Удельная теплота древесного угля: удельная теплота сгорания, производство, класс опасности

Удельная теплота сгорания топлива и горючих материалов

В таблицах представлена массовая удельная теплота сгорания топлива (жидкого, твердого и газообразного) и некоторых других горючих материалов. Рассмотрено такое топливо, как: уголь, дрова, кокс, торф, керосин, нефть, спирт, бензин, природный газ и т. д.

При экзотермической реакции окисления топлива его химическая энергия переходит в тепловую с выделением определенного количества теплоты. Образующуюся тепловую энергию принято называть теплотой сгорания топлива. Она зависит от его химического состава, влажности и является основным показателем топлива. Теплота сгорания топлива, отнесенная на 1 кг массы или 1 м3 объема образует массовую или объемную удельную теплоты сгорания.

Удельной теплотой сгорания топлива называется количество теплоты, выделяемое при полном сгорании единицы массы или объема твердого, жидкого или газообразного топлива. В Международной системе единиц эта величина измеряется в Дж/кг или Дж/м3.

Удельную теплоту сгорания топлива можно определить экспериментально или вычислить аналитически. Экспериментальные методы определения теплотворной способности основаны на практическом измерении количества теплоты, выделившейся при горении топлива, например в калориметре с термостатом и бомбой для сжигания. Для топлива с известным химическим составом удельную теплоту сгорания можно определить по формуле Менделеева.

Различают высшую и низшую удельные теплоты сгорания. Высшая теплота сгорания равна максимальному количеству теплоты, выделяемому при полном сгорании топлива, с учетом тепла затраченного на испарение влаги, содержащейся в топливе. Низшая теплота сгорания меньше значения высшей на величину теплоты конденсации водяного пара, который образуется из влаги топлива и водорода органической массы, превращающегося при горении в воду.

Для определения показателей качества топлива, а также в теплотехнических расчетах обычно используют низшую удельную теплоту сгорания, которая является важнейшей тепловой и эксплуатационной характеристикой топлива и приведена в таблицах ниже.

Содержание

Удельная теплота сгорания твердого топлива (угля, дров, торфа, кокса)

В таблице представлены значения удельной теплоты сгорания сухого твердого топлива в размерности МДж/кг. Топливо в таблице расположено по названию в алфавитном порядке.

Наибольшей теплотворной способностью из рассмотренных твердых видов топлива обладает коксующийся уголь — его удельная теплота сгорания равна 36,3 МДж/кг (или в единицах СИ 36,3·106 Дж/кг). Кроме того высокая теплота сгорания свойственна каменному углю, антрациту, древесному углю и углю бурому.

К топливам с низкой энергоэффективностью можно отнести древесину, дрова, порох, фрезторф, горючие сланцы. Например, удельная теплота сгорания дров составляет 8,4…12,5, а пороха — всего 3,8 МДж/кг.

Удельная теплота сгорания твердого топлива (угля, дров, торфа, кокса)
Топливо Удельная теплота сгорания, МДж/кг
Антрацит 26,8…34,8
Древесные гранулы (пиллеты) 18,5
Дрова сухие 8,4…11
Дрова березовые сухие 12,5
Кокс газовый 26,9
Кокс доменный 30,4
Полукокс 27,3
Порох 3,8
Сланец 4,6…9
Сланцы горючие 5,9…15
Твердое ракетное топливо 4,2…10,5
Торф 16,3
Торф волокнистый 21,8
Торф фрезерный 8,1…10,5
Торфяная крошка 10,8
Уголь бурый 13…25
Уголь бурый (брикеты) 20,2
Уголь бурый (пыль) 25
Уголь донецкий 19,7…24
Уголь древесный 31,5…34,4
Уголь каменный 27
Уголь коксующийся 36,3
Уголь кузнецкий 22,8…25,1
Уголь челябинский 12,8
Уголь экибастузский 16,7
Фрезторф 8,1
Шлак 27,5

Удельная теплота сгорания жидкого топлива (спирта, бензина, керосина, нефти)

Приведена таблица удельной теплоты сгорания жидкого топлива и некоторых других органических жидкостей. Следует отметить, что высоким тепловыделением при сгорании отличаются такие топлива, как: бензин, авиационный керосин, дизельное топливо и нефть.

Удельная теплота сгорания спирта и ацетона существенно ниже традиционных моторных топлив. Кроме того, относительно низким значением теплоты сгорания обладает жидкое ракетное топливо и этиленгликоль — при полном сгорании 1 кг этих углеводородов выделится количество теплоты, равное 9,2 и 13,3 МДж, соответственно.

Удельная теплота сгорания жидкого топлива (спирта, бензина, керосина, нефти)
Топливо Удельная теплота сгорания, МДж/кг
Ацетон 31,4
Бензин А-72 (ГОСТ 2084-67) 44,2
Бензин авиационный Б-70 (ГОСТ 1012-72) 44,1
Бензин АИ-93 (ГОСТ 2084-67) 43,6
Бензол 40,6
Дизельное топливо зимнее (ГОСТ 305-73) 43,6
Дизельное топливо летнее (ГОСТ 305-73) 43,4
Жидкое ракетное топливо (керосин + жидкий кислород) 9,2
Керосин авиационный 42,9
Керосин осветительный (ГОСТ 4753-68) 43,7
Ксилол 43,2
Мазут высокосернистый 39
Мазут малосернистый 40,5
Мазут низкосернистый 41,7
Мазут сернистый 39,6
Метиловый спирт (метанол) 21,1
н-Бутиловый спирт 36,8
Нефть 43,5…46
Нефть метановая 21,5
Толуол 40,9
Уайт-спирит (ГОСТ 313452) 44
Этиленгликоль 13,3
Этиловый спирт (этанол) 30,6

Удельная теплота сгорания газообразного топлива и горючих газов

Представлена таблица удельной теплоты сгорания газообразного топлива и некоторых других горючих газов в размерности МДж/кг. Из рассмотренных газов наибольшей массовой удельной теплотой сгорания отличается водород. При полном сгорании одного килограмма этого газа выделится 119,83 МДж тепла. Также высокой теплотворной способностью обладает такое топливо, как природный газ — удельная теплота сгорания природного газа равна 41…49 МДж/кг (у чистого метана 50 МДж/кг).

Удельная теплота сгорания газообразного топлива и горючих газов (водород, природный газ, метан)
Топливо Удельная теплота сгорания, МДж/кг
1-Бутен 45,3
Аммиак 18,6
Ацетилен 48,3
Водород 119,83
Водород, смесь с метаном (50% H2 и 50% CH4 по массе) 85
Водород, смесь с метаном и оксидом углерода (33-33-33% по массе) 60
Водород, смесь с оксидом углерода (50% H2 50% CO2 по массе) 65
Газ доменных печей 3
Газ коксовых печей 38,5
Газ сжиженный углеводородный СУГ (пропан-бутан) 43,8
Изобутан 45,6
Метан 50
н-Бутан 45,7
н-Гексан 45,1
н-Пентан 45,4
Попутный газ 40,6…43
Природный газ 41…49
Пропадиен 46,3
Пропан 46,3
Пропилен 45,8
Пропилен, смесь с водородом и окисью углерода (90%-9%-1% по массе) 52
Этан 47,5
Этилен 47,2

Удельная теплота сгорания некоторых горючих материалов

Приведена таблица удельной теплоты сгорания некоторых горючих материалов (стройматериалы, древесина, бумага, пластик, солома, резина и т. д.). Следует отметить материалы с высоким тепловыделением при сгорании. К таким материалам можно отнести: каучук различных типов, пенополистирол (пенопласт), полипропилен и полиэтилен.

Удельная теплота сгорания некоторых горючих материалов
Топливо Удельная теплота сгорания, МДж/кг
Бумага 17,6
Дерматин 21,5
Древесина (бруски влажностью 14 %) 13,8
Древесина в штабелях 16,6
Древесина дубовая 19,9
Древесина еловая 20,3
Древесина зеленая 6,3
Древесина сосновая 20,9
Капрон 31,1
Карболитовые изделия 26,9
Картон 16,5
Каучук бутадиенстирольный СКС-30АР 43,9
Каучук натуральный 44,8
Каучук синтетический 40,2
Каучук СКС 43,9
Каучук хлоропреновый 28
Линолеум поливинилхлоридный 14,3
Линолеум поливинилхлоридный двухслойный 17,9
Линолеум поливинилхлоридный на войлочной основе 16,6
Линолеум поливинилхлоридный на теплой основе 17,6
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой основе 20,3
Линолеум резиновый (релин) 27,2
Парафин твердый 11,2
Пенопласт ПХВ-1 19,5
Пенопласт ФС-7 24,4
Пенопласт ФФ 31,4
Пенополистирол ПСБ-С 41,6
Пенополиуретан 24,3
Плита древесноволокнистая 20,9
Поливинилхлорид (ПВХ) 20,7
Поликарбонат 31
Полипропилен 45,7
Полистирол 39
Полиэтилен высокого давления 47
Полиэтилен низкого давления 46,7
Резина 33,5
Рубероид 29,5
Сажа канальная 28,3
Сено 16,7
Солома 17
Стекло органическое (оргстекло) 27,7
Текстолит 20,9
Толь 16
Тротил 15
Хлопок 17,5
Целлюлоза 16,4
Шерсть и шерстяные волокна 23,1

Источники:

  1. Абрютин А. А. и др. Тепловой расчет котлов. Нормативный метод.
  2. ГОСТ 147-2013 Топливо твердое минеральное. Определение высшей теплоты сгорания и расчет низшей теплоты сгорания.
  3. ГОСТ 21261-91 Нефтепродукты. Метод определения высшей теплоты сгорания и вычисление низшей теплоты сгорания.
  4. ГОСТ 22667-82 Газы горючие природные. Расчетный метод определения теплоты сгорания, относительной плотности и числа Воббе.
  5. ГОСТ 31369-2008 Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе на основе компонентного состава.
  6. Земский Г. Т. Огнеопасные свойства неорганических и органических материалов: справочник М.: ВНИИПО, 2016 — 970 с.
Удельная теплота сгорания топлива: угля, дров, газа

Когда определенное количество топлива сгорает, выделяется измеримое количество теплоты. Согласно Международной системе единиц величина выражается в Джоулях на кг или м3. Но параметры могут быть рассчитаны и в кКал или кВт. Если значение соотносится с единицей измерения топлива, оно называется удельным.

На что влияет теплотворность различного топлива? Каково значение показателя для жидких, твердых и газообразных веществ? Ответы на обозначенные вопросы подробно изложены в статье. Кроме того, мы подготовили таблицу с отображением удельной теплоты сгорания материалов &#; эта информация пригодится при выборе высокоэнергетического типа топлива.

Общая информация о теплотворности

Выделение энергии при горении должно характеризоваться двумя параметрами: высоким КПД и отсутствием выработки вредных веществ.

Искусственное топливо получается в процессе переработки естественного &#; биологического топлива. Вне зависимости от агрегатного состояния вещества в своем химическом составе имеют горючую и негорючую часть. Первая — это углерод и водород. Вторая состоит из воды, минеральных солей, азота, кислорода, металлов.

По агрегатному состоянию топливо делится на жидкое, твердое и газ. Каждая группа дополнительно разветвляется на естественную и искусственную подгруппу (+)

При сгорании 1 кг такой «смеси» выделяется разное количество энергии. Сколько именно этой энергии выделится, зависит от пропорций указанных элементов — горючей части, влажности, зольности и других компонентов.

Теплота сгорания топлива (ТСТ) формируется из двух уровней — высшего и низшего. Первый показатель получается из-за конденсации воды, во втором этот фактор не учитывается.

Низшая ТСТ нужна для расчетов потребности в горючем и его стоимости, с помощью таких показателей составляются тепловые балансы и определяется КПД работающих на топливе установок.

Вычислить ТСТ можно аналитически или экспериментально. Если химический состав горючего известен, применяется формула Менделеева. Экспериментальные методики основаны на фактическом измерении теплоты при сгорании топлива.

В этих случаях применяют специальную бомбу для сжигания &#; калориметрическую вместе с калориметром и термостатом.

Особенности расчетов индивидуальны для каждого вида топлива. Пример: ТСТ в двигателях внутреннего сгорания рассчитывается от низшего значения, потому что в цилиндрах жидкость не конденсируется.

ТСТ устанавливается с помощью калориметрической бомбы. Сжатый кислород насыщают водяным паром. В такую среду помещают навеску топлива и определяют результаты

Каждый тип веществ имеет свою ТСТ из-за особенностей химического состава. Значения существенно разнятся, диапазон колебаний — 1 –10 кКал/кг.

Сравнивая разные виды материалов, используется понятие условного топлива, оно характеризуется низшей ТСТ в 29 МДж/кг.

Теплотворность твердых материалов

К этой категории относится древесина, торф, кокс, горючие сланцы, брикетное и пылевидное топливо. Основная составная часть твердого топлива — углерод.

Особенности разных пород дерева

Максимальная эффективность от использования дров достигается при условии соблюдения двух условий — сухости древесины и медленном процессе горения.

Куски дерева распиливают или рубят на отрезки длиной до см, чтобы дрова удобно загружались в топку

Идеальными для дровяного печного отопления считаются дубовые, березовые, ясеневые бруски. Хорошими показателями характеризуется боярышник, лещина. А вот у хвойных пород теплотворность низкая, но высокая скорость горения.

Как горят разные породы:

  1. Бук, березу, ясень, лещину сложно растопить, но они способны гореть сырыми из-за низкого содержания влажности.
  2. Ольха с осиной не образуют сажи и «умеют» удалять ее из дымохода.
  3. Береза требует достаточного количества воздуха в топке, иначе будет дымить и оседать смолой на стенках трубы.
  4. Сосна содержит больше смолы, чем ель, поэтому искрит и горит жарче.
  5. Груша и яблоня легче других раскалывается и отлично горит.
  6. Кедр постепенно превращается в тлеющий уголь.
  7. Вишня и вяз дымит, а платан сложно расколоть.
  8. Липа с тополем быстро прогорают.

Показатели ТСТ разных пород сильно зависят от плотности конкретных пород. 1 кубометр дров эквивалентен примерно литрам жидкого топлива и м3 природного газа. Древесина и дрова относятся к категории с низкой энергоэффективностью.

Влияние возраста на свойства угля

Уголь является природным материалом растительного происхождения. Добывается он из осадочных пород. В этом топливе содержится углерод и другие химические элементы.

Кроме типа на теплоту сгорания угля оказывает влияние и возраст материала. Бурый относится к молодой категории, за ним следует каменный, а самым старшим считается антрацит.

По возрасту горючего определяется и влажность: чем моложе уголь, тем больше в нем содержание влаги. Которая также влияет на свойства этого типа топлива

Процесс горения угля сопровождается выделением веществ, загрязняющих окружающую среду, колосники котла при этом покрываются шлаком. Еще один неблагоприятный фактор для атмосферы — наличие серы в составе топлива. Этот элемент при соприкосновении с воздухом трансформируется в серную кислоту.

Производителям удается максимально снизить содержание серы в угле. В результате ТСТ отличается даже в пределах одного вида. Влияет на показатели и география добычи. Как твердое топливо может использоваться не только чистый уголь, но и брикетированный шлак.

Наибольшая топливная способность наблюдается у коксующегося угля. Хорошими характеристиками обладает и каменный, древесный, бурый уголь, антрацит.

Характеристики пеллет и брикетов

Это твердое топливо изготавливается промышленным способом из различного древесного и растительного мусора.

Измельченная стружка, кора, картон, солома пересушивается и с помощью специального оборудования превращается в гранулы. Чтобы масса приобрела определенную степень вязкости, в нее добавляют полимер — лигнин.

Пеллеты отличаются приемлемой стоимостью, на которую влияют высокий спрос и особенности процесса изготовления. Использоваться этот материал может только в предназначенных для такого вида топлива котлах

Брикеты отличаются только формой, их можно загружать в печи, котлы. Оба типа горючего делятся на виды по сырью: из кругляка, торфа, подсолнечника, соломы.

У пеллет и брикетов есть существенные преимущества перед прочими разновидностями топлива:

  • полная экологичность;
  • возможность хранения практически в любых условиях;
  • устойчивость к механическим воздействиям и грибку;
  • равномерное и длительное горение;
  • оптимальный размер гранул для загрузки в отопительное устройство.

Экологичное топливо — хорошая альтернатива традиционным источникам тепла, которые не возобновляются и неблагоприятно действуют на окружающую среду. Но пеллеты и брикеты отличаются повышенной пожароопасностью, что стоит учитывать при организации места хранения.

При желании, можно наладить изготовление топливных брикетов собственноручно, подробнее &#; в этой статье.

Параметры жидких веществ

Жидкие материалы, как и твердые, раскладываются на следующие составляющие: углерод, водород, серу, кислород, азот. Процентное соотношение выражается по массе.

Из кислорода и азота образуется внутренний органический балласт топлива, эти компоненты не горят и включены в состав условно. Внешний балласт формируется из влаги и золы.

Высокая удельная теплота сгорания наблюдается у бензина. В зависимости от марки она составляет МДж.

Похожие показатели удельной теплоты сгорания определяются и у авиационного керосина &#; 42,9 МДж. В категорию лидеров по значению теплотворной способности попадает и дизельное топливо &#; 43,,6 МДж.

Т. к. у бензина больше ТСТ, чем у дизтоплива, то у него должен быть выше и расход, и КПД. Но ДТ экономичнее бензина на %

Относительно низкими значениями ТСТ характеризуются жидкое ракетное горючее, этиленгликоль. Минимальной удельной теплотой сгорания отличаются спирт и ацетон. Их показатели существенно ниже, чем у традиционного моторного топлива.

Свойства газообразного топлива

Газообразное топливо складывается из оксида углерода, водорода, метана, этана, пропана, бутана, этилена, бензола, сероводорода и других компонентов. Эти показатели выражаются в процентах по объему.

Наибольшей теплотой сгорания отличается водород. Сгорая, килограмм вещества выделяет ,83 МДж тепла. Но оно отличается повышенной степенью взрывоопасности

Высокие показатели теплотворной способности наблюдаются и у природного газа.

Они равны МДж на кг. Но, например, у чистого метана теплота сгорания больше — 50 МДж на кг.

Сравнительная таблица показателей

В таблице представлены значения массовой удельной теплоты сгорания жидких, твердых, газообразных разновидностей топлива.

Вид топлива Ед. изм. Удельная теплота сгорания
МДж кВт кКал
Дрова: дуб, береза, ясень, бук, граб кг 15 4,2
Дрова: лиственница, сосна, ель кг 15,5 4,3
Уголь бурый кг 12,98 3,6
Уголь каменный кг 27,00 7,5
Уголь древесный кг 27,26 7,5
Антрацит кг 28,05 7,8
Пеллета древесная кг 17,17 4,7
Пеллета соломенная кг 14,51 4,0
Пеллета из подсолнуха кг 18,09 5,0
Опилки кг 8,37 2,3
Бумага кг 16,62 4,6
Виноградная лоза кг 14,00 3,9
Природный газ м3 33,5 9,3
Сжиженный газ кг 45,20 12,5
Бензин кг 44,00 12,2
Диз. топливо кг 43,12 11,9
Метан м3 50,03 13,8
Водород м3 33,2
Керосин кг 12
Мазут кг 40,61 11,2
Нефть кг 44,00 12,2
Пропан м3 45,57 12,6
Этилен м3 48,02 13,3

Из таблицы видно, что наибольшие показатели ТСТ из всех веществ, а не только из газообразных, имеет водород. Он относится к высокоэнергетическим видам топлива.

Продукт сгорания водорода — обычная вода. В процессе не выделяется топочные шлаки, зола, угарный и углекислый газ, что делает вещество экологически чистым горючим. Но оно взрывоопасно и отличается низкой плотностью, поэтому такое топливо сложно сжижается и транспортируется.

ТСТ — важнейшая тепловая и эксплуатационная характеристика горючего. Этот показатель используется в различных сферах человеческой деятельности: тепловых двигателях, электростанциях, промышленности, при обогреве жилья и приготовлении пищи.

Значения теплотворности помогают сравнить различные виды топлива по степени выделяемой энергии, рассчитать необходимую массу горючего, сэкономить на расходах.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по теме теплотворности разных видов топлива? Можете оставлять комментарии к публикации и участвовать в обсуждениях &#; форма для связи находится в нижнем блоке.

Удельная теплота сгорания топлива — урок. Физика, 8 класс.

Различные виды топлива (твёрдое, жидкое и газообразное) характеризуются общими и специфическими свойствами. К общим свойствам топлива относятся удельная теплота сгорания и влажность, к специфическим — зольность, сернистость (содержание серы), плотность, вязкость и другие свойства.

Удельная теплота сгорания топлива — это количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании \(1\) кг твёрдого или жидкого топлива или \(1\) м³ газообразного топлива.

Энергетическая ценность топлива в первую очередь определяется его удельной теплотой сгорания.

Удельная теплота сгорания обозначается буквой \(q\). Единицей удельной теплоты сгорания является \(1\) Дж/кг для твёрдого и жидкого топлива и \(1\) Дж/м³ для газообразного топлива.

Удельную теплоту сгорания на опыте определяют довольно сложными методами.

 

Таблица 2. Удельная теплота сгорания некоторых видов топлива.

 

Твёрдое топливо

Вещество

Удельная теплота сгорания,

МДж/кг

Бурый уголь

\(9,3\)

Древесный уголь

\(29,7\)

Дрова сухие

\(8,3\)

Древесные чурки

\(15,0\)

Каменный уголь

марки А-I

\(20,5\)

Каменный уголь

марки А-II

\(30,3\)

Кокс

\(30,3\)

Порох

\(3,0\)

Торф

\(15,0\)

 

Жидкое топливо

Вещество

Удельная теплота сгорания,

МДж/кг

Бензин, нефть

\(46,0\)

Дизельное топливо

\(42,0\)

Керосин

\(43,0\)

Мазут

\(40,0\)

Спирт этиловый

\(27,0\)

 

Газообразное топливо

(при нормальных условиях)

Вещество

Удельная теплота сгорания,

МДж/м³

Водород

\(10,8\)

Генераторный газ

\(5,5\)

Коксовый газ

\(16,4\)

Природный газ

\(35,5\)

Светильный газ

\(21,0\)

 

Из этой таблицы видно, что наибольшей является удельная теплота сгорания водорода, она равна \(120\) МДж/м³. Это значит, что при полном сгорании водорода объёмом \(1\) м³ выделяется \(120\) МДж \(=\)\(120\)⋅106 Дж энергии.

Водород — один из высокоэнергетических видов топлива. Кроме того, продуктом сгорания водорода является обычная вода, в отличие от других видов топлива, где продуктами сгорания являются углекислый и угарный газы, зола и топочные шлаки. Это делает водород экологически наиболее чистым топливом.

Однако газообразный водород взрывоопасен. К тому же он имеет самую малую плотность в сравнении с другими газами при равной температуре и давлении, что создаёт сложности со сжижением водорода и его транспортировкой.

 

Общее количество теплоты \(Q\), выделяемое при полном сгорании \(m\) кг твёрдого или жидкого топлива, вычисляется по формуле:

 

Q=qm.

 

Общее количество теплоты \(Q\), выделяемое при полном сгорании \(V\) м³ газообразного топлива, вычисляется по формуле:

 

Q=qV.

Влажность (содержание влаги) топлива снижает его теплоту сгорания, так как увеличивается расход теплоты на испарение влаги и увеличивается объём продуктов сгорания (из-за наличия водяного пара).
Зольность — это количество золы, образующейся при сгорании минеральных веществ, содержащихся в топливе. Минеральные вещества, содержащиеся в топливе, понижают его теплоту сгорания, так как уменьшается содержание горючих компонентов (основная причина) и увеличивается расход тепла на нагрев и плавление минеральной массы.
Сернистость (содержание серы) относится к отрицательному фактору топлива, так как при его сгорании образуются сернистые газы, загрязняющие атмосферу и разрушающие металл. Кроме того, сера, содержащаяся в топливе, частично переходит в выплавляемый металл, сваренную стекломассу, снижая их качество. Например, для варки хрустальных, оптических и других стёкол нельзя использовать топливо, содержащее серу, так как сера значительно понижает оптические свойства и колер стекла.

разновидности, марки, характеристика каменного и древесного топлива, принцип изготовления

Каждая разновидность современного топлива, в том числе и уголь, отличается тем, что в процессе горения выделяет определённое количество тепловой энергии. Используемое сырье должно характеризоваться высоким уровнем КПД и полной безопасностью для здоровья человека и окружающей среды. Теплота сгорания угля является важным показателем, благодаря которому можно избежать множества ошибок в сфере производительности котла и качества его функционирования.

угольТеплота сгорания угля – важный показатель

Разновидности угля и их характеристики

Экономичность и эффективность эксплуатации твердотопливного котла напрямую зависит от вида используемого топлива. Кроме отходов из древесины, в качестве основного энергоносителя часто используется уголь разных видов. Именно поэтому те, кто использует его в качестве основного топлива, должны знать его удельную теплоту сгорания.

Прежде всего, уголь различают по происхождению. В его состав входят различные остатки древних растений и битумных масс, которые подверглись специфическим изменениям во время погружения под землю. Превращение всех этих веществ в эффективное топливо происходило при высоких температурах и в условиях нехватки кислорода. Специалисты отмечают, что к ископаемым видам топлива относятся каменные и бурые угли, а также антрацит.

В этом видео вы узнаете процесс горения бурого угля:

Природный каменный материал

Этот вид топлива возник гораздо раньше, нежели бурый уголь. Большие пласты материала расположены под землёй на глубине 3 километра. В его составе содержится до 97% чистого углерода, а вот количество летучих примесей находится в пределах 35%. Что касается влажности, то в каменном угле её не больше чем 15%. А это положительно влияет на теплоэффективность ископаемого.

В идеальных условиях удельная теплота сгорания каменного угля находится в пределах 2100°C. Но в обычной отопительной печи такой материал сжигается максимум при 1000°C.

Уровень теплоотдачи варьируется в пределах 7 тыс. ккал/кг. Стоит отметить, что этот вид топлива плохо поддаётся разжиганию, так как для этих целей нужно нагреть печь до 400°C.

уголь_каменьЭтот материал не подойдет для разжигания

Как показывает практика, именно каменный уголь чаще всего используется обычными гражданами для обогрева домов, дач и зданий иного назначения.

Универсальный бурый вид

Среди всех существующих ископаемых углей именно этот вид считается самым молодым. Своё название топливо получило благодаря специфическому бурому цвету. Среди основных его характеристик можно отметить то, что в нём содержится много летучих примесей и влаги — более 40%. Но несмотря на это, количество чистого углерода может достигать отметки 75%. Так как в буром угле содержится много влаги, у него низкая температура горения и небольшой процент теплоотдачи. Воспламеняться топливо начинает при 260 градусах, а вот температура горения может достигать 2000°C. Что касается теплоты сгорания, этот показатель составляет 3600 ккал/кг.

Конечно, как основной энергоноситель бурый уголь существенно уступает обычным дровам, из-за чего его редко используют для твердотопливных котлов и печей, которые расположены в частных домах.

бурыйВ таком материале содержится много влаги

Но большой популярностью пользуется брикетированная форма этого ископаемого, которая прошла специальную подготовку на крупном производстве. В искусственных условиях производители снижают его влажность, благодаря чему существенно возрастает энергоэффективность. Стоит отметить, что теплоотдача брикетированного бурого угля составляет целых 5 тыс. ккал/кг.

Это одно из самых древних полезных ископаемых, в составе которого практически нет летучих примесей и влаги. А вот количество углерода превышает отметку 95%. Исследования показали, что удельная теплота сгорания угля находится в пределах от 8500 до 9 тыс. ккал/кг — это самый высокий показатель среди всех существующих углей. В идеальных условиях такое топливо сгорает при температуре 2250°C, а вот воспламеняется при 600°C. Стоит отметить, что этот показатель характерен для самых низкокалорийных видов. Чтобы разжечь антрацит, нужно использовать сухие дрова, так как необходимо создать определённый нагрев котла или же печи.

Этот ископаемый материал относится к промышленной категории топлива. Использовать его в обычном котле или печи очень дорого и невыгодно. Несмотря на то, что антрацит выгодно отличается от своих собратьев малодымностью и низкой зольностью.

бурый_одинК тому же такой материал дорогой

Изготовление и применение древесного топлива

Этот материал относится к отдельной категории, так как его не добывают, а изготавливают в специальных печах. Заранее подготовленную древесину мастера обжигают в больших камерах сгорания, что позволяет изменить структуру топлива и удалить из него всю лишнюю влагу. Основная технология изготовления эффективного теплоносителя известна ещё с далёких времён. В старину люди обжигали древесные заготовки в специальных глубоких ямах, перекрыв доступ кислороду. Современные технологии шагнули далеко вперёд, благодаря чему в распоряжение мастеров поступили многофункциональные углевыжигающие печи.

При условии, что готовые угли хранятся в подходящих условиях, уровень их влажности не превышает отметки 16%. Воспламенение топлива наблюдается при нагреве до 200˚С. Удельная теплота находиться на довольно высоком уровне — 7400 ккал/кг. Специалисты отмечают тот факт, что температура горения такого угля во многом зависит от условий сжигания и породы древесины. К примеру, топливо на берёзовой основе отлично подходит для разогрева специального кузнечного горна, а также для ковки металла.


Если воздух подаётся достаточно интенсивно, то гореть уголь будет при температуре 1250˚С. Что касается обычных печек и котлов, этот показатель будет находиться в пределах 900˚С. А вот в мангале древесный уголь отлично горит при температуре 700˚С.

Такой вид топлива отличается экономичностью, так как конечному потребителю понадобится гораздо меньше пережжённой древесины, нежели обычных дров.

Кроме высокой теплоотдачи, такой материал отличается низкой зольностью. Многочисленные положительные характеристики и доступная цена повлияли на то, что древесный уголь активно используется для жарки ароматного мяса на мангале, каминного отепления, а также для приготовления вкуснейших блюд в печах.

Особенности углевыжигательных печей

Те устройства, которые обогревают помещение за счёт угля, имеют свои функциональные и конструктивные отличия. Несмотря на высокую популярность древесного угля, далеко не все знают, что этот материал не относится к категории полезных ископаемых, а был придуман человеком. Температура горения этого топлива составляет 900°C, благодаря чему выделяется достаточное количество тепла.

Изготовление древесного угля основано на специфической обработке древесины, благодаря чему меняется её структура и уходит лишняя влага. Для реализации таких идей используются специальные печи, принцип действия которых основан на пиролизе.

Состоят такие агрегаты из четырёх основных элементов:

  1. Дымохода.
  2. Вместительной камеры сгорания.
  3. Специального отсека для вторичной переработки.
  4. Укреплённого основания.

Производственный процесс

Когда дрова загружены в специальную камеру, тогда начинается постепенное тление дров. Этот процесс происходит благодаря наличию в топке большого количества газообразного кислорода, который непрерывно поддерживает горение. Во время этой процедуры выделяется достаточное количество тепла, а вся избыточная жидкость превращается в пар.

Весь образуемый дым поступает в отсек для вторичной переработки, где он полностью сгорает и выделяет тепло. Столь универсальная углевыжигательная печь может выполнять несколько задач одновременно. Так, с её помощью изготавливается качественный древесный уголь, а в самом помещении поддерживается комфортная для человека температура.

Специалисты утверждают, что процесс изготовления такого топлива является очень деликатным, так как малейшая невнимательность может привести к полному сгоранию дров. Работник должен своевременно извлекать из печи уже обуглившиеся заготовки.

Правила сжигания

Когда потребитель знакомится с температурой горения того или иного угля, ему нужно учитывать, что производители указывают только те цифры, которые являются актуальными для идеальных условий. Конечно, в обычном бытовом котле или печи воссоздать необходимые параметры просто невозможно. Современные теплогенераторы из металла или кирпича просто не рассчитаны на столь высокие температуры, так как основной теплоноситель в системе может быстро закипеть. Именно поэтому параметры сгорания того или иного топлива определяются режимом его сжигания.

Иными словами, все зависит от интенсивности подачи воздуха. Как ископаемый, так и древесный уголь хорошо нагревает помещение, если уровень поступления кислорода достигает 100%. Чтобы ограничить воздушный поток, можно использовать специальную заслонку/задвижку. Такой подход позволяет создать наиболее благоприятные условия сгорания заправленного топлива (до 950˚С).


Если уголь используется в твердотопливном котле, тогда нельзя допустить вскипание теплоносителя. Основная опасность связана с тем, что предохранительный клапан может просто не сработать, а это чревато большим взрывом. К тому же смесь воды и горячего пара плохо воздействует на функциональные способности циркуляционного насоса. Специалистами были разработаны два наиболее эффективных способа, которые позволяют контролировать процесс горения:

  1. Дроблённое или порошковое топливо должно поступать в котёл исключительно в дозированном объёме (действует та же схема, что и в пиллетных устройствах).
  2. Основной энергоноситель загружается в топку, после чего регулируется интенсивность подачи воздуха.

Преимущества и недостатки

У ископаемого угля, который используется в качестве основного вида топлива, есть свои преимущества и недостатки. Каждый пункт обязательно должен быть рассмотрен теми потребителями, которые применяют этот материал для отопления своих домов и дач.

Среди положительных характеристик можно отметить следующие факты:

  1. При сгорании уголь выделяет много полезного тепла.
  2. Такое топливо может использоваться в современных котлах, которые работают по принципу «буржуйка», а также в универсальном оборудовании с системой водяного отопления.
  3. У потребителя всегда есть возможность выбрать наиболее подходящий материал — каменный, бурый или же древесный уголь.
  4. Такое топливо горит намного дольше, нежели обычные дрова. Как показывает практика, одной закладки вполне хватает на 12 часов активной эксплуатации котла.
  5. Доступная цена. Купить качественный уголь без лишних финансовых затрат можно в любом регионе России.
  6. Простота хранения. Добываемый каменный уголь практически не впитывает влагу, благодаря чему его можно хранить как под открытым небом, так и под небольшим навесом.

Негативные стороны природного угля не стоит оставлять без внимания, так как они тоже влияют на качество работы отопительной системы.


Основными недостатками считаются следующие показатели:

  1. Загрязнение окружающей среды и неприятный запах. Во время сжигания ископаемых материалов, в атмосферу выделяется большое количество СО2. Помимо этого, дымовые газы имеют весьма резкий и неприятный запах, что может приносить массу дискомфорта обычным гражданам.
  2. Отсутствие автоматизации. У мастера не будет возможности настроить работу котла на определённый временной промежуток, к тому же загружать уголь придётся вручную. Для обычного устройства необходимо минимум 3 заправки топливным материалом в день.
  3. Регулярная очистка внутренних поверхностей и удаление скопившейся золы. Убирать все остатки угля необходимо ежедневно, во время этой процедуры котёл должен быть остановлен.

Все эти недостатки не являются критическими, благодаря чему ископаемый и древесный уголь активно используется не только в частной отрасли, но и промышленной. Такая популярность возникла на фоне доступной цены и отменных тепловых характеристик.

Таблица теплотворности

 Обратите внимание на теплотворную способность (удельную теплоту сгорания) различных видов топлива, сравните показатели. Теплотворная способность топлива характеризует количество теплоты, выделяемое при полном сгорании топлива массой 1 кг или объёмом 1 м³ (1 л). Наиболее часто теплотворная способность измеряется в Дж/кг (Дж/м³; Дж/л). Чем выше удельная теплота сгорания топлива, тем меньше его расход. Поэтому теплотворная способность является одной из наиболее значимых характеристик топлива. Зная эти показатели, нужно учитывать их при проектирование котельной на твёрдом топливе.

 Удельная теплота сгорания каждого вида топлива зависит:
 От его горючих составляющих (углерода, водорода, летучей горючей серы и др.), а также от его влажности и зольности.







































Вид топлива Ед. изм. Удельная теплота сгорания Эквивалент
кКал кВт МДж Природный газ, м3 Диз. топливо, л Мазут, л
Электроэнергия 1 кВт/ч 864 1,0 3,62 0,108 0,084 0,089
Дизельное топливо (солярка) 1 л 10300 11,9 43,12 1,288 1,062
Мазут 1 л 9700 11,2 40,61 1,213 0,942
Керосин 1 л 10400 12,0 43,50 1,300 1,010 1,072
Нефть 1 л 10500 12,2 44,00 1,313 1,019 1,082
Бензин 1 л 10500 12,2 44,00 1,313 1,019 1,082
Газ природный 1 м 3 8000 9,3 33,50 0,777 0,825
Газ сжиженный 1 кг 10800 12,5 45,20 1,350 1,049 1,113
Метан 1 м 3 11950 13,8 50,03 1,494 1,160 1,232
Пропан 1 м 3 10885 12,6 45,57 1,361 1,057 1,122
Этилен 1 м 3 11470 13,3 48,02 1,434 1,114 1,182
Водород 1 м 3 28700 33,2 120,00 3,588 2,786 2,959
Уголь каменный (W=10%) 1 кг 6450 7,5 27,00 0,806 0,626 0,665
Уголь бурый (W=30…40%) 1 кг 3100 3,6 12,98 0,388 0,301 0,320
Уголь-антрацит 1 кг 6700 7,8 28,05 0,838 0,650 0,691
Уголь древесный 1 кг 6510 7,5 27,26 0,814 0,632 0,671
Торф (W=40%) 1 кг 2900 3,6 12,10 0,363 0,282 0,299
Торф брикеты (W=15%) 1 кг 4200 4,9 17,58 0,525 0,408 0,433
Торф крошка 1 кг 2590 3,0 10,84 0,324 0,251 0,267
Пеллета древесная 1 кг 4100 4,7 17,17 0,513 0,398 0,423
Пеллета из соломы 1 кг 3465 4,0 14,51 0,433 0,336 0,357
Пеллета из лузги подсолнуха 1 кг 4320 5,0 18,09 0,540 0,419 0,445
Свежесрубленная древесина (W=50…60%) 1 кг 1940 2,2 8,12 0,243 0,188 0,200
Высушенная древесина (W=20%) 1 кг 3400 3,9 14,24 0,425 0,330 0,351
Щепа 1 кг 2610 3,0 10,93 0,326 0,253 0,269
Опилки 1 кг 2000 2,3 8,37 0,250 0,194 0,206
Бумага 1 кг 3970 4,6 16,62 0,496 0,385 0,409
Лузга подсолнуха, сои 1 кг 4060 4,7 17,00 0,508 0,394 0,419
Лузга рисовая 1 кг 3180 3,7 13,31 0,398 0,309 0,328
Костра льняная 1 кг 3805 4,4 15,93 0,477 0,369 0,392
Кукуруза-початок (W>10%) 1 кг 3500 4,0 14,65 0,438 0,340 0,361
Солома 1 кг 3750 4,3 15,70 0,469 0,364 0,387
Хлопчатник-стебли 1 кг 3470 4,0 14,53 0,434 0,337 0,358
Виноградная лоза (W=20%) 1 кг 3345 3,9 14,00 0,418 0,325 0,345
Энергия топлива. Удельная теплота сгорания » ГДЗ (решебник) по физике 7-11 классов

783. Удельная теплота сгорания каменного угля равна 27 МДж/кг. Что это означает?
Это означает, что при полном сгорании каменного угля массой 1 кг выделяется 27 МДж.

784. Сколько тепла при сгорании дают 10 кг древесного угля?

Энергия топлива. Удельная теплота сгоранияЭнергия топлива. Удельная теплота сгорания

785. Сколько выделится тепла при полном сгорании 10 кг сухих березовых дров?

Энергия топлива. Удельная теплота сгоранияЭнергия топлива. Удельная теплота сгорания

786. Сколько тепла дают 20 кг торфа при полном сгорании?

Энергия топлива. Удельная теплота сгоранияЭнергия топлива. Удельная теплота сгорания

787. Какое количество теплоты выделится при сгорании керосина массой 300 г?

Энергия топлива. Удельная теплота сгоранияЭнергия топлива. Удельная теплота сгорания

788. Заряд пороха в патроне пулемета имеет массу 3,2 г. Теплота сгорания пороха 3,8 МДж/кг. Сколько выделяется тепла при каждом выстреле?

Энергия топлива. Удельная теплота сгоранияЭнергия топлива. Удельная теплота сгорания

789. Сколько теплоты выделится при полном сгорании 4 л керосина?

Энергия топлива. Удельная теплота сгоранияЭнергия топлива. Удельная теплота сгорания

790. Сколько теплоты выделится при полном сгорании нефти массой 3,5 т?

Энергия топлива. Удельная теплота сгоранияЭнергия топлива. Удельная теплота сгорания

791. Какую массу угля надо сжечь, чтобы выделилось 40800 кДж тепла?

Энергия топлива. Удельная теплота сгоранияЭнергия топлива. Удельная теплота сгорания

792. При полном сгорании нефти выделилось 132 кДж тепла. Какая масса нефти сгорела?

Энергия топлива. Удельная теплота сгоранияЭнергия топлива. Удельная теплота сгорания

793. Какая масса древесного угля может заменить 60 т нефти?

Энергия топлива. Удельная теплота сгоранияЭнергия топлива. Удельная теплота сгорания

794. Какая масса древесного угля при сгорании дает столько же энергии, сколько выделяется при сгорании четырех литров бензина?

Энергия топлива. Удельная теплота сгоранияЭнергия топлива. Удельная теплота сгорания

795. Во сколько раз меньше тепла дают при полном сгорании сухие березовые дрова, чем бензин такой же массы?

Энергия топлива. Удельная теплота сгоранияЭнергия топлива. Удельная теплота сгорания

796. Начальная температура двух литров воды 20 °С. До какой температуры можно было бы нагреть эту воду при сжигании 10 г спирта? (Считать, что теплота сгорания спирта целиком пошла на нагревание воды.)

Энергия топлива. Удельная теплота сгоранияЭнергия топлива. Удельная теплота сгорания

797. Воду массой 0,3 кг нагрели на спиртовке от 20 °С до 80 °С и сожгли при этом 7 г спирта. Определите КПД спиртовки.

Энергия топлива. Удельная теплота сгоранияЭнергия топлива. Удельная теплота сгорания

 

798. При нагревании 4 л воды на 55 °С в примусе сгорело 50 г керосина. Каков КПД примуса?

Энергия топлива. Удельная теплота сгоранияЭнергия топлива. Удельная теплота сгорания

799. Сталь массой 2 кг нагревается на 1000 °С кузнечным горном. Каков КПД кузнечного горна, если для этого расходуется 0,6 кг кокса?

Энергия топлива. Удельная теплота сгоранияЭнергия топлива. Удельная теплота сгорания

800. Сколько нужно сжечь керосина в керосинке, чтобы довести от 15 °С до кипения 3 кг воды, если КПД керосинки 30%?

Энергия топлива. Удельная теплота сгоранияЭнергия топлива. Удельная теплота сгорания

801. КПД вагранки (шахтной печи) 60%. Сколько надо древесного угля, чтобы нагреть 10000 кг чугуна от 20 °С до 1100 °С?

Энергия топлива. Удельная теплота сгоранияЭнергия топлива. Удельная теплота сгорания

802. Для сгорания в топке одного килограмма древесного угля требуется 30 кг воздуха. Воздух поступает в топку при температуре 20 °С и уходит в дымоход при температуре 400 °С. Какая часть энергии топлива уносится воздухом в трубу? (Теплоемкость воздуха принять равной 1000 Дж/кг • °С при постоянном давлении.)

Энергия топлива. Удельная теплота сгоранияЭнергия топлива. Удельная теплота сгорания

Теплотворная способность топлива в таблицах: дрова, уголь, пеллеты

К веществам органического происхождения относится топливо, которое при горении выделяет определенное количество тепловой энергии. Выработка тепла должна характеризоваться высоким КПД и отсутствием побочных явлений, в частности, веществ, вредных для здоровья человека и окружающей среды.

Если рассматривать топливо с позиции его агрегатного состояния, то структуру вещества по степени горючести можно разделить на две составляющие. К горючей части относятся такие химические элементы, как водород и углерод, представляющие в целом углеводородную смесь, а также сера. В составе негорючей составляющей присутствуют вода, минеральные соли и следующие элементы: кислород, азот и ряд металлов.

Полное сгорание 1 кг топлива, состоящего из вышеуказанных компонентов, способствует выделению различного количества тепловой энергии. Любое вещество оценивается по такому показателю, как теплота сгорания.

Под теплотой сгорания топлива (ТСТ), измеряемой в кДж/кг, подразумевается количество энергии, которое выделяется в результате полного сгорания 1 кг вещества. Этот показатель формируется по двум уровням. Высшая ТСТ образуется за счет процесса конденсации воды, имеющейся в продуктах горения. При определении низшей ТСТ предыдущую ее степень не учитывают.

Так, расчет теплоты в двигателях внутреннего сгорания обычно исходит от значения низшей. Это объясняется довольно просто: в цилиндрах невозможен процесс конденсации жидкости. Для установления ТСТ используется калориметрическая бомба, в которой сжатый кислород насыщен водяным паром. Навеска определенного вида топлива помещается в эту среду, затем анализируются результаты.

Для нефтяных веществ ТСТ высчитывается по следующим формулам:

QВ = 33913ω(С) + 102995 ω(Н) – 10885 ω(O – S),

QН = QВ – 2512 ω(Н2О),

где ω(C, H, O, S) – массовые доли элементов в топливе, %;

ω(Н2О) – количество водяных паров в продуктах сгорания одного кг материала, %.

Для каждого типа вещества, отличающегося химическим составом, характерна своя ТСТ. К самым ходовым разновидностям твердого топлива относят:

  • дрова и уголь;
  • пеллеты и брикеты.

Рассмотрим каждый тип по отдельности.

Дрова

Это пиленные либо колотые куски дерева, которые во время сжигания в печах, котлах и прочих устройствах вырабатывают тепловую энергию.

Для удобства загрузки в топку древесный материал разрезают на отдельные элементы длиной до 30 см. Чтобы повысить эффективность от их использования, дрова должны быть максимально сухими, а процесс горения – относительно медленным. По многим параметрам для отопления помещений подходят дрова из таких лиственных пород, как дуб и береза, лещина и ясень, боярышник. Из-за высокого содержания смолы, повышенной скорости горения и низкой теплотворности хвойные деревья в этом плане значительно уступают.

Следует понимать, что на величину показателя теплотворности влияет плотность древесины.

Дрова (естественная сушка) Теплотворная способность кВт⋅ч/кг Теплотворная способность мега Дж/кг
Грабовые 4,2 15
Буковые 4,2 15
Ясеневые 4,2 15
Дубовые 4,2 15
Березовые 4,2 15
 Из лиственницы 4,3 15,5
Сосновые 4,3 15,5
Еловые 4,3 15,5

Уголь

Это природный материал растительного происхождения, добываемый из осадочной породы.

В таком виде твердого топлива содержатся углерод и прочие химические элементы. Существует деление материала на типы в зависимости от его возраста. Самым молодым считается бурый уголь, за ним идет каменный, а старше всех остальных типов – антрацит. Возрастом горючего вещества определяется и его влажность, которая в большей степени присутствует в молодом материале.

В процессе горения угля происходит загрязнение окружающей среды, а на колосниках котла образуется шлак, создающий в определенной мере препятствие для нормального горения. Наличие серы в материале также является неблагоприятным для атмосферы фактором, поскольку в воздушном пространстве этот элемент преобразуется в серную кислоту.

Однако потребители не должны опасаться за свое здоровье. Производители этого материала, заботясь о частных клиентах, стремятся уменьшить содержание в нем серы. Теплота сгорания угля может отличаться даже в пределах одного типа. Разница зависит от характеристик подвида и содержания в нем минеральных веществ, а также географии добычи. В качестве твердого топлива встречается не только чистый уголь, но и низкообогащенный угольный шлак, прессованный в брикеты.

Вид угля Удельная теплота сгорания материала
кДж/кг ккал/кг
Бурый 14 700 3 500
Каменный 29 300 7 000
Антрацит 31 000 7 400

Пеллеты

Пеллетами (топливными гранулами) называется твердое топливо, созданное промышленным путем из древесных и растительных отходов: стружки, коры, картона, соломы.

Измельченное до состояния трухи сырье высушивается и засыпается в гранулятор, откуда уже выходит в виде гранул определенной формы. Для добавления массе вязкости применяют растительный полимер – лигнин. Сложность производственного процесса и высокий спрос формируют стоимость пеллетов. Материал используется в специально обустроенных котлах.

Разновидности топлива определяются в зависимости от того, из какого материала они переработаны:

  • кругляка деревьев любых пород;
  • соломы;
  • торфа;
  • подсолнечной шелухи.

Среди преимуществ, которыми обладают топливные гранулы, стоит отметить следующие качества:

  • экологичность;
  • неспособность к деформации и устойчивость к грибку;
  • удобство хранения даже под открытым небом;
  • равномерность и длительность горения;
  • относительно невысокая стоимость;
  • возможность использования для различных отопительных устройств;
  • подходящий размер гранул для автоматической загрузки в специально обустроенный котел.
Вид топлива Тепловая способность, ккал/кг
Пеллеты 4500
Дрова 2500
Уголь древесный 7500
Каменный уголь 7400
Мазут 9800
ДТ 10200
Природный газ 8300

Брикеты

Брикетами называется твердое топливо, во многом сходное с пеллетами. Для их изготовления используются идентичные материалы: щепа, стружка, торф, шелуха и солома. Во время производственного процесса сырье измельчается и за счет сжатия формируется в брикеты. Этот материал также относится к экологически чистому топливу. Его удобно хранить даже на открытом воздухе. Плавное, равномерное и медленное горение этого топлива можно наблюдать как в каминах и печах, так и в отопительных котлах.

Рассмотренные выше разновидности экологичного твердого топлива являются хорошей альтернативой получения тепла. В сравнении с ископаемыми источниками тепловой энергии, неблаготворно воздействующими при горении на окружающую среду и являющимися, кроме того, не возобновляемыми, альтернативное топливо имеет явные преимущества и относительно невысокую стоимость, что немаловажно для потребителей некоторых категорий.

В то же время пожароопасность таких видов топлива значительно выше. Поэтому требуется предпринять некоторые меры безопасности относительно их хранения и использования огнестойких материалов для стен.

Жидкое и газообразное топливо

Что касается жидких и газообразных горючих веществ, то ситуация здесь следующая:

Топливо q
МДж/кг ккал/кг
Жидкое
Бензин 44-47 10500-11200
Дизельное автотракторное 42,7 10 200
Керосин 44-46 10 500-11 000
Нефть 43,5-46 10 400-11000
Спирт 27,0 6450
Топливо для РЖД (керосин+жидкий кислород) 9,2 2200
Топливо для реактивных двигателей самолетов (ТС-1) 42,9 10 250
Газообразное
Ацетилен 48,1 11 500
Водород 120 28 600
Газ природный 41-49 9800-11700
Метан 50,0 11950
Окись углерода (II) 10,1 2420

Похожие статьи:

Удельная теплоемкость некоторых распространенных веществ

Удельная теплоемкость некоторых распространенных продуктов приведена в таблице ниже.

См. Также табличные значения для газов, продуктов питания и пищевых продуктов, металлов и полуметаллов, обычных жидкостей и жидкостей и обычных твердых веществ, а также значения молярной удельной теплоемкости для обычных органических веществ и неорганических веществ.

Бериллий

900 31 Пробка

272

272

272

272

272

900 12

Жидкость

Полиэтилен

Pyroceram

90 027

Вещество Удельная теплоемкость
с р
(Дж / кг о)

Ацетали 1460
Воздух сухой (морской) уровень) 1005
Агат 800
Спирт этиловый 2440
Спирт метиловый) 2530
Алюминий 897
Алюминий бронза 436
Глинозем, AL 2 O 3 718
Аммиак жидкий 4700
Аммиак, газ 2060
Сурьма 209
Аргон 520
Мышьяк 348 900 32
Искусственная шерсть 1357
Асбест 816
Асфальт 920
Барий 290
Бариты 460
Бериллиум
Висмут 130
Вес котла 800
Кость 440
Бор 960
Нитрид бора 720
Латунь 375 Латунь 375
Кирпич 840
Бронза 370
Коричневая железная руда 670
Кадмий 234
Кальций 532
C силикат алюминия, CaSiO 3 710
Целлюлоза, хлопок, древесная масса и регенерированный 1300 — 1500
Ацетат целлюлозы, литой 1260 — 1800
Ацетат целлюлозы, лист 1260 — 2100
Нитрат целлюлозы, целлулоид 1300 — 1700
Мел 750
Древесный уголь 840
Хром 452
Оксид хрома
Глина песчаная 1381
Кобальт 435
Кокс 840
Бетон 880
Константан 410
Медь
2000
Алмаз (углерод) 516
Дуралий 920
Эмери 960
Эпоксидные литые смолы 1000
Огнеупорный кирпич 880
Fluorspar CaF 2 830
Дихлордифторметан R12, жидкость 871
Дихлордифторметан R12, пары 595
Ice (0 9036) 9031 9093 9093 9093 9093 9093 9093 9093 9093 9093 9093
Индия резина 1250
Стекло, корона 670
Стекло, pyrex 753
Стекловата 840
Золото 129
гранит 790 90 032
Графит (углерод) 717
Гипс 1090
Гелий 5193
Водород 14304
Лед, снег (-5 o C) 2090
Слиток железа 490
Йод 218
Иридий 134
Железо 449
Свинец 129
Кожа 1500
Известняк 909
Литий 3582
Люцит 1460
Магний (оксид марганца), MgO 874
Магний 1050 Магний

Магний а Lloy 1010
Марганец 460
Мрамор 880
Меркурий 140
Слюда 880
Молибден 272 1030
никель 461
азот 1040
нейлон-6 1600
нейлон-66 1700
оливковое масло 1790
Осмий 130
Кислород 918
Палладий 240
Бумага 1336
Парафин 3260
Торф 1900
Перлит 387
Фенольные литые смолы 1250 — 1670
Фенолформальдегидные формовочные смеси 2500 — 6000
Фосфорбонза 360
Фосфор 80032 80032

Пинчбек 380
Угольный карьер 1020
Платинум 133
Плутоний 140
Поликарбонаты 1170 — 1250
Полиэтилен полиэтилен
Полиимидная ароматика 1120
Полиизопреновый натуральный каучук 1880
Полиизопреновый твердый каучук 1380
Полиметилметакрилат 1500

Полипропилен

1920
Полистирол 1300 — 1500
Политетрафторэтиленовая формовочная масса 1000
Политетрафторэтилен (ПТФЭ) 1172
1800
Полиуретановый эластомер 1800
Поливинилхлорид ПВХ 840 — 1170
Фарфор 1085
Калий 1000
710
Кварц, SiO 2 730
Кварцевое стекло 700
Красный металл 381
Рений 140
Родий 240
Розин 1300
Рубидий 330
Соль, NaCl 880
Песок, кварц 830
Песчаник 710
Скандий 568
Селен 330
Кремний 705
Карбид кремния 670
Серебро 235 Серебро 2331 235

Шифер 760
Натрий 1260
Почва сухая 800
Почва влажная 1480
Сажа 840
Снег 20 90
Стеатит 830
Сталь 490
Сера, кристалл 700
Тантал 138
Теллур 201
Тор 140
Пиломатериалы из ольхи 1400
Пиломатериалы из ясеня 1600
Пиломатериалы из березы 1900
Пиломатериалы из лиственницы 1400
Пиломатериалы из клена 1600
Пиломатериалы дуб 2400
Пиломатериалы 1300
Пиломатериалы 2500
Пиломатериалы красного бука 1300
Пиломатериалы красные сосны 1500
Пиломатериалы из белой сосны 1500
Пиломатериалы из грецкого ореха 1400
Олово 228
Титан 523
Вольфрам 132
Вольфрамовый каркас 171
Уран 116
Ванадий 500
Вода, чистая жидкость (20 o C) 4182
Вода, пар (27 o C ) 1864
Влажная грязь 2512
Древесина 1300 — 2400
Цинк 388
  • 1 калория = 4.186 Дж = 0,001 БТЕ / фунт м o F
  • 1 кал / грамм C o = 4186 Дж / кг o C
  • 1 Дж / кг C o = 10 -3 кДж / кг K = 10 -3 Дж / г C o = 10 -6 кДж / г C o = 2,389×10 -4 БТЕ / (фунт м o F)

Для преобразования единиц измерения используйте онлайн-конвертер удельной теплоемкости.

См. Также табличные значения для газов, продуктов питания и пищевых продуктов, металлов и полуметаллов, обычных жидкостей и жидкостей и обычных твердых веществ, а также значения молярной удельной теплоты для обычных органических веществ и неорганических веществ.

Твердые вещества — Удельная теплоемкость

Ресурсы, инструменты и основная информация для проектирования и проектирования технических приложений!

Полный список некоторых распространенных твердых веществ, таких как кирпич, цемент, стекло и многие другие — и их удельная теплоемкость — единицы измерения и единицы СИ

В приведенной ниже таблице можно найти удельную теплоемкость некоторых распространенных твердых веществ:

Асбест

0,13

Бура

9 017 9009 910 10 91917 0,89

9039 900 900 900 9 903 000 0,895 Бетонный камень

902 5 031 9009

9265 камень

904

9005 0,75

0,75

0,75

0,75 900 10

0,75 900 10

0,75

9,35

905 9995 0,35

905 991 5 000 9 900 5 900 10 9005

9064

9007 900 1 000 9510 9007 9007 0,700

9007 900 1 070

9007 9,07

9007 900 1 0 9 900 5 900 7 19 900

9 9005 0,175

Продукт Удельная теплоемкость — с р
(БТЕ / фунт. o F) (кДж / кг.К)
Сурьма 0,05 0,21
Апатит 0,2 0,84
0,2 0,84
пепла 0,2 0,84
Асфальт 0.19 0,8
Август 0,19 0,8
бакелит. древесный наполнитель 0,33 1,38
бакелит. Асбестовый наполнитель 0,38 Барит 0,11 0,46
Барий 0.07 0,29
Базальтовая порода 0,2 0,84
Берилл 0,2 0,84
Висмут 0,03 0,13
0,24 1
Бор 0.31 1,3
Кирпич 0,22 0,92
кадмий 0,06 0,25
кальцит 32 — 100F 0,89 0,89 0,8

Кальцит 32 — 212F 0,2 0,84
Кальций 0.15 0,63
углерода 0,17 0,71
Карборундовая 0,16 0,67
Касситерит 0,09 0,38
Цемент сухой 0,37 1,55
Цементный порошок 0.2 0,84
Уголь 0,24 1
Халькопирит 0,13 0,54
Хром 0,12 0,5
Клей 0,22 0,92
Мин. Уголь 0.26 1,09
Уголь макс. 0,37 1,55
Кобальт 0,11 0,46
Кокс 0,19 0,8
Бетонная глина 0.18 0,75
пробка 0,49 2,03
корунд 0,1 0,42
алмаз 0,15 0,22 0,92
Флюорит 0.22 0,92
плавиковый шпат 0,21 0,88
Galena 0,05 0,21
гранат
0,2 0,84
Хрусталь 0.12 0,5
Стеклянная пластина 0,12 0,5
Стекловата 0,16 0,67
Гранит 9009 9105

0,19
Графит 0,17 0,71
Герматит 0.16 0,67
Hornblende 0,2 0,84
Гиперстен 0,19 0,8
Лед –112F Ice -40F 0,43 1,8
Ice -4F 0.47 1,97
Ice 32F 0,49 2,05
резина Индии мин 0,27 1,13
резина Индии макс 0,98
Иридий 0,03 0,13
Лабрадорит 0.19 0,8
Лава 0,2 0,84
Известняк 0,2 0,84
Свинец 0,03 0,13
9003 9003 9003 9003 9003 9000 99 9003 9000 9 900 9 9 0 9 900 5 9 919 19 0 900 900 900 9 9005 0,16 0,67
Малахит 0.18 0,75
Марганец 0,11 0,46
мрамор 0,21 0,88
Слюда 0,21 0,88
Oliglocose 0,21 0,88
Orthoclose 0.19 0,8
Торф 0,45 1,88
Гипс 0,2 0,84
Фарфор 0,26 0,13 0,54
Pyrex glass 0.2 0,84
Пиролузит 0,16 0,67
Пироксилиновые пластики 0,36 1,51
Кварты 55 — 212F 0319 10 10 9 9 9 7 13 9 9 900 10 9 0 919 0 0 8 900 10 9 900 5

кварт 32F 0,17 0,71
Каменная соль 0.22 0,92
Резина 0,48 2,01
Песок 0,19 0,8
Песчаник 0,22 0,92
Серпантин 0,26 1,09
Шелк 0.33 1,38
Натрий 0,3 1,26
Камень 0,2 0,84
Керамика 0,19 0,853 9009

0,17 0,71
Смола 0.35 1,47
Теллур 0,05 0,21
Плитка пустотелая 0,15 0,63
Топаз 900,29 0,899 0,800 900 900 909 9001 9001 Вольфрам 0,04 0,17
Ванадий 0.12 0,5
Вулканит 0,33 1,38
Древесина мин. 0,32 1,34
Древесина макс.

Шерсть

0,33

1,38

Ссылка на эту страницу — скопировать ссылку: Твердые вещества — Удельная теплоемкость —
Полный список некоторых распространенных твердых веществ, таких как кирпич, цемент, стекло и многие другие, а также их удельная теплоемкость, в единицах имперского и СИ

Рекламные ссылки

& скопировать Инженерный ящик с инструментами

Содержимое в Engineering ToolBox защищено авторским правом
но может использоваться без ГАРАНТИИ или ОТВЕТСТВЕННОСТИ.
Важную информацию всегда следует перепроверять с альтернативными источниками.

Все применимые национальные и местные нормы и правила, касающиеся этих аспектов, должны строго соблюдаться и соблюдаться.
Мы ценим любые комментарии и советы о том, как сделать The Engineering ToolBox
лучший источник информации.
Пожалуйста, свяжитесь с нами по электронной почте, если Вы обнаружите какие-либо ошибки, неточную или иным образом неприемлемую информацию.

Свойства материалаSolids — Удельная теплоемкость на немецком языке
Свойства материалаSolids — Удельная теплоемкость на французском языке
Свойства материалаSolids — Удельная теплоемкость на голландском языке
Свойства материалаSolids — Удельная теплоемкость в норвежском

4
10
1

Удельная теплоемкость твердых частиц

Удельная теплоемкость некоторых обычно используемых твердых частиц приведена в таблице ниже.

Для преобразования единиц измерения используйте онлайн-конвертер удельной теплоемкости.

См. Также табличные значения удельной теплоемкости газов, продуктов питания и пищевых продуктов, металлов и полуметаллов, обычных жидкостей и жидкостей и других распространенных веществ, а также значения молярной теплоемкости распространенных органических веществ и неорганических веществ.

0,949 0 900 50 900 900 900 0,8

0,35

0,950

0,949 Алюминий кремнезема

Танталиум

0,47 9001

3,450

Продукт Удельная теплоемкость
c p
(Btu / (фунт м o F))
(ккал / (кг o C) ))
(кДж / (кг К))
Агат 0,19 0,80
Алюминиевая бронза 0,10 0,44
Алюминий, 0 o С 0.21 0,87
Сурьма 0,05 0,21
Апатит 0,2 0,84
Мышьяк 0,083 0,35
Искусственная вата 0,325050

1. Искусственная вата
Асбестоцементная плита 0,2 0,84
Асбестовая плита 0,2 0.84
Пепел 0,2 0,84
Асфальт 0,22 0,92
Август 0,19 0,80
Бакелит. древесный наполнитель 0,33 1,38
бакелит. Асбестовый наполнитель 0,38 1,59
Барит 0,11 0,46
Барий 0.07 0.29
Базальтовая порода 0.2 0.84
Воск пчелиный 0.82 3.40
Берил 0.2 0.84
Бериллий 0.24 1.049
Висмут 0,03 0,13
Шкала кипения 0,19 0,80
Кость 0.11 0,44
Бура 0,24 1,0
Бор 0,31 1,3
Латунь 0,09 0,38
Кирпич обыкновенный 0,22 0,9
Кирпич твердый 0,24 1
Бронза, фосфор 0,09 0,38
Кадмий 0.06 0,25
Кальцит 32 — 100F 0,19 0,80050
Кальцит 32 — 212F 0,2 0,84
Кальций 0,15 0,63
Карбонат кальция 0,18 0,76
Сульфат кальция 0,27 1,1
Углерод, алмаз 0,12 0.52
Углерод, графит 0,17 0,71
Карборунд 0,16 0,67
Касситерит 0,09 0,38
Цемент сухой 0,37 1.55

Цементный порошок 0,2 0,84
Целлюлоза 0,37 1,6
Целлулоид 0.36 1,5
Древесный уголь 0,24 1
Мел 0,22 0,9
Халькопирит 0,13 0,54
Древесный уголь, древесина 0,24
Хром 0,12 0,5
Глина 0,22 0,92
Уголь антрацит 0.3 1,26
Уголь битумный 0,33 1,38
Кобальт 0,11 0,46
Кокс 0,2 0,85
Бетон, камень 0,18

0,75
Бетон легкий 0,23 0,96
Констант 0,098 0,41
Медь 0.09 0,39
Пробка, пробковая доска 0,45 1,9
Корунд 0,1 0,42
Хлопок 0,32 1,34
Алмаз 0,15 0,63
Доломитовая скала 0,22 0,92
Дюраль 0,22 0,92
Земля сухая 0.3 1.26
Электрон 0.24 1.00
Эмери 0.23 0.96
Жиры 0.46 1.93
ДВП, свет 0.650
Древесноволокнистая плита 0,5 2,1
Огнеупорный кирпич 0,25 1,05
Флюорит 0.22 0,92
Fluorspar 0,21 0,88
Galena 0,05 0,21
Гранат 0,18 0,75
0,950
Стекло, хрусталь 0,12 0,5
Стекло, пластина 0,12 0,5
Стекло, Pyrex 0.18 0,75
Стекло оконное 0,2 0,84
Стекловата 0,16 0,6
Золото 0,03 0,13
Гранит 0,19 0,79
Графит 0,17 0,71
Гипс 0,26 1,09
Войлок 0.5 2,1
Герматит 0,16 0,67
Hornblende 0,2 0,84
Гиперстен 0,19 0,8
Лед -112 o F 1,47
Ice -40 o F 0,43 1,8
Ice -4 o F 0.47 1,97
Лед 32 o F (0 o C) 0,49 2,09
Резина Индии мин. 0,27 1,13
Резина Индии макс 0,98 4.1
Слиток чугуна 0,12 0,49
Йод 0,052 0,218
Иридий 0.03 0,13
Железо, 20 o C 0,11 0,46
Лабрадорит 0,19 0,8
Лава 0,2 0,84
Известняк
Известняк 0,217 0,91
глет 0,21 0,88
свинец 0,03 0,13
Кожа сухая 0.36 1,5
Литий 0,86 3,58
Магнетит 0,16 0,67
Малахит 0,18 0,75
Марганец 0.11 0,46

Магнезия (85%) 0,2 0,84
Магний 1,05 1,05
Мрамор, слюда 0.21 0,88
Меркурий 0,03 0,14
Слюда 0,12 0,5
Одеяло из минеральной ваты 0,2 0,84
Молибден 0,065 9007
Никель 0,011 0,46
Олиглюкоза 0,21 0,88
Ортокслоза 0.19 0,8
Осмий 0,03 0,13
Оксид хрома 0,18 0,79
Бумага 0,33 1,34
Парафиновый воск 0,7 2,9
Торф 0,45 1,88
Фосфорбронза 0,086 0,36
Фосфор 0.19 0,80
Чугун, белый 0,13 0,54
Pinchbeck 0,09 0,38
Угольный карьер 0,24 1,02
Гипс, легкий 0,24 1
Гипс, песок 0,22 0,9
Пластмасса, пена 0,3 1.3
Пластмассы твердые 0,4 1,67
Платина, 0 o C 0,032 0,13
Фарфор 0,26 1,07
Калий 0,13 0,54
Пирекс стекло 0,2 0,84
Пиролузит 0,16 0,6
Пироксилиновые пластики 0.36 1,51
Кварцевый минерал 55 — 212 o F 0,19 0,8
Кварцевый минерал 32 o F (0 o C) 0,17 0,71
Красный свинец 0,022 0,09
Красный металл 0,09 0,38
Рений 0,033 0,14
Род 0.057 0,24
каменная соль 0,22 0,92
канифоль 0,31 1,30
резина 0,48 2,01
рубидий 0,079 0,33
Соль 0,21 0,88
Песок сухой 0,19 0,80
Песчаник 0.22 0,92
Опилки 0,21 0,9
Селен 0,078 0,33
Серпантин 0,26 1,09
Кремний 0,18 0,75
Кремний карбид 0,16 0,6
Шелк 0.33 1,38
Серебро, 20 o C 0,056 0,23
Шифер 0,18 0,76
Натрий 0,3 1,26
Почва сухая 0,19 0,80
Почва влажная 0,35 1,48
Стеатит 0,2 0,83
Сталь 0.12 0,49
Камень 0,2 0,84
Керамогранит 0,19 0,8
Сера, сера 0,17 0,71
Танталиум 0,033
Смола 0,35 1,47
Теллур 0,05 0,21
Торий 0.033 0,14
Плитка пустотелая 0,15 0,63
Пиломатериалы, см. Дерево
Олово 0,057 0,24
Титан 0,11
0,47 9001

Топаз 0,21 0,88
Вольфрам 0,03 0,134
Уран 0.028 0,12
Ванадий 0,12 0,5
Вермикулит 0,2 0,84
Вулканит 0,33 1,38
Воск 0,82
Сварочный чугун 0,12 0,52
Белый металл 0,035 0,15
Дерево, бальза 0.7 2.9
Дерево, дуб 0.48 2
Дерево, белая сосна 0.6 2.5
Шерсть сыпучая 0.3 1.26
Шерсть, войлок 0,33 1,38
цинк 0,09 0,38
  • 1 БТЕ / фунт м o F = 4.187 кДж / кг K = 1 ккал / кг o C
  • T ( o C) = 5/9 [T ( o F) — 32]
  • T ( o F ) = [T ( o C)] (9/5) + 32

Для преобразования единиц измерения используйте онлайн-конвертер удельной теплоемкости.

См. Также табличные значения удельной теплоемкости газов, продуктов питания и пищевых продуктов, металлов и полуметаллов, обычных жидкостей и жидкостей и других распространенных веществ, а также значения молярной теплоемкости распространенных органических веществ и неорганических веществ.

Энергия нагрева

Энергия, необходимая для нагрева продукта, может быть рассчитана как

q = c p m dt (1)

, где

q = необходимое тепло (кДж)

c p = удельная теплоемкость (кДж / кг K, кДж / кг o C)

dt = разность температур (K, o C)

Пример — Требуется нагрев для повышения температуры в Часть дуба

Если 10 кг дуба нагревают с 20 o C до 50 o C — разница температур 30 o C (K), необходимого тепла может рассчитывается как

q = (2 кДж / кг К) ( 10 кг ) (30 o C)

= 600 кДж

Если один час (3600 с) используется для обогревать дуб — энергопотребление Ired можно рассчитать по уравнению

P = q / t (2)

, где

P = мощность (кДж / с, кВт)

t = время (с)

Со значениями:

P = (600 кДж) / (3600 с)

= 0.17 кВт

.

Измерение жары: ручной тест | Древесный уголь

Как жарко?

Гриль с нужным уровнем (или уровнем) нагрева так же важен, как и способ расстановки углей. Приготовление на гриле на угле не требует ничего, кроме точности выпечки или приготовления конфет, но, опять же, попытка приготовить на гриле все на том же уровне тепла упрощает приготовление на гриле и упускает большие возможности для превосходного вкуса и текстуры.

Есть два способа узнать, насколько горячим является угольный огонь.Одним из них является использование термометра в крышке вашего гриля, то есть, если он есть у вашего гриля. Если вы часто жарите на гриле с непрямой жарой (курица, приготовленная на гриле, свиные ребрышки, простое ребро), ищите гриль с этой функцией. В противном случае у вас будет соблазн поднимать крышку слишком часто, просто чтобы посмотреть, как идут дела с углями, и это вызывает неприятные пики и спады при температуре приготовления.

Ручной тест

Другой способ узнать температуру — это протянуть ладонь над углем на безопасном расстоянии.Представьте, что на решетке, прямо над углями, стоит банка с газировкой. Если бы ваша ладонь лежала на верхней части банки, она была бы в 5 дюймах от решетки. Вот где вы должны измерить тепло угля. Всегда убирайте руку от тепла, прежде чем оно причинит боль, и убедитесь, что ничто легковоспламеняющееся, например, рукав, не свисает с вашей руки. Если вам нужно вытащить руку через 2–4 секунды, значит, высокая температура. Если вам нужно вырвать руку через 5–7 секунд, нагрев будет средним.Если вам нужно вытащить руку через 8-10 секунд, значит, температура низкая.

Высокая (от 450 ° до 550 ° F): от 2 до 4 секунд

Средняя (от 350 до 450 ° F): от 5 до 7 секунд

Низкая (от 250 до 350 ° F): От 8 до 10 секунд

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *