6 |
| Linoleum polivinil clorură pe bază caldă | 17,6 |
| Policlorura de linoleum pe bază de țesătură | 20,3 |
| cauciuc linoleum (relin) | 27,2 |
| Parafină solidă | 11,2 |
| Polyfoam PVC-1 | 19,5 |
| Polyfoam FS-7 | 24,4 |
| Polyfoam FF | 31,4 |
| PSB-S din polistiren expandat | 41,6 |
| spuma poliuretanica | 24,3 |
| placă de fibre | 20,9 |
| Clorura de polivinil (PVC) | 20,7 |
| Policarbonat | 31 |
| Polipropilenă | 45,7 |
| Polistiren | 39 |
| Polietilenă de înaltă densitate | 47 |
| Polietilenă de joasă presiune | 46,7 |
| Cauciuc | 33,5 |
| Ruberoid | 29,5 |
| Canalul de funingine | 28,3 |
| Fân | 16,7 |
| Paie | 17 |
| sticla organica (plexiglas) | 27,7 |
| Textolit | 20,9 |
| Tol | 16 |
| TNT | 15 |
| Bumbac | 17,5 |
| Celuloză | 16,4 |
| Lână și fibre de lână | 23,1 |
Surse:
- GOST 147-2013 Combustibil mineral solid. Determinarea puterii calorice superioare și calculul puterii calorifice inferioare.
- GOST 21261-91 Produse petroliere. Metodă de determinare a puterii calorifice brute și de calcul a puterii calorifice nete.
- GOST 22667-82 Gaze naturale combustibile. Metoda de calcul pentru determinarea puterii calorice, a densității relative și a numărului Wobbe.
- GOST 31369-2008 Gaze naturale. Calculul puterii calorice, densității, densității relative și numărului Wobbe pe baza compoziției componentelor.
- Zemsky G. T. Proprietăți inflamabile ale materialelor anorganice și organice: carte de referință M.: VNIIPO, 2016 - 970 p.
Astăzi, oamenii sunt extrem de dependenți de combustibil. Fără ea, încălzirea locuințelor, gătitul, funcționarea echipamentelor și Vehicul. Majoritatea combustibililor utilizați sunt hidrocarburi. Pentru a evalua eficacitatea lor, se folosesc valorile căldurii specifice de ardere. Kerosenul are un indicator relativ impresionant. Datorită acestei calități, este utilizat în motoarele de rachete și avioane.
Datorită proprietăților sale, kerosenul este utilizat în motoarele de rachete.
Proprietăți, obținere și aplicare
Istoria kerosenului datează de mai bine de 2 mii de ani și începe atunci când oamenii de știință arabi au venit cu o metodă de distilare a uleiului în componente individuale. A fost deschis oficial în 1853, când medicul canadian Abraham Gesner a dezvoltat și brevetat o metodă pentru extragerea unui lichid inflamabil limpede din bitum și șisturi bituminoase.
După forarea primului puț de petrol în 1859, petrolul a devenit principala materie primă pentru kerosen. Datorită utilizării sale omniprezente în lămpi, a fost considerat de zeci de ani un element de bază al industriei de rafinare a petrolului. Doar apariția electricității i-a redus importanța pentru iluminat. Producția de kerosen a scăzut, de asemenea, pe măsură ce popularitatea automobilelor a crescut.- această împrejurare a crescut semnificativ importanța benzinei ca produs petrolier. Cu toate acestea, astăzi, în multe părți ale lumii, kerosenul este folosit pentru încălzire și iluminat, iar combustibilul modern pentru avioane este același produs, dar de o calitate superioară.
Odată cu creșterea utilizării mașinilor, popularitatea kerosenului a scăzut
Kerosen - ușor lichid limpede, care din punct de vedere chimic este un amestec compusi organici. Compoziția sa depinde în mare măsură de materia primă, dar, de regulă, constă dintr-o duzină de hidrocarburi diferite, fiecare dintre acestea conținând de la 10 la 16 atomi de carbon. Kerosenul este mai puțin volatil decât benzina. Temperatura comparativă de aprindere a kerosenului și a benzinei, la care emit vapori inflamabili în apropierea suprafeței, este de 38, respectiv -40°C.
Această proprietate face posibil să se considere kerosenul ca un combustibil relativ sigur în ceea ce privește depozitarea, utilizarea și transportul. Pe baza punctului său de fierbere (150 până la 350 ° C), este clasificat ca unul dintre așa-numitele distilate medii de țiței.
Kerosenul poate fi obținut direct, adică separat fizic de ulei, prin distilare sau prin descompunerea chimică a fracțiilor mai grele ca urmare a unui proces de cracare.
Caracteristicile kerosenului ca combustibil
Arderea este procesul de oxidare rapidă a substanțelor cu degajare de căldură. De regulă, oxigenul conținut în aer participă la reacție. În timpul arderii hidrocarburilor se formează următoarele produse principale de ardere:
- dioxid de carbon;
- vapor de apă;
- funingine.
Cantitatea de energie generată în timpul arderii unui combustibil depinde de tipul acestuia, de condițiile de ardere, de masă sau de volum. Energia se măsoară în jouli sau calorii. Specific (pe unitate de măsură a cantității de substanță) puterea calorică este energia obținută prin arderea unei unități de combustibil:
- molar (de exemplu, J / mol);
- masa (de exemplu, J / kg);
- volumetrice (de exemplu, kcal / l).
În majoritatea cazurilor, pentru evaluarea gazelor, lichidelor și combustibili solizi funcționează cu un indicator al masei căldurii de ardere, exprimată în J/kg.
În timpul arderii carbohidraților, se formează mai multe elemente, de exemplu, funingine Valoarea puterii calorice va depinde dacă s-au luat în considerare procesele care au loc cu apa în timpul arderii. Evaporarea umezelii este un proces consumator de energie, iar luarea în considerare a transferului de căldură în timpul condensării acestor vapori poate afecta și rezultatul.
Rezultatul măsurătorilor efectuate înainte ca aburul condensat să returneze energie sistemului se numește putere calorică inferioară, iar cifra obținută după condensarea vaporilor se numește putere calorică superioară. Motoarele cu hidrocarburi nu pot folosi energia suplimentară a vaporilor de apă din evacuare, astfel încât cifra netă este relevantă pentru producătorii de motoare și se găsește mai des în cărțile de referință.
Adesea, atunci când se precizează puterea calorică, acestea nu precizează care dintre cantități se referă, ceea ce poate duce la confuzie. Știind că în Federația Rusă se obișnuiește în mod tradițional să se indice cel mai mic ajută la navigare.
Puterea calorică mai mică este un indicator important
Trebuie remarcat faptul că pentru unele tipuri de combustibil, împărțirea în energie netă și brută nu are sens, deoarece nu formează apă în timpul arderii. În ceea ce privește kerosenul, acest lucru este irelevant, deoarece conținutul de hidrocarburi din acesta este ridicat. Cu densitate relativ scăzută (între 780 kg/m³ și 810 kg/m³) puterea sa calorică este similară cu cea a combustibil diesel si este:
- cel mai mic - 43,1 MJ / kg;
- cel mai mare - 46,2 MJ / kg.
Comparație cu alte tipuri de combustibil
Acest indicator este foarte convenabil pentru estimarea cantității potențiale de căldură conținută în combustibil. De exemplu, puterea calorică a benzinei pe unitatea de masă este comparabilă cu cea a kerosenului, dar prima este mult mai densă. În consecință, în aceeași comparație, un litru de benzină conține mai puțină energie.
Căldura specifică de ardere a petrolului sub formă de amestec de hidrocarburi depinde de densitatea acestuia, care nu este constantă pentru diferite câmpuri (43-46 MJ/kg). Metodele de calcul fac posibilă determinarea acestei valori cu o precizie ridicată, dacă există date inițiale despre compoziția sa.
Indicatorii medii pentru unele tipuri de lichide combustibile care alcătuiesc uleiul arată astfel (în MJ / kg):
- motorină - 42-44;
- benzină - 43-45;
- kerosen - 43-44.
Conținutul caloric al combustibililor solizi, cum ar fi turba și cărbunele, are o gamă mai mare. Acest lucru se datorează faptului că compoziția lor poate varia foarte mult atât în ceea ce privește conținutul de substanțe incombustibile, cât și puterea calorică a hidrocarburilor. De exemplu, puterea calorică a diferitelor tipuri de turbă poate varia între 8-24 MJ/kg, iar cărbunele - 13-36 MJ/kg. Dintre gazele comune, hidrogenul are o putere calorică ridicată - 120 MJ/kg. Următorul în ceea ce privește căldura specifică de ardere este metanul (50 MJ/kg).
Putem spune că kerosenul este un combustibil care a trecut testul timpului tocmai datorită intensității sale energetice relativ ridicate la un preț scăzut. Utilizarea sa nu este doar justificată din punct de vedere economic, dar în unele cazuri nu există nicio alternativă.
