Теплота сгорания бензина аи 95: Бензин — Госстандарт

Содержание

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.

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.

Теплоты сгорания топлива: удельная, единицы и расчет

Всякое топливо, сгорая, выделяет теплоту (энергию), оцениваемую количественно в джоулях или в калориях (4,3Дж = 1кал). На практике для измерения количества теплоты, которое выделится при сгорании топлива, пользуются калориметрами — сложными устройствами лабораторного применения. Теплоту сгорания называют также теплотворной способностью.

Количество теплоты, получаемой от сжигания топлива, зависит не только от его теплотворной способности, но и от массы.

Для сравнения веществ по объёму энергии, выделяемой при сгорании, более удобна величина удельной теплоты сгорания. Она показывает количество теплоты, образуемой при сгорании одного килограмма (массовая удельная теплота сгорания) или одного литра, метра кубического (объёмная удельная теплота сгорания) топлива.

Принятыми в системе СИ единицами удельной теплоты сгорания топлива считаются ккал/кг, МДж/кг, ккал/м³, Мдж/м³, а также их производные.

Энергетическая ценность топлива определяется именно величиной его удельной теплоты сгорания. Связь между количеством теплоты, образуемой при сгорании топлива, его массой и удельной теплотой сгорания выражается простой формулой:

Q = q · m, где Q — количество теплоты в Дж, q — удельная теплота сгорания в Дж/кг, m — масса вещества в кг.

Для всех видов топлива и большинства горючих веществ величины удельной теплоты сгорания давно определены и сведены в таблицы, которыми пользуются специалисты при проведении расчётов теплоты, выделяемой при сгорании топлива или иных материалов. В разных таблицах возможны небольшие разночтения, объясняемые, очевидно, несколько отличающимися методиками измерений или различной теплотворной способностью однотипных горючих материалов, добываемых из разных месторождений.

Удельная теплота сгорания некоторых видов топлива

Наибольшей энергоёмкостью из твёрдых видов топлива обладает каменный уголь — 27 МДж/кг (антрацит — 28 МДж/кг). Подобные показатели имеет древесный уголь (27 МДж/кг). Намного менее теплотворен бурый уголь — 13 Мдж/кг. Он к тому же содержит обычно много влаги (до 60 %), которая, испаряясь, снижает величину общей теплоты сгорания.

Торф сгорает с теплотой 14-17 Мдж/кг (зависит от его состояния — крошка, прессованый, брикет). Дрова, подсушенные до 20 % влажности, выделяют от 8 до 15 Мдж/кг. При этом количество энергии, получаемой от осины и от берёзы, может разниться практически вдвое. Примерно такие же показатели дают пеллеты из разных материалов — от 14 до 18 Мдж/кг.

Намного меньше, чем твёрдые, различаются величинами удельной теплоты сгорания жидкие виды топлива. Так, удельная теплота сгорания дизельного топлива — 43 МДж/л, бензина — 44 МДж/л, керосина — 43,5 МДж/л, мазута — 40,6 МДж/л.

Удельная теплота сгорания природного газа составляет 33,5 МДж/м³, пропана — 45 МДж/м³. Наиболее энергоёмким топливом из газообразных является газ водород (120 Мдж/м³). Он весьма перспективен для использования в качестве топлива, но на сегодняшний день пока не найдены оптимальные варианты его хранения и транспортировки.

Сравнение энергоемкости различных видов топлива

При сравнении энергетической ценности основных видов твёрдого, жидкого и газообразного топлива можно установить, что одному литру бензина или дизтоплива соответствует 1,3 м³ природного газа, одному килограмму каменного угля — 0,8 м³ газа, одному кг дров — 0,4 м³ газа.

Теплота сгорания топлива — это важнейший показатель эффективности, однако широта распространения его в сферах человеческой деятельности зависит от технических возможностей и экономических показателей использования.

Звоните по номеру +7 (812) 426-10-10. С нами удобно, доставка 24/7

Чем отличается АИ-92 от АИ-95, и лучше ли заливать АИ-98

Если маркировка бензина на заправке не говорит вам ничего, кроме его «номера», или если вы считаете, что «чем больше цифра, тем лучше бензин», пришла пора избавиться от этих заблуждений. Сегодня мы выясним, что означает число в маркировке бензина, разберемся с его качеством, а также узнаем, лучше ли станет машине, если вы будете заливать более дорогое топливо.

Что означают числа 92, 95 и 98?

Перед тем как перейти к «номерам» марок бензина, в двух словах разберемся с тем, зачем вообще существуют разные его сорта, и определим пару ключевых понятий.

Базовый принцип работы мотора прост: в цилиндр подается бензин и воздух, поршень движется вверх, примерно в момент его достижения верхней точки свеча зажигания поджигает топливную смесь, и сгорающее топливо толкает поршень вниз. В этом процессе важно, чтобы топливо начинало гореть вовремя – тогда, когда его поджигает свеча зажигания. Если же топливо вспыхивает самопроизвольно раньше времени, когда поршень еще идет вверх, это вредит мотору, разрушая его. Поэтому одна из характеристик любого бензина – это детонационная стойкость, то есть его свойство противостоять самопроизвольному воспламенению. И эта детонационная стойкость зависит от октанового числа бензина, которое указано в его маркировке: например, АИ-95 имеет октановое число 95.

Чем больше число – тем лучше бензин?

Нет, разное октановое число не значит, что 95 бензин лучше 92: они просто разные и созданы для разных моторов. Одни имеют более низкую степень сжатия, и риск возникновения детонации в них ниже. Поэтому для них подходит более низкооктановый сорт – АИ-92. В других моторах степень сжатия выше, или топливная смесь может быть больше обогащена кислородом благодаря турбине, которая попутно повышает итоговую компрессию в цилиндре, и в результате риск возникновения детонации тоже растет, поэтому таким двигателям требуется более высокооктановое топливо, чтобы ее избежать.

Так что думать, что «95 бензин лучше 92» так же логично, как считать, что «абсент лучше водки, потому что в нем 70 градусов против 40». Качество бензина его октановым числом не определяется: содержание серы, марганца, смол и других примесей устанавливается не маркой бензина, а техническим регламентом. Так что не стоит полагать, что «95 бензин чище и качественнее 92»: качество обоих соответствует современным требованиям к топливу и соответствует актуальным нормам Евро.

Более высокооктановый бензин полезнее для машины

Еще одно заблуждение, связанное с бензином – мнение о том, что чем выше октановое число, тем полезнее бензин для машины. В нем есть толика правды, но в целом привычка некоторых владельцев старых машин «побаловать их после зарплаты», залив АИ-98, лишена смысла.

Конечно на деле процессы, происходящие в двигателе, сложнее, чем просто «топливо впрыскивается, сгорает и выбрасывается», но если не углубляться в нюансы, можно выделить ключевой факт: в условиях обедненной смеси высокооктановый бензин горит несколько дольше, догорает позже заданного момента и тем самым вызывает повышение температуры в цилиндре и перегрев прилегающих деталей – в частности, клапанов. Проще говоря, если вы заливаете в машину с простеньким атмосферным мотором с низкой степенью сжатия 98 бензин и ездите в спокойном ритме, вы делаете мотору только хуже – его применение оправдано исключительно при желании «погонять», когда на высоких оборотах топливовоздушная смесь имеет оптимальный состав, и высокооктановый бензин действительно приносит пользу, выделяя больше энергии при сгорании.

А вот для моторов с высокой степенью сжатия или оснащенных турбиной логика «чем выше октановое число – тем лучше» вполне оправдана: и степень сжатия, и количество подаваемого в цилиндры воздуха в них достаточны для оптимального сгорания высокооктанового бензина, и повышение детонационной стойкости идет только на пользу. При этом понижение октанового числа наоборот, негативно отражается на работе мотора и его ресурсе: повышается вероятность детонации, которая постепенно разрушает двигатель.

Кратко выводы можно сформулировать так: машин с атмосферными моторами с низкой степенью сжатия применение 98 бензина оправдано только при очень активной езде, а в остальных случаях может даже навредить, а двигателям с высокой степенью сжатия или турбиной вреден бензин с октановым числом ниже того, что рекомендовано производителем. То есть к примеру, вазовской «семерке», чей мотор имеет степень сжатия 8,5, высокооктановый бензин особой пользы не принесет, а вот лить в 1,2 TSI с турбиной и степенью сжатия 10,5 простецкий АИ-92 точно не стоит, в то время как АИ-98 ему вовсе не повредит.

На крышке бензобака написано AKI 91, поэтому я лью АИ-92

Еще одна сложность для неопытных автовладельцев – разные методики определения октанового числа и, соответственно, различающиеся обозначения подходящего для автомобиля бензина. Проблема здесь, как правило, сводится к различию между европейской и американской системами.

Если говорить кратко, то системы маркировки топлива по октановому числу различаются: в Европе оно маркируется по исследовательскому методу, а в США, Канаде, Бразилии и некоторых других странах – по «антидетонационному индексу». Собственно, наша аббревиатура АИ как раз обозначает «автомобильный» бензин по «исследовательскому» методу. А вот AKI означает «anti-knock index», то есть тот самый «антидетонационный индекс», который является средним арифметическим между двумя результатами разных методов определения октанового числа (исследовательского и моторного), и его значение получается ниже, чем у чистого исследовательского метода. То есть, AKI 91 – это вовсе не то же самое, что АИ-92.

Примерное соответствие нашего АИ и зарубежного AKI такое: AKI 87 – это АИ-92, AKI 91 – это АИ-95, а AKI 93 – это уже АИ-98. Так что, покупая подержанную машину, обратите внимание на то, что написано на крышке бензобака и в инструкции по эксплуатации, чтобы не ошибиться в выборе топлива.

«Фирменное» топливо лучше «обычного»?

Ну и, пожалуй, последний вопрос связан с тем, стоит ли переплачивать за «фирменный» бензин на крупных заправках. Здесь стоит понимать, чем обусловлено повышение цены: это тоже не абстрактное «повышение качества», а прежде всего добавление моющих присадок. Присадки эти влияют не на качество работы бензина в двигателе, а на его условную «чистоту для мотора», предотвращая образование отложений в топливной системе. Но учитывая, что бензин и сам по себе довольно чист и является отличным растворителем, эти условные отложения не забьют топливную систему за месяц или год. Так что использование фирменных бензинов с моющими присадками имеет смысл, но совершенно не обязательно и не дает сиюминутного эффекта, обладая профилактическим действием.

сравнение топлива по теплоте сгорания + таблица теплотворности. Удельная теплота сгорания топлива и горючих материалов

Что такое удельная теплота сгорания?

Удельная теплота сгорания q — это физическая величина равная количеству тепла, выделяющегося при полном сгорания 1 кг топлива.

Формула удельной теплоты сгорания выглядит так:

$$q={Q over m}$$

где:

Q — количество тепла, выделившееся в процессе горения топлива, Дж;

m — масса топлива, кг.

Единицей измерения q в интернациональной системе единиц СИ является Дж/кг.

$$[q]={Дж over кг}$$

Для обозначения больших величин q часто используются внесистемные единицы энергии: килоджоули (кДж), мегаджоули (МДж) и гигаджоули (ГДж).

Значения q для разных веществ определяют экспериментально.

Зная q, можно вычислить количество тепла Q, которое получится в результате сжигания топлива массой m:

$$Q={q * m}$$

Как измеряют удельную теплоту сгорания

Для измерения q используют приборы, которые называются калориметрами (calor – тепло, metreo – измеряю).

Контейнер с порцией топлива сжигается внутри прибора. Контейнер помещен в воду с известной массой. В результате горения выделившееся тепло нагревает воду. Величина массы воды и изменение ее температуры позволяют вычислить теплоту сгорания. Далее q определяется по вышеприведенной формуле.

Где можно найти значения q

Информацию о величинах удельной теплоты сгорания для конкретных видов топлива можно найти в технических справочниках или в их электронных версиях на интернет-ресурсах. Обычно они приводятся в виде такой таблицы:

Удельная теплота сгорания, q

Вещество МДж/кг Вещество МДж/кг
Торф 8,1 Дизельное топливо 42,7
Дрова 10,2 Керосин 44,0
Уголь бурый 15,0 Бензин 48,0
Уголь каменный 29,3 Пропан 47,5
Нефть 41,3 Метан 50,11

Ресурсы разведанных, современных видов топлива ограничены. Поэтому в будущем на смену им придут другие источники энергии:

  • атомные, использующие энергию ядерных реакций;
  • солнечные, преобразовывающие энергию солнечных лучей в тепло и электричество;
  • ветряные;
  • геотермальные, использующие тепло природных горячих источников.

Удельная теплота сгорания некоторых видов топлива

Наибольшей энергоёмкостью из твёрдых видов топлива обладает каменный уголь — 27 МДж/кг (антрацит — 28 МДж/кг). Подобные показатели имеет древесный уголь (27 МДж/кг). Намного менее теплотворен бурый уголь — 13 Мдж/кг. Он к тому же содержит обычно много влаги (до 60 %), которая, испаряясь, снижает величину общей теплоты сгорания.

Торф сгорает с теплотой 14-17 Мдж/кг (зависит от его состояния — крошка, прессованый, брикет). Дрова, подсушенные до 20 % влажности, выделяют от 8 до 15 Мдж/кг. При этом количество энергии, получаемой от осины и от берёзы, может разниться практически вдвое. Примерно такие же показатели дают пеллеты из разных материалов — от 14 до 18 Мдж/кг.

Намного меньше, чем твёрдые, различаются величинами удельной теплоты сгорания жидкие виды топлива. Так, удельная теплота сгорания дизельного топлива — 43 МДж/л, бензина — 44 МДж/л, керосина — 43,5 МДж/л, мазута — 40,6 МДж/л.

Удельная теплота сгорания природного газа составляет 33,5 МДж/м³, пропана — 45 МДж/м³. Наиболее энергоёмким топливом из газообразных является газ водород (120 Мдж/м³). Он весьма перспективен для использования в качестве топлива, но на сегодняшний день пока не найдены оптимальные варианты его хранения и транспортировки.

Сравнение энергоемкости различных видов топлива

При сравнении энергетической ценности основных видов твёрдого, жидкого и газообразного топлива можно установить, что одному литру бензина или дизтоплива соответствует 1,3 м³ природного газа, одному килограмму каменного угля — 0,8 м³ газа, одному кг дров — 0,4 м³ газа.

Теплота сгорания топлива — это важнейший показатель эффективности, однако широта распространения его в сферах человеческой деятельности зависит от технических возможностей и экономических показателей использования.

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)ТопливоУдельная 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)ТопливоУдельная 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)ТопливоУдельная теплота сгорания, МДж/кг

1-Бутен 45,3
Аммиак 18,6
Ацетилен 48,3
Водород 119,83
Водород, смесь с метаном (50% h3 и 50% Ch5 по массе) 85
Водород, смесь с метаном и оксидом углерода (33-33-33% по массе) 60
Водород, смесь с оксидом углерода (50% h3 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 материаловТопливоУдельная 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

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 25-30 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 200 литрам жидкого топлива и 200 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.

Выводы и полезное видео по теме

О теплотворности разных пород дерева. Сравнение показателей в расчете на м3 и кг.

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.

Источники

  • https://obrazovaka.ru/fizika/udelnaya-teplota-sgoraniya-formula.html
  • https://dostavka-toplivo-spb.ru/poleznye-stati/207-teplota-sgoraniya-topliva
  • http://thermalinfo.ru/eto-interesno/udelnaya-teplota-sgoraniya-topliva-i-goryuchih-materialov
  • https://sovet-ingenera.com/otoplenie/o-drugoe/teplotvornost-razlichnyx-vidov-topliva.html

Состав и характеристики топлив | Блог об энергетике

Топливом может быть названо любое вещество, способное при горении (окислении) выделять значительное количество теплоты. По определению, данному Д. И. Менделеевым, «топливом называется горючее вещество, умышленно сжигаемое для получения тепла».

В таблицах ниже представлены основные характеристики различных видов топлив: состав, низшая теплота сгорания, зольность, влажность и т. д.

Примерный состав и теплотехнические характеристики горючей массы твердого топлива

Топливо Состав горючей массы, % Выход
летучих
веществ,
VГ, %
Низшая
теплота
сгорания,
МДж/кг
Жаро-
производи-
тельность,
tmax, °С
RO2 max*
продуктов
сгорания, %
CГ SГ HГ OГ NГ
Дрова 51 6,1 42,2 0,6 85 19 1980 20,5
Торф 58 0,3 6 33,6 2,5 70 8,12 2050 19,5
Горючий сланец 60—75 4—13 7—10 12—17 0,3—1,2 80—90 7,66 2120 16,7
Бурый уголь 64—78 0,3—6 3,8—6,3 15,26 0,6—1,6 40—60 27 19,5
Каменный уголь 75—90 0,5—6 4—6 2—13 1-2,7 9—50 33 2130 18,72
Полуантрацит 90—94 0,5—3 3—4 2—5 1 6—9 34 2130 19,32
Антрацит 93—94 2—3 2 1—2 1 3—4 33 2130 20,2

* — RO2 = CO2 + SO2

Характеристики жидких топлив, получаемых из нефти

Топливо Состав горючей массы, % Зольность
сухого
топлива,
AС, %
Влага
рабочего
топлива,
WР, %
Низшая
теплота
сгорания
рабочего
топлива,
МДж/кг
Углерод CГ Водород HГ Сера SГ Кислород
и азот
OГ + NГ
Бензин 85 14,9 0,05 0,05 0 0 43,8
Керосин 86 13,7 0,2 0,1 0 0 43,0
Дизельное 86,3 13,3 0,3 0,1 Следы Следы 42,4
Солярное 86,5 12,8 0,3 0,4 0,02 Следы 42,0
Моторное 86,5 12,6 0,4 0,5 0,05 1,5 41,5
Мазут малосернистый 86,5 12,5 0,5 0,5 0,1 1,0 41,3
Мазут сернистый 85 11,8 2,5 0,7 0,15 1,0 40,2
Мазут многосернистый 84 11,5 3,5 0,5 0,1 1,0 40,0

Топливо в том виде, в каком оно поступает для сжигания в топки или в двигатели внутреннего сгорания, называется рабочим.

Название «горючей массы» носит условный характер, т. к. действительно горючими ее элементами являются только углерод, водород и сера. Горючую массу можно характеризовать как топливо, не содержащее золы и в абсолютно сухом состоянии.

Зольность топлива. Золой называют твердый негорючий остаток, остающийся после сжигания топлива в атмосфере воздуха. Зола может быть в виде сыпучей масы с плотностью в среднем 600 кг/м3 и в виде сплавленный пластин и кусков, называемых шлаками, с плотностью до 800 кг/м3.

Влажность топлива определяется по ГОСТ 11014-2001 высушиванием навески при 105 — 110 °С. Максимальная влажность достигает 50% и более и определяет экономическую целесообразность использования данного топлива. Влага снижает температуру в топке и увеличивает обхем дымовых газов.

Для превращения 1 кг воды в пар комнатной температуры нужно затратить 2,5 МДж теплоты.

Состав и теплота сгорания горючих газов

Наименование газа Состав сухого газа, % по объему Низшая
теплота
сгорания
сухого газа
Qнс, МДж/м3
CH4 H2 CO CnHm O2 CO2 H2C N2
Природный 94,9 3,8 0,4 0,9 36,7
Коксовый (очищенный) 22,5 57,5 6,8 1,9 0,8 2,3 0,4 7,8 16,6
Доменный 0,3 2,7 28 10,2 0,3 58,5 4,0
Сжиженный (ориентировочно) 4 Пропан 79, этан 6, изобутан 11 88,5

 

Низшей теплотой сгорания рабочего топлива называют теплоту, выделяемую при полном сгорании 1 кг топлива, за вычетом теплоты, затраченной на испарение как влаги, содержащейся в топливе, так и влаги, образующейся от сгорания водорода.

Высшей теплотой сгорания рабочего топлива называю теплоту, выделяемую при полном сгорании 1 кг топлива, считая, что образующиеся при сгорании водяные пары конденсируются.

 

Источник: Основы энергетики : учебник /  Г. Ф. Быстрицкий. — 2-е изд., испр. и доп. — М. :КНОРУС, 2011. — 352 с.

Поделись с друзьями

Похожее

9 мифов про 95-й бензин — разоблачаем и подтверждаем — журнал За рулем

Этого бензина не было даже в советских ГОСТах! Его бодяжат сильнее, чем 92-й! АИ-95 вызывает детонацию! Эксперт «За рулем» кое-какие мифы разрушает, а кое-какие — подтверждает.

Миф 1. 95-й может вызывать детонацию

Нефтяные компании призывают автовладельцев не заправляться 95-м бензином и переходить на улучшенный 98-й! Мол, 95-й вызывает детонацию. Это правда. Лично присутствовал на презентациях двух крупнейших нефтяных корпораций (Шелл и Роснефть), где собравшимся демонстрировали убитые поршни моторов как результат детонации. На вопросы, с какой стати нормальный 95-й бензин может вызвать детонацию, прямых ответов не последовало: дескать, ездить на 98-х надежнее.

Миф 2. Октановое число говорит о качестве бензина. Поэтому 95-й бензин по определению лучше 92-го

Это неверно. Любой мотор изначально проектируется под бензин с определенной антидетонационной стойкостью, а вовсе не по принципу «Чем больше, тем лучше». И величина октанового числа бензина никак не связана с его качеством. Просто разные бензины рассчитаны на разные моторы. 80-й бензин может быть отменного качества, но для моторов с высоким давлением в конце такта сжатия он просто не подходит — точно так же 100-й бензин не подходит для древней Волги.

Миф 3. У 95-х бензинов измерения октанового числа моторными и исследовательским способами дают бОльшую разницу, чем у низкооктановых

Материалы по теме

Это правда. Чем выше октановое число бензина, тем больше разница между его ОЧИ и ОЧМ. К примеру, для 80-х бензинов исследовательский метод дает, само собой, 80, а моторный — 76. Разница — 4 единицы. А вот для 95-х разница составляет уже 10 единиц: ОЧИ — 95, ОЧМ — 85. Такая же разница в 10 единиц и у 98-х бензинов.

Напомним, что октановые числа ОЧИ и ОЧМ (исследовательское и моторное) определяются на одной и той же универсальной установке в лабораторных условиях. Разница заключается только в режимах работы установки УИТ. Для определения ОЧИ обороты коленчатого вала — 600 об/мин, для ОЧМ — 900 об/мин. Кроме того, при определении ОЧМ используют подогрев смеси перед двигателем. Принято считать, что ОЧИ характеризует свойства топлива при городском цикле эксплуатации автомобиля, а ОЧМ — при шоссейном цикле

Миф 4. 95-й бодяжат сильнее, чем 92-й

Это неверно. Точнее говоря, этот миф не имеет отношения к производству: при желании можно испортить любое топливо. На самом деле, все топлива, производимые на территории РФ, должны соответствовать классу 5 — это высший на сегодня класс качества.

Миф 5. 95-го не было в советских ГОСТах

Частично правда. Если взять ГОСТ 2084–67, то можно заметить пять видов бензинов: А-66, А-72, А-76, АИ-93, АИ-98. Впрочем, согласно ОСТ 38-01-9-71, в стране производился автомобильный бензин «Экстра» с октановым числом по исследовательскому методу не менее 95! Позднее вместо него незаметно и появился АИ-95. И даже в более свежем стандарте, ГОСТ 2084–77, 95-го не было. Зато в ОСТ 38019–75 все-таки появился АИ-95!

Миф 6. 95-й был самым дорогим бензином в СССР

Это неправда. В жигулевские времена его стоимость была той же, что и у АИ-93 — 10 копеек за литр. При этом его продавали только по талонам, да и то далеко не везде.

Миф 7. 95-й — единственный бензин, на который стандарт не устанавливал требований по цвету

Это верно. Причина, скорее всего, заключалась как раз в том, что 95-е бензины поначалу существовали как бы вне общесоюзных стандартов.

Миф 8. 95-й использовался только для машин топ-уровня — ЗИЛ, Чайка и т.п.

Правда. Впрочем, подобная информация преподносилась каким-то запутанным образом. К примеру, справочник НИИАТ, выпущенный в 1983 году, указывал, что такие бензины предназначены для автомобилей с двигателями, имеющими высокую степень сжатия. Марка машин при этом не уточнялась. Читателю надлежало самостоятельно открыть страницу с описанием, скажем, ЗИЛ-117 и убедиться, что для него нужен как раз АИ-95.

Миф 9. Производители закладывают требования ездить на 95-м, а не на 92-м, поскольку работают в союзе с нефтяниками, которым выгоден 95-й.

Материалы по теме

Это неправда. Но дело даже не в том, какой бензин для нефтяников выгоднее и кто с кем «договорился». Сегодня 92-е бензины в Европе, к примеру, уже не продают. В этом плане Россия является исключением. Но, поскольку 92-й у нас считается «народным», ряд автопроизводителей идет на определенные уступки, указывая в инструкциях допустимость использования не только основного 95-го бензина, но и 92-го как резервного. Моторы при этом никто не переделывает: несколько перестраивается лишь программа управления. Изначальная настройка мотора идет под определенное октановое число: все остальное — в пределах небольшого технологического запаса. Этот запас рассчитан, в том числе, и на возможные отклонения в качестве бензина. Если на АЗС вам вместо 95-го плеснут, к примеру, 92-й, то мотор его спокойно проглотит. Но если целенаправленно заливать именно 92-й, то можно нарваться на более низкое октановое число, а вот это уже чревато серьезными неприятностями.

Счастливого пути на хорошем бензине!

  • Стоит ли переходить на 92-й? Об этом читайте тут.
  • Победить ржавчину поможет Цинкор авто.

Высшая и более низкая теплотворная способность

Энергетическая ценность или теплотворная способность такие же, как теплота сгорания , и могут быть рассчитаны по термодинамическим значениям или измерены в подходящем устройстве:

Известное количество топлива сгорает при при постоянном давлении и при стандартных условиях (0 ° C и 1 бар) выделяемое тепло улавливается известной массой воды в калориметре. Если начальная и конечная температуры воды измеряются, выделяемая энергия может быть рассчитана с использованием уравнения

H = ΔT mC p

где H = поглощенная тепловая энергия (в Дж), ΔT = изменение температуры (в ° C), m = масса воды (в г), а C p = удельная теплоемкость (4.18 Дж / г ° C для воды). Полученная величина энергии, разделенная на граммы сожженного топлива, дает содержание энергии (в Дж / г).

В процессе сгорания образуется водяной пар, и могут использоваться определенные методы для рекуперации количества тепла, содержащегося в этом водяном паре, путем его конденсации.

  • Высшая теплотворная способность (= Высшая теплотворная способность — GCV = Высшая теплотворная способность — HHV) — вода сгорания полностью конденсируется, а тепло, содержащееся в водяном паре, рекуперируется. Теплотворная способность — NCV = Нижняя теплотворная способность — LHV) — продукты сгорания содержат водяной пар, а тепло водяного пара не восстанавливается

В таблице ниже приведены валовая и чистая теплотворная способность ископаемого топлива, а также некоторых альтернативные виды биотоплива.

См. Также Теплота сгорания, ископаемые и альтернативные виды топлива — Энергосодержание и сжигание топлива — Выбросы двуокиси углерода

Для получения полной таблицы с более низкой теплотой сгорания LHV — поверните экран!

[кг / галлон] [кВтч / кг] 51,9 900 3,180 23,0 38,0 4
Топливо Плотность Высокая теплотворная способность (HHV)
(Высшая теплотворная способность — GCV)
Низкая теплотворная способность (LHV)
Теплотворная способность — NCV)
при 0 ° C / 32 ° F, 1 бар
Газообразное топливо [кг / м 3 ] [г / футов 3 ] [кВтч / кг] [МДж / кг] [БТЕ / фунт] [МДж / м 3 ] [БТЕ / фут 3 ] [кВтч / кг] [МДж / кг] [БТЕ / фунт] [МДж / м 3 ] [ БТЕ / фут 3 ]
Ацетилен 1.097 31,1 13,9 49,9 21453 54,7 1468
Аммиак 22,5 22,5 9690
Водород 0,090 2,55 39,4 141,7 60920 12.7 341 33,3 120,0 51591 10,8 290
Метан 0,716 20,3 15,4 55,5 23874 39,8 1069 50,0 21496 35,8 964
Природный газ (рынок США) * 0,777 22,0 14,5 52.2 22446 40,6 1090 13,1 47,1 20262 36,6 983
Городской газ 18,0 483 8 8 900 при 15 ° C / 60 ° F
Жидкое топливо [кг / л] [МДж / кг] [БТЕ / фунт] [МДж / л] [БТЕ / галлон] [кВтч / кг ] [МДж / кг] [БТЕ / фунт] [МДж / л] [БТЕ / галлон]
Ацетон 0.787 2,979 8,83 31,8 13671 25,0 89792 8,22 29,6 12726 23,3 83580
Бутан 3,0 49,1 21109 29,5 105875 12,58 45,3 19475 27,2 97681
Бутанол 0.810 10,36 37,3 16036 30,2 108359 9,56 34,4 14789 27,9 99934
Дизельное топливо * 12,62 3.202 45,6 19604 38,6 138412 11,83 42,6 18315 36,0 129306
Диметиловый эфир (DME) 0.665 2,518 8,81 31,7 13629 21,1 75655 8,03 28,9 12425 19,2 68973
Этан 14652 14652 22313 29,7 106513 13,28 47,8 20550 27,3 98098
Этанол (100%) 0.789 2,987 8,25 29,7 12769 23,4 84076 7,42 26,7 11479 21,1 75583
Диэтиловый эфир 0,716 0,716 11,94 43,0 18487 30,8 110464
Бензин (бензин) * 0.737 2,790 12,89 46,4 19948 34,2 122694 12,06 43,4 18659 32,0 114761
Газойль (топочный мазут) * 0,84 11,95 43,0 18495 36,1 129654 11,89 42,8 18401 36,0 128991
Глицерин 1.263 4,781 5,28 19,0 8169 24,0 86098
Мазут * 0,98 3,710 11,61 41,81 146974 10,83 39,0 16767 38,2 137129
Керосин * 0,821 3.108 12,83 46,2 19862 37,9 126663 11,94 43,0 18487 35,3 126663
Легкое дизельное топливо * 0,96 3,634 12 44,0 18917 42,2 151552 11,28 40,6 17455 39,0 139841
СПГ * 0.428 1,621 15,33 55,2 23732 23,6 84810 13,50 48,6 20894 20,8 74670
СНГ * 2,0 49,3 21195 26,5 94986 12,64 45,5 19561 24,4 87664
Судовой газойль * 0.855 3,237 12,75 45,9 19733 39,2 140804 11,89 42,8 18401 36,6 131295
Метанол 2,994 6,394 6,394 9888 18,2 65274 5,54 19,9 8568 15,8 56562
Метиловый эфир (биодизель) 0.888 3,361 11,17 40,2 17283 35,7 128062 10,42 37,5 16122 33,3 119460
MTBE 0,743 10116 2,8116 16337 28,2 101244 9,75 35,1 15090 26,1
Масла растительные (биодизельное) * 0.92 3,483 11,25 40,5 17412 37,3 133684 10,50 37,8 16251 34,8 124772
Парафин (воск) * 0,907 12,78 46,0 19776 41,4 148538 11,53 41,5 17842 37,4 134007
Пентан 0.63 2,385 13,50 48,6 20894 30,6 109854 12,60 45,4 19497 28,6 102507
Бензин нефтяной * 0,76 0,76 48,1 20679 34,9 125145 12,47 44,9 19303 32,6 116819
Пропан 0.498 1,885 13,99 50,4 21647 25,1 89963 12,88 46,4 19927 23,1 82816
0,99752 900 41,8 150072 10,97 39,5 16982 39,2 140470
Смола * 10.00 36,0 15477
Скипидар 0,865 3,274 12,22 44,0 18917 136555 Твердое топливо * [кВтч / кг] [МДж / кг] [БТЕ / фунт] [кВтч / кг] [МДж / кг] [БТЕ / фунт]
Антрацитовый уголь 9.06 32,6 14015
Битуминозный уголь 8,39 30,2 12984 8,06 8,06 9,11 32,8 14101
Древесный уголь 8.22 29,6 12726 7,89 28,4 12210
Кокс 7,22 26,0 11178 уголь) 3,89 14,0 6019
Торф 4.72 17,0 7309
Нефтяной кокс 8,69 31,3 13457 8,19 29,53 8,19 29,5 12683
Полубитуминозный уголь 6.78 24,4 10490
Сера (ы) 2,56 9,2 3955 2,58 9,2 2,55 9,2 Древесина (сухая) 0,701 4,50 16,2 6965 4,28 15,4 6621

* Топливо, состоящее из смеси нескольких различных соединений, может различаться по качеству между сезонами и рынками.Приведены значения для топлива с заданной плотностью. Разница в качестве может давать значения нагрева в диапазоне от 5 до 10% выше или ниже заданного значения. Кроме того, твердые виды топлива будут иметь одинаковые вариации качества для разных классов топлива.

  • 1 БТЕ (IT) / фунт = 2,3278 МДж / т = 2327,8 Дж / кг = 0,55598 ккал / кг = 0,000646 кВтч / кг
  • 1 ккал / кг = 1 кал / г = 4,1868 МДж / т = 4186,8 Дж / кг = 1,8 БТЕ (IT) / фунт = 0,001162 кВтч / кг
  • 1 МДж / кг = 1000 Дж / г = 1 ГДж / т = 238.85 ккал / кг = 429,9 британских тепловых единиц (ИТ) / фунт = 0,2778 кВт · ч / кг
  • 1 кВт · час / кг = 1547,7 британских тепловых единиц (ИТ) / фунт = 3,597 ГДж / т = 3597,1 кДж / кг = 860,421 ккал / кг
  • 1 британская тепловая единица (ИТ) / фут 3 = 0,1337 британских тепловых единиц (ИТ) / галлон (жидкий куб. Единиц США) = 0,03531 британских тепловых единиц (ИТ) / л = 8,89915 ккал / м 3 = 3,7259×10 4 Дж / м 3
  • 1 британская тепловая единица (IT) / галлон (жидк. США) = 0,2642 британских тепловых единиц (ИТ) / л = 7,4805 британских тепловых единиц (ИТ) / фут 3 = 66,6148 ккал / м 3 = 2,7872×10 5 Дж / м 3
  • 1 МДж / м 3 = 26.839 британских тепловых единиц / фут 3 = 3,5879 британских тепловых единиц на галлон (жидкие тепловые единицы США) = 0,94782 британских тепловых единиц (ИТ) / л = 239,01 ккал / м 3
  • 1 ккал / м2 3 = 0,11237 британских тепловых единиц (IT) / фут 3 = 0,01501 БТЕ (IT) / галлон (жидкий куб. США) = 0,003966 БТЕ (IT) / л = 4186,8 Дж / м 3

Удельная теплоемкость и индивидуальные газовые константы газов

удельная теплоемкость (= удельная теплоемкость) при постоянном давлении и постоянном объеме процессов, а также отношение удельной теплоемкости и индивидуальных газовых постоянных — R — для некоторых обычно используемых «идеальных газов» , приведены в таблице ниже (приблизительные значения по номерам 68 o F ( 20 o C ) и 14.7 фунтов на квадратный дюйм ( 1 атм )).

Для преобразования единиц используйте онлайн-конвертер единиц удельной теплоемкости.

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

Для полного стола — повернуть экран!

900 1,304 Четырехокись азота 48,24
Газ или пар Формула Удельная теплоемкость Удельная теплоемкость Индивидуальная газовая постоянная
— R —
c p
(кДж кг К))
c v
(кДж / (кг K))
c p
( м / фунт o F))
c v
(BTU / (фунт м o F))
κ = c p / c v c p — c v
(кДж / (кг · K))
c p — c v 9145 6 (фут-фунт f / (фунт м o R))
Ацетон (CH 3 ) 2 CO 1.47 1,32 0,35 0,32 1,11 0,15
Ацетилен C 2 H 2 1,69 1,37 0,35 0,27 1,232 59,34
Воздух 1,01 0,718 0,24 0,17 1,40 0,287 53,34
Спирт (этанол) C 2 H 5 OH 1.88 1,67 0,45 0,4 ​​ 1,13 0,22
Спирт (метанол) CH 3 OH 1,93 1,53 0,46 0,37 1,26 0,39
Аммиак NH 3 2,19 1,66 0,52 0,4 ​​ 1,31 0,53 96.5
Аргон Ar 0,520 0,312 0,12 0,07 1,667 0,208
Бензол C 6 H 6 1,09 0,99 0,26 0,24 1,12 0,1
Доменный газ 1,03 0,73 0,25 0.17 1,41 0,3 55,05
Бром Br 2 0,25 0,2 0,06 0,05 1,28 0,05
Бутан C 4 H 10 1,67 1,53 0,395 0,356 1,094 0,143 26,5
Двуокись углерода CO 2 0.844 0,655 0,21 0,16 1,289 0,189 38,86
Окись углерода CO 1,02 0,72 0,24 0,17 1,40 0,297
Дисульфид углерода CS 2 0,67 0,55 0,16 0,13 1,21 0.12
Хлор Cl 2 0,48 0,36 0,12 0,09 1,34 0,12
Хлороформ CHCl 0,63 0,15 0,13 1,15 0,08
Угольный газ 2,14 1,59
Продукты сгорания 1 0.24
Этан C 2 H 6 1,75 1,48 0,39 0,32 1,187 0,276 51,5
Эфир (диэтиловый эфир) (C 2 H 5 ) 2 O 2,01 1,95 0,48 0,47 1,03 0,06
Этилен C 2 H 4 1.53 1,23 0,4 ​​ 0,33 1,240 0,296 55,08
Хлордифторметан, R-22 CHClF 2 1,18
Гелий He 5,19 3,12 1,25 0,75 1,667 2,08 386.3
Гексан C 6 H 14 1,06
Соляная кислота 0,795 0,567
Водород H 2 14,32 10,16 3,42 2,43 1,405 4.12 765,9
Хлористый водород HCl 0,8 0,57 0,191 0,135 1,41 0,23 42,4
Сероводород H 2 9077 0,243 0,187 1,32 45,2
Гидроксил OH 1,76 1,27 1.384 0,489
Криптон Kr 0,25 0,151
Метан CH 4 2,22 1,70 0,4 ​​0,59 0,518 96,4
Метилхлорид CH 3 Cl 0,240 0.200 1,20 30,6
Природный газ 2,34 1,85 0,56 0,44 1,27 0,5 79,1
Neon Ne 1,03 Ne 1,03 1,667 0,412
Оксид азота NO 0,995 0.718 0,23 0,17 1,386 0,277
Азот N 2 1,04 0,743 0,25 0,18 1,400 0,297 54,99
N 2 O 4 4,69 4,6 1,12 1,1 1,02 0,09
Закись азота N 2 O 0.88 0,69 0,21 0,17 1,27 0,18 35,1
Кислород O 2 0,919 0,659 0,22 0,16 1,395 0,260
Пентан C 5 H 12 1.07
Пропан C 3 H 8 1.67 1,48 0,39 0,34 1,13 0,189 35,0
Пропен (пропилен) C 3 H 6 1,5 1,31 0,36 0,31 1,15 0,18 36,8
Водяной пар
Пар 1 фунт / кв. 120-600 o F
H 2 O 1,93 1,46 0.46 0,35 1,32 0,462
Пар 14,7 фунта / кв. 220-600 o F H 2 O 1,97 1,5 0,47 0,36 1,31 0,46
Пар 150 psia. 360-600 o F H 2 O 2,26 1,76 0,54 0,42 1,28 0.5
Диоксид серы (диоксид серы) SO 2 0,64 0,51 0,15 0,12 1,29 0,13 24,1 Ксенон Xe 0,097

Для преобразования единиц используйте онлайн-конвертер единиц удельной теплоемкости.

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

Можно ли заливать 92 бензин вместо 95? Как октановое число бензина влияет на работу двигателя внутреннего сгорания?

Традиционно автовладельцы спорят между собой об объеме, можно ли заправить 92 бензин вместо 95. Несмотря на то, что в инструкции к каждой машине указывается допустимая марка топлива, которое следует использовать вместе с двигателем автомобиля. машина, эти обсуждения никогда не прекращаются. Попробуем разобраться, в чем разница между этими видами топлива и можно ли заменить одно другое.

Характеристики бензина

Самым важным параметром используемого в России топлива является октановое число. Цифры 92, 95, 98 обозначают этот параметр. Октановое число определяет сопротивление детонационного топлива сжатию (самовозгорание и взрыв). Чем выше октановое число, тем выше порог детонации бензина. Это означает, что двигатели, предназначенные для работы с бензином AI 95, будут изнашиваться быстрее, если они будут систематически заливать бензин в AI 92.Причиной быстрого износа будет явление детонации, которое происходит слишком часто.

Октановое число является важной характеристикой для потребителя. Однако свойства бензина не исчерпываются. Также существует технология получения бензина при переработке нефти. Бензин, который получают при прямой переработке нефти, имеет октановое число 60. Кроме того, для повышения октанового числа используются различные методы. Чаще всего используется каталитический крекинг (гидрокрекинг), который позволяет довести значение октанового числа до 85.А после этого добавляют различные добавки на основе спиртов и простых эфиров, благодаря которым можно еще больше поднять октановое число. Ранее для этого использовались соединения свинца, железа и марганца, но из-за вредного воздействия на воздух такие добавки были запрещены.

Обратите внимание, что при добавлении спиртов и эфиров в состав бензина его свойства изменяются, в результате чего топливо становится летучим, поэтому оно не предназначено для длительного хранения и обязательно должно быть свежим.К сожалению, найти действительно хороший бензин, отвечающий требованиям европейских стандартов, практически невозможно. А надпись «ЕВРО-5» на заправках — это просто реклама.

Можно ли заливать 92 бензин вместо 95?

А теперь вернемся к основному вопросу. Сразу учтите, что точно определить, какая марка бензина лучше — 92 или 95, невозможно. Учитывая высокое качество обоих видов топлива для конкретной машины, хорош будет тот бензин, на который настроен его двигатель.

Например, если залить в бак топливо с октановым числом ниже рекомендуемого, то в камере сгорания смесь воспламенится раньше необходимого времени. То есть бензин будет гореть даже при закрытии впускных клапанов, а не после. Это означает, что часть энергии, полученной от взрыва топливовоздушной смеси, будет потрачена впустую, поэтому также процесс детонации добавит проблем: двигатель будет работать хаотично, детали трения будут изнашиваться быстрее, стенки цилиндров сформирует депозит.Отсюда вывод, что бензин АИ 92 не надо заливать в автомобиль, двигатель которого рассчитан на 95-й бензин.

Обратная ситуация

Разобрались, можно ли заливать 92 бензин вместо 95, а как быть с обратной ситуацией? Среди водителей бытует заблуждение, что 95-й бензин позволит работать эффективнее двигателю, который рассчитан на работу с 92-м бензином. Но на самом деле обратная ситуация также вредна для двигателя, так как воспламенение смеси будет задерживаться, а это может вызвать такие же негативные последствия.

Отметим, что современные автомобили достаточно умны и имеют систему автоматической регулировки параметров двигателя под измененное октановое число топлива. Правда, изменение возможно в небольшом диапазоне. «Мозги» автомобильной трассы:

  1. Детонация.
  2. Обороты двигателя.
  3. Состав топливовоздушной смеси.
  4. Момент воспламенения смеси.

При необходимости работу двигателя откорректирует электронный блок управления. Но стоит отметить, что работа этого агрегата ограничена, и если разница в октановых числах большая, это не поможет.

Практически все современные автомобили можно заливать бензином марок 92 или 95, так как разница в октановых числах не превышает 3%. Однако систематически это делать ни в коем случае нельзя. Бывают ситуации, когда у водителя пустой бак, а на заправке ему не хватает топлива. В этом случае допускается заливка небольшого количества неподходящего бензина.

Советы экспертов

Большинство специалистов сходятся во мнении, что заливать 92-й 95-й бензин и наоборот. Дело в том, что более высокая мощность в моторах достигается за счет увеличения компрессии.Следовательно, требования к антидетонационным свойствам бензина повышаются. А если степень сжатия в камерах сгорания больше 10,5, то следует использовать только 95-й бензин.

В случае, если степень сжатия меньше 10,5, двигатель настроен на работу с топливом с октановым числом 92. И результат использования марки бензина

Исследование скорости пламени и детонационного сгорания бензина, Этанол и водный этанол (10% воды) при различных соотношениях воздух / топливо с впрыском топлива в порт (Технический документ 2018-01-0655)

Это содержимое не включено в вашу подписку SAE MOBILUS, или вы не авторизованы.

Этот контент содержит загружаемые наборы данных

Возможность аннотации

Язык: английский

Содержание

  • 2 Экспериментальная часть и методология

Цитата

Бурешаид, К., Фэн Д., Вафамер Х. и Чжао Х. «Исследование скорости пламени и детонационного горения бензина, этанола и водного этанола (10% воды) при различных соотношениях воздух / топливо с впрыском топлива через порт», Технический документ SAE 2018-01-0655, 2018, https://doi.org/10.4271/2018-01-0655.

Наборы данных — подтверждающие документы

Название Описание Скачать
[Безымянный набор данных 1]
[Безымянный набор данных 2]
[Безымянный набор данных 3]

Также в

Список литературы

  1. Хейвуд Дж. Б., Веллинг ОЗ.Тенденции изменения тактико-технических характеристик современных автомобильных комплектующих и дизельных двигателей. SAE Int. J. Двигатели 2 (1): 1650-1662, 2009, DOI: 10.4271 / 2009-01-1892.
  2. Ву, X., Даниэль, Р., Тиан, Г., Сюй, Х. и др., «Двойной впрыск: гибкая двухтопливная концепция для двигателей с искровым зажиганием, работающих на различных смесях бензина и биотоплива». Энергия 88 (7): 2305-2314, 2011.
  3. Этанольная промышленность США: следующая точка перелома.BCurtis Energies and Resource Group, обзор 2007 года; 2008 г.
  4. Голдемберг, Дж., «Проблема биотоплива», Energy Environ Sci 1: 523-525, 2008.
  5. ДИРЕКТИВА 2009/28 / EC. ДИРЕКТИВА 2009/28 / EC Официальный журнал Европейского Союза. 2009 г.
  6. Ван, К. и Тиан, З., «Биотопливо и последствия для политики в Китае», Asian-Pacific Econ Lit 25 (1): 161-168, 2011.
  7. Эль-Фаруг, МО, Ян, Ф., Луо, М., и Фифи Турксон, Р., «Продукты сгорания, характеристики и выбросы в двигателе с искровым зажиганием от водного этанола и его смесей с бензином», Энергия 9 (12): 984 , 2016.
  8. Рахман, К.М., Кавахара, Н., Цубои, К., и Томита, Э., «Характеристики горения влажного этанола, воспламененного с помощью сфокусированного ND с модулируемой добротностью: наносекундный лазер Yag», Fuel 165: 331-340, 2016.
  9. Ланзанова, Т.Д.М., Нора, М.Д., и Чжао, Х., «Анализ характеристик и экономический анализ двигателя с искровым зажиганием с прямым впрыском, работающего на влажном этаноле», Applied Energy 169: 230-239, 2016.
  10. Мартинес-Фриас, Дж., Асевес, С.М., и Флауэрс, Д.Л., «Повышение энергоэффективности жизненного цикла этанола путем прямого использования влажного этанола в двигателях HCCI», J. Energy Resour.Technol. 129: 332-337, 2007.
  11. Шифтер, И., Диас, Л., Гомес, Дж., И Гонсалес, У., «Определение характеристик горения в одноцилиндровом двигателе со средним содержанием гидратированного топлива на основе этанола и бензина», Топливо 103: 292-298, 2013.
  12. Венугопал, Т., Шарма, А., Сатапати, С., Рамеш, А., и Гаджендра Бабу, М., «Экспериментальное исследование водно-этанольной бензиновой смеси (E10) в четырехтактном двигателе искрового зажигания с впрыском топлива. ”Int.J. Energy Res. 37: 638-644, 2013.
  13. deMelo, T.C.C .; Machado, G.B .; Belchior, C.R .; Colaço, M.J .; Barros, J.E .; deOliveira, E.J .; де Оливейра, Д. Смеси водного этанола и бензина — исследования горения и выбросов на двигателе с гибким топливом. Топливо2012,97, 796-804
  14. Дж. Х. Мак, С. М. Асевес и Р. В. Диббл, «Демонстрация прямого использования влажного этанола в двигателе с воспламенением от сжатия с однородным зарядом (HCCI)», Energy, vol.34, нет. 6, pp. 782-787, июнь 2009 г.
  15. Аджабофу, А. и Алейферис, П., «Определение характеристик развития пламени при использовании водного и безводного этанолового топлива в двигателе с искровым зажиганием с системами прямого впрыска и портового впрыска», Технический документ SAE 2014-01-2623, 2014 г., DOI: 10.4271 / 2014-01-2623.
  16. Галлони, Э., Фонтана, Дж., И Пальмаччо, Р., «Эффекты рециркуляции выхлопных газов в уменьшенном бензиновом двигателе», Appl Energy 105: 99-107, 2013.
  17. Штейн, Р. и др., «Влияние теплоты испарения, химического октана и чувствительности на предел детонации для смесей этанол-бензин», SAE Int. J. Fuels Lubr 5 (2): 823-843, 2012, DOI: 10.4271 / 2012-01-1277.
  18. Мокси, Б.Г., Кэрнс, А., Чжао, Х., «Исследование развития турбулентного пламени при использовании этанолового топлива в двигателе с оптическим искровым зажиганием», Технический документ SAE 2014-01-2622, 2014 г., DOI: 10.4271 / 2014-01-2622.
  19. Коста, Р. и Содре, Дж. Р., «Водный этанол против. Смесь бензин-этанол: характеристики двигателя и выбросы », Топливо 89 (2): 287-293, 2010.
  20. Лай, М., Чжао, Ф., Амер, А., и Чуэ, Т., «Экспериментальное и аналитическое исследование структуры распыления от автомобильных портовых инжекторов», Технический документ SAE

    3, 1994, DOI: 10.4271 /

    3.

  21. Расс С., «Обзор влияния рабочих условий двигателя на пограничный детонацию», Технический документ SAE 960497, 1996 г., DOI: 10.4271 / 960497.
  22. Якуб, Ю., Бата, Р., и Гаутам, М., «Рабочие характеристики и характеристики выбросов смесей C1-C5 спирт-бензин с соответствующим содержанием кислорода в одноцилиндровом двигателе с искровым зажиганием», Труды Института механики Инженеры, часть A: Journal of Power and Energy 212 (5): 363-379, 1998.
  23. Эль-Фаруг, М.О. и др., «Продукты сгорания, характеристики и выбросы двигателя с искровым зажиганием из водного этанола и его смесей с бензином», Энергия 9 (12): 984, 2016.
  24. Ли, Ю. и др., «Характеристики сгорания и выбросов двигателя с искровым зажиганием, работающего на воде, содержащей смеси ацетон-бутанол-этанол и бензин», Технический документ SAE 2015-01-0908, 2015, DOI: 10.4271 / 2015-01-0908.
  25. Ма, X., Wang, Z., Jiang, C., Jiang, Y. et al., «Оптическое исследование внутрицилиндровой хемилюминесценции CH 2 O и OH при распространении фронта реакции, вызванной пламенем, с использованием высокоскоростной визуализации», Топливо 134: 603-610, 2014.

Процитировано

Теплота сгорания — статья энциклопедии

.

теплота сгорания (ΔH c 0 ) — это энергия, выделяющаяся в виде тепла, когда вещество полностью сгорает с кислородом.Химическая реакция сгорания обычно представляет собой реакцию углеводородного топлива с кислородом, полученным из атмосферного воздуха, с образованием диоксида углерода, воды и тепла. Его можно количественно определить с помощью следующих единиц:

Теплота сгорания традиционно измеряется бомбовым калориметром. Его также можно рассчитать как разницу между теплотой образования (Δ f H 0 ) продуктов и реагентов.

Общие выражения для теплоты сгорания топлива

Теплота сгорания топлива обычно обозначается как теплотворная способность или теплотворная способность и кратко определяется как количество тепла, выделяющееся при полном сгорании единицы количества топлива.Теплотворная способность — это характеристика каждого конкретного вида топлива.

Теплотворная способность топлива может быть отнесена к категории более высокой теплотворной способности (HHV) или более низкой теплотворной способности (LHV) . [1] [2] HHV также известен как общая теплотворная способность (GHV) или высшая теплотворная способность (GCV), а LHV также известна как чистая теплотворная способность (NHV ) или низшая калорийность (NCV).

Более полное определение: HHV — это количество тепла, выделяющееся, когда единичное количество топлива при данной начальной температуре (обычно 20 ° C или 25 ° C) полностью сгорает при стехиометрических условиях и постоянном давлении с охлаждаемыми продуктами сгорания. до начальной температуры и любой образующийся водяной пар конденсируется.Конденсация любого водяного пара, образующегося во время определения HHV, означает, что HHV включает в себя теплоту парообразования (ΔH v 0 или, проще говоря, H v ) произведенной воды. Стехиометрическое горение означает, что продукты горения не содержат кислорода (т. Е. Во время горения не было избытка воздуха для горения).

LHV определяется аналогично, за исключением того, что любая вода в продуктах сгорания не конденсируется и остается в виде пара.Таким образом, LHV не включает теплоту испарения производимой воды.

Связь между HHV и LHV может быть просто выражена как:

LHV = HHV — H v

Топливные газы и топливные жидкости обычно содержат мало воды, если вообще содержат ее. Однако сырое твердое топливо, такое как уголь, древесина или торф, действительно содержит значительное количество воды. В частности, уголь также содержит значительное количество негорючих минералов, образующих золу при сжигании угля.

Дополнительные выражения для теплотворной способности топлива

И HHV, и LHV топлива (особенно угля и другого твердого топлива) могут быть дополнительно подразделены на подкатегории и выражены как: [3]

  • Как получено (AR) : Указывает, что теплотворная способность топлива была измерена со всей присущей ему влагой и минералами, образующими золу.
  • Без влаги (MF) или Сухой : Указывает, что теплотворная способность топлива была измерена после того, как топливо было высушено от всей присущей ему влаги, но все еще сохранило свои золообразующие минералы.
  • Без влаги и золы (MAF) или Без содержания влаги и золы (DAF) : Указывает, что теплотворная способность топлива была измерена при отсутствии как собственной влаги, так и минералов, образующих золу.

Теплотворная способность некоторых обычных видов топлива

Таблица 1: Более высокая теплотворная способность (HHV) различных видов топлива
Топливо Фаза Молекулярный
Вес
кДж / моль МДж / кг МДж / м 3 БТЕ / фунт БТЕ / фут 3
Водород [4] газ 2.016 285,84 141,79 12,75 60 986 324
Метан [4] [5] газ 16,043 890,31 55,50 39,72 23 870 1 009
Этан [4] [5] газ 30,069 1 599,88 51,88 69.59 22 313 1 768
Пропан [4] [5] газ 44,096 2,220,05 50,35 99,05 21 654 2,516
Бутан [4] [5] газ 58,122 2 878,52 49,53 128,43 21 301 3 263
Этанол [6] жидкость 46.068 1 375,01 29,85 12 837
Бензин [6] жидкость 110 5 013,47 45,58 19 603
Керосин [7] жидкость 178 8 084,99 45,42 19 536
Дизельное топливо [7] жидкость 225 10,124.99 45,00 19 355
Уголь [8] твердый 25,58 11 002
Дерево (сухое) [9] твердый 21,14 9 093
Торф (сухой) [10] твердый 22.09 9 500
— Температура и давление газа для значений МДж / м 3 составляют 0 ° C и 101,325 кПа.
— Температура и давление газа для значений Btu / ft 3 составляют 60 ° F и 14,696 фунт / кв.
— СНГ продается как пропан или бутан или смесь пропана и бутана.
— Природный газ после удаления примесей и сжиженного природного газа (ШФЛУ) по существу представляет собой чистый метан.
Таблица 2: Нижняя теплотворная способность (HHV) различных видов топлива
Топливо Фаза Молекулярный
Вес
кДж / моль МДж / кг МДж / м 3 БТЕ / фунт БТЕ / фут 3
Водород [4] газ 2,016 241,83 119,96 10,79 51 596 274
Метан [4] газ 16.043 802,32 50,01 35,80 21 511 909
Этан [4] газ 30,069 1 427,84 47,49 63,70 20,424 1,618
Пропан [4] газ 44,096 2 044,00 46,35 91,19 19 937 2317
Бутан [4] газ 58.122 2 658,45 45,74 118,61 19 673 3 013
Этанол [6] жидкость 46.0684 1 241,66 26,95 11 593
Бензин [6] жидкость 110 4 675,00 42,50 18 280
Керосин [11] жидкость 178 7 519.05 42,24 18 169
Дизельное топливо [11] жидкость 225 9 395,99 41,76 17 961
Уголь [11] твердый 24,429 10 507
Дерево (сухое) [11] твердый 20.09 8 639
Торф (сухой) [11] твердый 20,65 8 883
— Температура и давление газа для значений МДж / м 3 составляют 0 ° C и 101,325 кПа.
— Температура и давление газа для значений Btu / ft 3 составляют 60 ° F и 14,696 фунт / кв.
— СНГ продается как пропан или бутан или смесь пропана и бутана.
— Природный газ после удаления примесей и сжиженного природного газа (ШФЛУ) по существу представляет собой чистый метан.

Источники дополнительной теплотворной способности

  • Роберт К. Уист (редактор) (1975). Справочник по химии и физике , 56-е издание. CRC Press. ISBN 0-87819-455-X.
  • Избранные значения теплоты сгорания и образования органических соединений, содержащих элементы C, H, N, O, P и S, Юджин С.Домальский, Центр данных химической термодинамики, Национальное бюро стандартов, Вашингтон, округ Колумбия, J. Phys. Chem. Ref. Данные, Vol. 1, No. 2, 1972

Список литературы

  1. Уильям Д. Маккейн (1990). Свойства нефтяных жидкостей , 2-е издание. Pennwell Publishing. ISBN 0-8714-335-1.
  2. ↑ Теплота сгорания (веб-сайт Принстонского университета)
  3. Кристофер Хигман и Маартен ван дер Бургт (2008). Газификация , 2-е издание.Gulf Professional Publishing, страницы 53-54. ISBN 0-7506-8528-X.
  4. 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 4,8 4,9 Perry, R.H. and Green, D.W. (Редакторы) (1997). Справочник инженеров-химиков Perry , 7-е издание. Макгроу Хилл. ISBN ISBN 0-07-049841-5.
  5. 5,0 5,1 5,2 5.3 Электронная книга по химии Национального института стандартов и технологий
  6. 6,0 6,1 6,2 6,3 Теплотворная способность водорода и топлива Министерство энергетики США
  7. 7,0 7,1 Среднее значение из различных источников
  8. ↑ Есть очень много разных углей. Приведенные здесь значения относятся к одному конкретному битуминозному углю на основе «как получено», которая включает зольность и внутреннюю влажность угля.
  9. ↑ Как оценить возобновляемые продукты тепла в лесу, Питер Дж. Инс, 1979. Значения в таблице 1 представляют собой средние значения для высушенной в печи древесины из различных видов деревьев, как указано в этой публикации лабораторией Лесной службы США.
  10. ↑ Термалохимическая и каталитическая модернизация в контексте топлива: торф, биомасса и алкены, диссертация Кристины Хорнелл, кафедра химической инженерии, Королевский технологический институт, Стокгольм, Швеция, 2001
  11. 11.0 11,1 11,2 11,3 11,4 Расчетная разница между LHV и HHV

Молярная теплота сгорания топлива Учебник по химии

Пожалуйста, не блокируйте рекламу на этом сайте.
Нет рекламы = нет денег для нас = нет бесплатных вещей для вас!

Молярная теплота сгорания (молярная энтальпия сгорания) некоторых обычных веществ, используемых в качестве топлива

Углеводороды, такие как алканы, и спирты, такие как алканолы, могут использоваться в качестве топлива.

Когда алкан полностью сгорает в избытке газообразного кислорода, продуктами реакции являются диоксид углерода (CO 2 (г) ) и вода (H 2 O (г) , которая конденсируется до H 2 O). (л) при комнатной температуре и давлении).

алкан + избыток газообразного кислорода → газообразный диоксид углерода + водяной пар

Молярная теплота сгорания алкана (молярная энтальпия сгорания алкана) — это количество тепловой энергии, выделяющейся, когда 1 моль алкана сгорает в избытке газообразного кислорода.

Когда алканол полностью сгорает в избытке газообразного кислорода, продуктами реакции являются диоксид углерода (CO 2 (г) ) и вода (H 2 O (г) , которая конденсируется до H 2 O). (л) при комнатной температуре и давлении).

алканол + избыток газообразного кислорода → газообразный диоксид углерода + водяной пар

Молярная теплота сгорания алканола (молярная энтальпия сгорания алканола) — это количество тепловой энергии, выделяемой при сгорании 1 моля алканола в избытке газообразного кислорода.

Для определения молярной теплоты сгорания нам необходимо определить, сколько моль вещества было израсходовано в реакции горения, поэтому вещество должно быть чистым. 1

Молярная теплота сгорания (молярная энтальпия сгорания) некоторых обычных алканов и спиртов, используемых в качестве топлива, представлена ​​в таблице ниже в единицах килоджоулей на моль (кДж-моль -1 ) 2 .

Обратите внимание, что химические уравнения, представляющие каждую из реакций горения, сбалансированы таким образом, что используется 1 моль сгоревшего вещества, топлива.
Реакция горения происходит в избытке газообразного кислорода, избытке O 2 (г) , поэтому вполне нормально использовать доли O 2 (г) , чтобы сбалансировать уравнение, потому что нас действительно интересует только энергия, выделяемая на моль топлива, а не на моль газообразного кислорода.

Вещество
(топливо)
Молярная теплота сгорания

(кДж моль -1 )
Реакция горения ΔH реакция
(кДж моль -1 )
метан 890 CH 4 (г) + 2O 2 (г) → CO 2 (г) + 2H 2 O (л) ΔH = -890
этан 1560 C 2 H 6 (г) + 7 / 2 O 2 (г) → 2CO 2 (г) + 3H 2 O (л) ΔH = -1560
пропан 2220 C 3 H 8 (г) + 5O 2 (г) → 3CO 2 (г) + 4H 2 O (л) ΔH = -2220
бутан 2874 C 4 H 10 (г) + 13 / 2 O 2 (г) → 4CO 2 (г) + 5H 2 O (л) ΔH = -2874
октановое число 5460 C 8 H 18 (г) + 25 / 2 O 2 (г) → 8CO 2 (г) + 9H 2 O (л) ΔH = -5460
метанол
(метиловый спирт)
726 CH 3 OH (л) + 3 / 2 O 2 (г) → CO 2 (г) + 2H 2 O (л) ΔH = -726
этанол
(этиловый спирт)
1368 C 2 H 5 OH (л) + 3O 2 (г) → 2CO 2 (г) + 3H 2 O (л) ΔH = -1368
пропан-1-ол
(1-пропанол)
2021 C 3 H 7 OH (л) + 9 / 2 O 2 (г) → 3CO 2 (г) + 4H 2 O (л) ΔH = -2021
бутан-1-ол
(1-бутанол)
2671 C 4 H 9 OH (л) + 6O 2 (г) → 4CO 2 (г) + 5H 2 O (л) ΔH = -2671

Из таблицы видно, что 1 моль газообразного метана, CH 4 (г) , подвергается полному сгоранию в избытке газообразного кислорода с выделением 890 кДж тепла.
Молярная теплота сгорания газообразного метана приведена в таблице как положительное значение, 890 кДж · моль -1 .
Изменение энтальпии при сгорании газообразного метана указано в таблице как отрицательное значение, ΔH = -890 кДж · моль -1 , потому что реакция производит энергию (это экзотермическая реакция).
Мы могли бы написать химическое уравнение для представления сгорания 1 моля газообразного метана как:

CH 4 (г) + 2O 2 (г) → CO 2 (г) + 2H 2 O (г) ΔH = -890 кДж моль -1

Но сколько энергии выделяется, если 2 моля метана полностью сгорают?
Когда мы пишем химическое уравнение для этой реакции, мы должны умножить каждый член на два ( × 2 ), включая значение ΔH:

2 × CH 4 (г) + 2 × 2O 2 (г) 2 × CO 2 (г) + 2 × 2H 2 O (г) ΔH = 2 × -890 кДж моль -1

2 CH 4 (г) + 4 O 2 (г) 2 CO 2 (г) + 4 H 2 O (г) ΔH = -1780 кДж моль -1

2 моля метана полностью сгорят с выделением 2 × 890 = 1780 кДж тепла.

Аналогично, если у нас есть только половина моля метана, который подвергается полному сгоранию, мы должны умножить каждый член в химическом уравнении, включая значение ΔH, на ½ , как показано в химических уравнениях ниже:

½ × CH 4 (г) + ½ × 2O 2 (г) ½ × CO 2 (г) + ½ × 2H 2 O (г) ΔH = ½ × -890 кДж моль -1

½ CH 4 (г) + O 2 (г) ½ CO 2 (г) + H 2 O (г) ΔH = -445 кДж моль -1

½ моля метана сгорело бы с выделением ½ × 890 = 445 кДж тепла.

В общем, количество тепловой энергии, выделяемой при сгорании n молей топлива, равно значению молярной теплоты сгорания топлива, умноженной на количество молей сгоревшего топлива.

выделенного тепла (кДж) = n (моль) × молярная энтальпия сгорания (кДж моль -1 )

(Дополнительные примеры таких расчетов см. В Руководстве по расчетам изменений энтлапы для руководства по химическим реакциям)

В этом разделе мы рассмотрели, как использовать таблицы значений молярной энтальпии сгорания чистых веществ, чтобы вычислить, сколько тепловой энергии будет выделено, когда известные количества вещества будут сожжены в избытке газообразного кислорода.
Но откуда берутся эти значения?
Значения молярной энтальпии сгорания могут быть определены с помощью лабораторных экспериментов.
В следующем разделе мы обсудим эксперимент, который вы могли бы провести, чтобы определить молярную теплоту сгорания спирта.

Измерение молярной теплоты сгорания жидкого топлива (Измерение молярной энтальпии сгорания жидкого топлива)

В школьной лаборатории можно определить молярную теплоту сгорания (энтальпию сгорания) жидкого топлива, такого как спирт, используя процедуру, описанную ниже: 3

  1. В колбу, химический стакан или банку наливают известное количество воды.
  2. Термометр расположен так, чтобы его груша (резервуар) находилась в середине объема воды.
  3. В спиртовку помещается известное количество топлива, например, спирт (алканол).
  4. Измеряется и записывается начальная температура воды (T i ).
  5. Фитиль спиртовой горелки горит, сжигая топливо и нагревая воду.
  6. Когда температура воды значительно повысилась, спиртовая горелка гаснет, и максимальная достигнутая температура записывается как конечная температура (T f ).
  7. Окончательное количество топлива измеряется и записывается.

Типичные результаты эксперимента, в котором энергия, выделяемая при полном сгорании этанола, используется для нагрева 200 г воды, показаны ниже:

начальная температура воды (T i ) = 20 ° C горелка с начальной массой + этанол (m и ) = 37,25 г
конечная температура воды (T f ) = 75 ° C горелка конечной массы + этанол (m f ) = 35.50 г


изменение температуры воды
= T f — T i
= 75-20
= 55 ° C
масса этанола, используемого в реакции горения
= m i — m f
= 37,25 — 35,50
= 1,75 г

Примечание:

  • Температура воды увеличивается, поскольку при сгорании топлива выделяется энергия, которая нагревает воду.
  • Масса топлива уменьшается, так как оно расходуется в реакции сгорания.

Результаты этого эксперимента можно затем использовать для расчета молярной теплоты сгорания этанола (молярной энтальпии сгорания этанола), как показано ниже:

Шаги для расчета молярной энтальпии сгорания этанола с использованием этих экспериментальных результатов:

  1. Рассчитать моль (n) израсходованного топлива

    моль = масса ÷ молярная масса

    масс использованного этанола = 1.75 г (из опыта)

    молярная масса (M) этанола (C 2 H 5 OH)

    = (2 × 12,01) + (6 × 1,008) + 16,00 (из периодической таблицы)

    = 46,1 г моль -1

    n (этанол) = масса ÷ молярная масса

    = 1,75 г ÷ 46,1 г моль -1

    = 0,0380 моль

  2. Рассчитать энергию, необходимую для изменения температуры воды:

    энергия, поглощенная водой = удельная теплоемкость воды × масса воды × изменение температуры воды

    удельная теплоемкость воды = c г = 4.184 Дж ° C -1 г -1 (технический паспорт)

    масса воды = 200 г (из опыта)

    изменение температуры воды = 55 ° C (из эксперимента)

    энергии, поглощенной водой = 4,184 Дж ° C -1 г -1 × 200 г × 55 ° C

    = 46024 Дж

    Преобразуйте энергию в Дж в кДж, разделив на 1000:

    энергия = 46024 Дж ÷ 1000 Дж / кДж

    = 46.024 кДж

  3. Вычислить молярную теплоту сгорания этанола (молярную энтальпию сгорания этанола):

    Предположим, что все тепло, производимое при сжигании этанола, ушло на нагрев воды, то есть тепло не было потрачено впустую.
    Тогда мы можем сказать, что

    Из

    0,0380 моль этанола выделено 46,024 кДж тепла.

    Следовательно, 1 моль этанола даст:

    тепловой энергии на моль этанола = 46.024 кДж ÷ 0,0380 моль

    = 1211 кДж моль -1

    Следовательно, молярная теплота сгорания этанола составляет 1211 кДж моль -1
    (молярная энтальпия сгорания этанола составляет 1211 кДж моль -1 ).

    (Обратите внимание, что изменение энтальпии для реакции отрицательное, потому что реакция экзотермическая, поэтому изменение энтальпии для реакции составляет -1211 кДж моль -1 , ΔH = -1211 кДж моль -1 )

Экспериментально определенное значение молярной теплоты сгорания этанола обычно меньше принятого значения 1368 кДж / моль -1 , поскольку некоторое количество тепла всегда теряется в атмосферу и при нагревании сосуда.

План эксперимента можно улучшить, пытаясь свести к минимуму потери тепла в окружающую среду, например, окружив всю экспериментальную установку металлическими стенами.
Безусловно, лучший способ минимизировать потери тепла в окружающую среду — это использовать калориметр бомбы.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *