Výhřevnost různých druhů paliva: srovnání paliv podle spalného tepla + tabulka výhřevnosti

Když určité množství paliva shoří, uvolní se měřitelné množství tepla. Podle mezinárodní soustavy jednotek se hodnota vyjadřuje v joulech na kg nebo m³. Ale parametry mohou být vypočteny také v kcal nebo kW. Pokud se hodnota vztahuje k měrné jednotce paliva, nazývá se měrná.

Na co má vliv výhřevnost různých paliv? Jaká je hodnota ukazatele pro kapalné, tuhé a plynné látky? Odpovědi na uvedené otázky jsou podrobně popsány v článku. Kromě toho jsme připravili tabulku zobrazující měrné spalné teplo materiálů – tyto informace se hodí při výběru vysoce energetického typu paliva.

Obecné informace o výhřevnosti

Uvolňování energie při hoření by mělo být charakterizováno dvěma parametry: vysokou účinností a absencí produkce škodlivých látek.

Umělé palivo se získává procesem zpracování přírodního – biologického paliva. Bez ohledu na skupenství látky mají ve svém chemickém složení hořlavou a nehořlavou část. První je uhlík a vodík. Druhá se skládá z vody, minerálních solí, dusíku, kyslíku, kovů.

Podle skupenství se paliva dělí na kapalná, tuhá a plynná. Každá skupina se dále dělí na přírodní a umělou podskupinu (+)

Při spalování 1 kg takové „směsi“ se uvolňuje různé množství energie. Kolik přesně této energie se uvolní, závisí na poměrech uvedených prvků – hořlavé části, vlhkosti, popelnatosti a dalších složek.

Spalné teplo paliva (STP) se skládá ze dvou úrovní – vyšší a nižší. První ukazatel vzniká kondenzací vody, ve druhém se tento faktor nezohledňuje.

Nižší spalné teplo je potřebné pro výpočty potřeby paliva a jeho ceny, pomocí těchto ukazatelů se sestavují tepelné bilance a určuje se účinnost zařízení pracujících na palivo.

Spalné teplo lze vypočítat analyticky nebo experimentálně. Pokud je známo chemické složení paliva, použije se Mendělejevova formule. Experimentální metody jsou založeny na skutečném měření tepla při spalování paliva.

V těchto případech se používá speciální bomba ke spalování – kalorimetrická spolu s kalorimetrem a termostatem.

Zvláštnosti výpočtů jsou individuální pro každý druh paliva. Příklad: Výhřevnost ve spalovacích motorech se vypočítává z nižší hodnoty, protože v válcích nedochází ke kondenzaci kapaliny.

Výhřevnost se stanovuje pomocí kalorimetrické bomby. Stlačený kyslík se nasytí vodní párou. Do takového prostředí se umístí vzorek paliva a určí se výsledky.

Každý typ látky má svou výhřevnost kvůli zvláštnostem chemického složení. Hodnoty se výrazně liší, rozsah kolísání je 1 000–10 000 kKal/kg.

Při srovnávání různých druhů materiálů se používá pojem podmíněného paliva, které se vyznačuje nižší výhřevností 29 MJ/kg.

Výhřevnost tuhých materiálů

Do této kategorie patří dřevo, rašelina, koks, hořlavé břidlice, briketové a práškové palivo. Hlavní složkou tuhého paliva je uhlík.

Zvláštnosti různých druhů dřeva

Maximální účinnosti při použití palivového dřeva se dosahuje při splnění dvou podmínek — suchosti dřeva a pomalého procesu hoření.

Kusy dřeva se řežou nebo štípají na kusy dlouhé až 25-30 cm, aby se dřevo snadno vešlo do topeniště.

Ideální pro vytápění kamny na dřevo jsou dubové, březové, jasanové polena. Dobrými vlastnostmi se vyznačuje hloh, líska. U jehličnatých dřevin je výhřevnost nízká, ale rychlost hoření vysoká.

Jak hoří různé druhy:

1. Buk, bříza, jasan, líska se obtížně zapalují, ale jsou schopné hořet i vlhké kvůli nízkému obsahu vlhkosti.
2. Olše a osika netvoří saze a „umějí“ je odstraňovat z komína.
3. Bříza vyžaduje dostatečné množství vzduchu v topeništi, jinak bude kouřit a usazovat dehet na stěnách komína.
4. Borovice obsahuje více pryskyřice než smrk, proto jiskří a hoří žhavěji.
5. Hrušeň a jabloň se snadněji štípou a výborně hoří.
6. Cedr se postupně mění v doutnající uhlí.
7. Třešeň a jilm kouří, zatímco platan se obtížně štípe.
8. Lípa a topol rychle prohoří.

Hodnoty výhřevnosti různých dřevin silně závisí na hustotě konkrétních dřevin. 1 kubický metr palivového dřeva je ekvivalentní přibližně 200 litrům kapalného paliva a 200 m³ zemního plynu. Dřevo a palivové dřevo patří do kategorie s nízkou energetickou účinností.

Vliv stáří na vlastnosti uhlí

Uhlí je přírodní materiál rostlinného původu. Těží se z usazených hornin. Toto palivo obsahuje uhlík a další chemické prvky.

Kromě typu má na výhřevnost uhlí vliv i stáří materiálu. Hnědé uhlí patří do mladší kategorie, následuje černé uhlí a nejstarší je považován antracit.

Podle stáří paliva se určuje i vlhkost: čím mladší uhlí, tím větší obsah vlhkosti. Ta také ovlivňuje vlastnosti tohoto typu paliva.

Proces hoření uhlí je doprovázen uvolňováním látek znečišťujících životní prostředí, rošty kotle se přitom pokrývají struskou. Dalším nepříznivým faktorem pro atmosféru je přítomnost síry v palivu. Tento prvek se při kontaktu se vzduchem přeměňuje na kyselinu sírovou.

Výrobcům se daří maximálně snížit obsah síry v uhlí. V důsledku toho se TST liší i v rámci jednoho druhu. Na ukazatele má vliv také geografie těžby. Jako tuhé palivo lze použít nejen čisté uhlí, ale také briketovanou strusku.

Největší palivovou schopnost vykazuje koksovatelné uhlí. Dobré vlastnosti má také černé uhlí, dřevěné uhlí, hnědé uhlí, antracit.

Charakteristiky pelet a briket

Toto tuhé palivo se vyrábí průmyslově z různých dřevěných a rostlinných odpadů.

Rozdrcené hobliny, kůra, karton, sláma se vysuší a pomocí speciálního zařízení se přemění na granule. Aby hmota získala určitý stupeň viskozity, přidává se do ní polymer – lignin.

Pelety se vyznačují přijatelnou cenou, kterou ovlivňuje vysoká poptávka a vlastnosti výrobního procesu. Tento materiál lze použít pouze v kotlích určených pro tento druh paliva.

Brikety se liší pouze tvarem, lze je plnit do pecí, kotlů. Oba typy paliva se dělí na druhy podle suroviny: z kulatiny, rašeliny, slunečnice, slámy.

Pelety a brikety mají oproti jiným druhům paliva značné výhody:

• plná ekologičnost;
• možnost skladování prakticky za jakýchkoli podmínek;
• odolnost vůči mechanickým vlivům a plísním;
• rovnoměrné a dlouhé hoření;
• optimální velikost granulí pro plnění do topného zařízení.

Ekologické palivo je dobrou alternativou k tradičním zdrojům tepla, které se neobnovují a nepříznivě působí na životní prostředí. Ale pelety a brikety se vyznačují zvýšeným nebezpečím požáru, což je třeba zohlednit při organizaci místa skladování.

V případě zájmu lze zvládnout výrobu palivových briket vlastníma rukama, podrobněji – v tomto článku.

Parametry kapalných látek

Kapalné materiály, stejně jako pevné, se rozkládají na následující složky: uhlík, vodík, síru, kyslík, dusík. Procentuální poměr se vyjadřuje hmotnostně.

Z kyslíku a dusíku vzniká vnitřní organický balast paliva, tyto složky nehoří a jsou do složení zahrnuty podmíněně. Vnější balast je tvořen vlhkostí a popelem.

Vysoká měrná spalná tepelná hodnota je pozorována u benzínu. V závislosti na značce činí 43-44 MJ.

Podobné hodnoty měrné spalné tepelné hodnoty jsou stanoveny i u leteckého kerosinu – 42,9 MJ. Do kategorie lídrů z hlediska výhřevnosti spadá i motorová nafta – 43,4-43,6 MJ.

Protože benzín má vyšší výhřevnost než nafta, měl by mít i vyšší spotřebu a účinnost. Ale nafta je o 30-40 % úspornější než benzín.

Relativně nízkými hodnotami výhřevnosti se vyznačuje kapalné raketové palivo, ethylenglykol. Minimální měrnou spalnou tepelnou hodnotou se liší líh a aceton. Jejich hodnoty jsou podstatně nižší než u tradičního motorového paliva.

Vlastnosti plynných paliv

Plynné palivo se skládá z oxidu uhelnatého, vodíku, metanu, etanu, propanu, butanu, ethylenu, benzenu, sirovodíku a dalších složek. Tyto hodnoty jsou vyjádřeny v objemových procentech.

Nejvyšší spalné teplo má vodík. Při hoření uvolňuje jeden kilogram látky 119,83 MJ tepla. Vyznačuje se však zvýšeným stupněm výbušnosti.

Vysoké hodnoty výhřevnosti jsou pozorovány také u zemního plynu.

Jsou rovny 41-49 MJ na kg. Ale například u čistého metanu je spalné teplo vyšší – 50 MJ na kg.

Srovnávací tabulka ukazatelů

V tabulce jsou uvedeny hodnoty měrné spalné tepelné hodnoty na hmotnost kapalných, pevných a plynných druhů paliv.

Z tabulky je vidět, že nejvyšší výhřevnost ze všech látek, nejen z plynných, má vodík. Patří k vysoce energetickým druhům paliva.

Produktem spalování vodíku je obyčejná voda. Během procesu se neuvolňují topné strusky, popel, oxid uhelnatý ani oxid uhličitý, což z látky činí ekologicky čisté palivo. Je však výbušný a vyznačuje se nízkou hustotou, proto se takové palivo obtížně zkapalňuje a přepravuje.

Závěry a užitečné video k tématu

O výhřevnosti různých druhů dřeva. Srovnání hodnot v přepočtu na m³ a kg.

Výhřevnost je nejdůležitější tepelná a provozní charakteristika paliva. Tento ukazatel se používá v různých oblastech lidské činnosti: tepelné motory, elektrárny, průmysl, vytápění domů a vaření.

Hodnoty výhřevnosti pomáhají porovnat různá paliva podle množství uvolněné energie, vypočítat potřebnou hmotnost paliva a ušetřit na nákladech.

Máte co dodat, nebo máte dotazy k tématu výhřevnosti různých paliv? Můžete zanechat komentáře k publikaci a zapojit se do diskusí – kontaktní formulář je v dolním bloku.