Poder calorífico de varios tipos de combustible: comparación de combustibles por poder calorífico + tabla de poder calorífico
Cuando se quema una cierta cantidad de combustible, se libera una cantidad mensurable de calor.Según el Sistema Internacional de Unidades, el valor se expresa en julios por kg o m3. Pero los parámetros también se pueden calcular en kcal o kW. Si el valor está relacionado con una unidad de medida de combustible, se llama específico.
¿Qué afecta el poder calorífico de varios combustibles? ¿Cuál es el valor del indicador para sustancias líquidas, sólidas y gaseosas? Las respuestas a las preguntas anteriores se describen en detalle en el artículo. Además, hemos preparado una tabla que muestra el calor específico de combustión de materiales; esta información será útil a la hora de elegir un tipo de combustible de alta energía.
El contenido del artículo:
Información general sobre el poder calorífico.
La liberación de energía durante la combustión debe caracterizarse por dos parámetros: alta eficiencia y ausencia de producción de sustancias nocivas.
El combustible artificial se obtiene procesando combustible natural. combustible biológico. Independientemente del estado de agregación, las sustancias en su composición química tienen una parte inflamable y una parte no inflamable. El primero es el carbono y el hidrógeno. El segundo se compone de agua, sales minerales, nitrógeno, oxígeno y metales.
Cuando se quema 1 kg de dicha "mezcla", se liberan diferentes cantidades de energía. La cantidad exacta de esta energía que se liberará depende de las proporciones de estos elementos: la parte combustible, la humedad, el contenido de cenizas y otros componentes.
El calor de combustión del combustible (HCT) se forma a partir de dos niveles: el más alto y el más bajo. El primer indicador se obtiene por la condensación del agua, en el segundo este factor no se tiene en cuenta.
Se necesita el TCT más bajo para calcular la necesidad de combustible y su costo; con la ayuda de dichos indicadores se elaboran balances de calor y se determina la eficiencia de las instalaciones de quema de combustible.
La TST se puede calcular de forma analítica o experimental. Si se conoce la composición química del combustible, se aplica la fórmula periódica. Las técnicas experimentales se basan en la medición real del calor procedente de la combustión de combustible.
En estos casos, se utiliza una bomba de combustión especial: calorimétrica junto con un calorímetro y un termostato.
Las características de los cálculos son individuales para cada tipo de combustible. Ejemplo: El TCT en motores de combustión interna se calcula a partir del valor más bajo, porque el líquido no se condensa en los cilindros.
Cada tipo de sustancia tiene su propia PT debido a las características de su composición química. Los valores varían significativamente, el rango de fluctuaciones es de 1.000 a 10.000 kCal/kg.
Al comparar diferentes tipos de materiales se utiliza el concepto de combustible de referencia, que se caracteriza por un TCT menor de 29 MJ/kg.
Valor calorífico de los materiales sólidos.
Esta categoría incluye madera, turba, coque, esquisto bituminoso, briquetas y combustible pulverizado. El componente principal del combustible sólido es el carbono.
Características de los diferentes tipos de madera.
La máxima eficiencia del uso de leña se logra siempre que se cumplan dos condiciones: madera seca y un proceso de combustión lento.
Ideal para calefacción de estufa de leña Se consideran rejas de roble, abedul y fresno. El espino y el avellano se caracterizan por tener buenos indicadores. Pero las coníferas tienen un poder calorífico bajo, pero una alta tasa de combustión.
Cómo arden diferentes rocas:
- Haya, abedul, fresno, avellano Difíciles de derretir, pero son capaces de quemarse húmedos debido a su bajo contenido de humedad.
- Aliso con álamo temblón no forme hollín y “sepa” sacarlo de la chimenea.
- Abedul Requiere una cantidad suficiente de aire en la cámara de combustión, de lo contrario fumará y depositará resina en las paredes de la tubería.
- Pino Contiene más resina que el abeto, por lo que chispea y arde más.
- Peral y manzano Se parte más fácilmente que otros y arde bien.
- Cedro poco a poco se convierte en carbón humeante.
- cereza y olmo fuma y el plátano es difícil de partir.
- Tilo con álamo quemarse rápidamente.
Los indicadores TST de diferentes razas dependen en gran medida de la densidad de razas específicas. 1 metro cúbico de leña equivale aproximadamente a 200 litros de combustible líquido y 200 m3 gas natural. La madera y la leña entran en la categoría de baja eficiencia energética.
Efecto de la edad sobre las propiedades del carbón.
El carbón es un material natural de origen vegetal. Se extrae de rocas sedimentarias. Este combustible contiene carbono y otros elementos químicos.
Además del tipo, el calor de combustión del carbón también se ve influenciado por la edad del material. El marrón pertenece a la categoría joven, seguido del piedra y el antracita se considera el más antiguo.
El proceso de combustión del carbón va acompañado de la liberación de sustancias que contaminan el medio ambiente y las parrillas de las calderas se cubren de escoria. Otro factor desfavorable para la atmósfera es la presencia de azufre en el combustible. Este elemento, al entrar en contacto con el aire, se transforma en ácido sulfúrico.
Los fabricantes logran reducir al máximo el contenido de azufre del carbón. Como resultado, la TT difiere incluso dentro de la misma especie. La geografía de producción también influye en el rendimiento. Como combustible sólido se puede utilizar no sólo carbón puro, sino también escoria briquetada.
La mayor capacidad de combustible se observa en el carbón coquizable. La piedra, el carbón vegetal, el lignito y la antracita también tienen buenas características.
Características de los pellets y briquetas.
Este combustible sólido se produce industrialmente a partir de diversos residuos de madera y plantas.
Se secan las virutas trituradas, la corteza, el cartón y la paja y se utilizan. equipamiento especial se convierte en gránulos. Para que la masa adquiera un cierto grado de viscosidad, se le añade un polímero, la lignina.
Las briquetas se diferencian sólo en la forma; se pueden cargar en hornos y calderas. Ambos tipos de combustible se dividen en tipos según las materias primas: madera en rollo, turba, girasol, paja.
Ud. pellets y briquetas Existen importantes ventajas sobre otros tipos de combustible:
- completo respeto al medio ambiente;
- posibilidad de almacenamiento en casi cualquier condición;
- resistencia al estrés mecánico y hongos;
- combustión uniforme y prolongada;
- Tamaño de gránulo óptimo para cargar en un dispositivo de calentamiento.
El combustible ecológico es una buena alternativa a las fuentes de calor tradicionales, que no son renovables y tienen un efecto adverso sobre el medio ambiente. Pero los pellets y las briquetas se caracterizan por un mayor riesgo de incendio, lo que debe tenerse en cuenta a la hora de organizar el lugar de almacenamiento.
Si lo desea, puede encargarse usted mismo de la producción de briquetas de combustible; para más detalles, consulte Este artículo.
Parámetros de sustancias líquidas.
Los materiales líquidos, como los sólidos, se descomponen en los siguientes componentes: carbono, hidrógeno, azufre, oxígeno, nitrógeno. El porcentaje se expresa en peso.
El lastre orgánico interno del combustible se forma a partir de oxígeno y nitrógeno; estos componentes no se queman y se incluyen en la composición de forma condicional. El lastre externo se forma a partir de humedad y cenizas.
La gasolina tiene un alto calor específico de combustión. Dependiendo de la marca, es de 43-44 MJ.
Se determinan indicadores similares del calor específico de combustión para el queroseno de aviación: 42,9 MJ. El combustible diésel también entra en la categoría de líderes en términos de poder calorífico: 43,4-43,6 MJ.
El combustible líquido para cohetes y el etilenglicol se caracterizan por valores de TCT relativamente bajos. El alcohol y la acetona tienen el calor específico mínimo de combustión. Su rendimiento es significativamente menor que el de los combustibles de motor tradicionales.
Propiedades de los combustibles gaseosos.
El combustible gaseoso se compone de monóxido de carbono, hidrógeno, metano, etano, propano, butano, etileno, benceno, sulfuro de hidrógeno y otros componentes. Estas cifras están expresadas como porcentaje en volumen.
El gas natural también tiene un alto poder calorífico.
Son iguales a 41-49 MJ por kg. Pero, por ejemplo, el metano puro tiene un poder calorífico más alto: 50 MJ por kg.
Cuadro comparativo de indicadores.
La tabla presenta los valores del calor específico másico de combustión de combustibles líquidos, sólidos y gaseosos.
| tipo de combustible | Unidad cambiar | Calor específico de combustión | ||
| mj | kilovatios | calorías | ||
| Leña: roble, abedul, fresno, haya, carpe | kg | 15 | 4,2 | 2500 |
| Leña: alerce, pino, abeto. | kg | 15,5 | 4,3 | 2500 |
| carbón marron | kg | 12,98 | 3,6 | 3100 |
| Carbón | kg | 27,00 | 7,5 | 6450 |
| Carbón | kg | 27,26 | 7,5 | 6510 |
| Antracita | kg | 28,05 | 7,8 | 6700 |
| Pellets de madera | kg | 17,17 | 4,7 | 4110 |
| Pellets de paja | kg | 14,51 | 4,0 | 3465 |
| Pellets de girasol | kg | 18,09 | 5,0 | 4320 |
| Serrín | kg | 8,37 | 2,3 | 2000 |
| Papel | kg | 16,62 | 4,6 | 3970 |
| Enredadera | kg | 14,00 | 3,9 | 3345 |
| Gas natural | metro3 | 33,5 | 9,3 | 8000 |
| gas licuado | kg | 45,20 | 12,5 | 10800 |
| Gasolina | kg | 44,00 | 12,2 | 10500 |
| Dis. combustible | kg | 43,12 | 11,9 | 10300 |
| Metano | metro3 | 50,03 | 13,8 | 11950 |
| Hidrógeno | metro3 | 120 | 33,2 | 28700 |
| Queroseno | kg | 43.50 | 12 | 10400 |
| Gasolina | kg | 40,61 | 11,2 | 9700 |
| Aceite | kg | 44,00 | 12,2 | 10500 |
| Propano | metro3 | 45,57 | 12,6 | 10885 |
| Etileno | metro3 | 48,02 | 13,3 | 11470 |
La tabla muestra que el hidrógeno tiene los indicadores TST más altos de todas las sustancias, no solo de las gaseosas. Pertenece a los combustibles de alta energía.
El producto de la combustión del hidrógeno es agua corriente. El proceso no emite escoria de horno, cenizas, dióxido de carbono ni dióxido de carbono, lo que convierte a la sustancia en un combustible respetuoso con el medio ambiente. Pero es explosivo y tiene baja densidad, por lo que este combustible es difícil de licuar y transportar.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
Sobre el poder calorífico de los diferentes tipos de madera. Comparación de indicadores por m.3 y kg.
TCT es la característica térmica y operativa más importante de un combustible. Este indicador se utiliza en diversas áreas de la actividad humana: motores térmicos, centrales eléctricas, industria, calefacción doméstica y cocina.
Los valores de poder calorífico ayudan a comparar diferentes tipos de combustible según el grado de energía liberada, calcular la masa de combustible necesaria y ahorrar costes.
¿Tiene algo que agregar o tiene preguntas sobre el poder calorífico de los diferentes tipos de combustible? Puede dejar comentarios sobre la publicación y participar en discusiones; el formulario de contacto se encuentra en el bloque inferior.
Sí... tal vez vivamos para ver que las calderas de hidrógeno se conviertan en algo común: ¡un sueño!
Por supuesto, calentar con gas principal es la mejor opción, pero, lamentablemente, en nuestro enorme país no está disponible para todos. Y si eliges entre carbón y pellets, yo elijo pellets. El carbón también emite muchas sustancias nocivas durante el proceso de combustión y luego es necesario eliminar la escoria en algún lugar. Y todo el país lo rocía en las carreteras en invierno, y luego en primavera respiran polvo cancerígeno y luego se preguntan por qué tanta gente se enferma.
La ceniza de pellets se puede utilizar para fertilizar un jardín o un césped, quien tenga qué.
La mejor leña proviene de árboles de hoja caduca: roble, abedul. El abedul es la leña más versátil y popular: produce suficiente calor, se quema de manera uniforme y sin mucho humo. El roble produce más calor en comparación con los árboles que crecen en nuestro país. Aspen es bueno para limpiar chimeneas. No recomiendo calentar con madera de coníferas, ya que debido a las resinas producen mucho humo.
Creo que hoy en día es muy poco rentable calentar sólo con leña. El único lugar donde esto es aplicable es una casa de baños. Y si tomamos en cuenta la calefacción de una casa de campo, entonces el carbón, digan lo que digan, sigue por delante de todos los tipos de combustible, a excepción del gas de red. Gas en bombonas, gasómetro, leña, pellets, briquetas: todo tiene desventajas.En algún lugar hay un precio alto, en algún lugar hay burocracia para obtener muchos permisos y pasar inspecciones. Y no veo ningún inconveniente significativo en el carbón. Por supuesto, algún día la gasificación, no con palabras, sino con hechos, llegará a nuestros pueblos y la importancia del carbón disminuirá, pero esto no sucederá pronto.
Para gasolina, gasóleo, gasóleo, queroseno... datos por KILOGRAMO 😉
Sí, así es, ¡gracias! Corregido.
Entonces, ¿en qué unidades se indican los datos sobre el combustible diesel, en kg o en litros?
En la tabla, kcal es energía y kW es potencia. Por ejemplo, 2500 kcal son 2,9075 kWh. ¿O me equivoco?
La energía se expresa en kWh. Pero los "expertos" y "autores" de calderas suelen medir la energía en kW. Este error ocurre en muchos artículos. Esto puede generar confusión en los cálculos.
Para metano, hidrógeno, propano, etileno, los datos también son por kilogramo.
El calor específico de combustión del hidrógeno en el aire es 120 MJ/kg, por 1 m3, respectivamente, 10,8 MJ/m3. El hidrógeno es un gas muy ligero, de densidad 0,09 kg/m3, por lo que su masa en 1 m3 es 7,6 veces menor que la del gas natural. Todas las tablas de comparación que miré tenían el mismo error.