Capacitate termică specifică de ardere. Temperatura de ardere a cărbunelui. Tipuri de cărbune. Căldura specifică de ardere a cărbunelui

Tabelele prezintă căldura specifică masei de ardere a combustibilului (lichid, solid și gazos) și a altor materiale combustibile. S-au luat în considerare următorii combustibili: cărbune, lemn de foc, cocs, turbă, kerosen, petrol, alcool, benzină, gaze naturale etc.

Lista de mese:

În timpul reacției exoterme de oxidare a combustibilului, energia sa chimică este transformată în energie termică cu eliberarea unei anumite cantități de căldură. Energia termică rezultată este de obicei numită căldură de ardere a combustibilului. Depinde de compoziția sa chimică, umiditate și este principala. Căldura de ardere a combustibilului la 1 kg de masă sau 1 m 3 de volum formează masa sau căldura specifică volumetrică de ardere.

Căldura specifică de ardere a unui combustibil este cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii complete a unei unități de masă sau de volum de combustibil solid, lichid sau gazos. În Sistemul Internațional de Unități, această valoare este măsurată în J/kg sau J/m 3.

Căldura specifică de ardere a unui combustibil poate fi determinată experimental sau calculată analitic. Metode experimentale Determinările puterii calorice se bazează pe măsurarea practică a cantității de căldură eliberată atunci când arde un combustibil, cum ar fi într-un calorimetru cu un termostat și o bombă cu ardere. Pentru combustibil cu cunoscut compoziție chimică Căldura specifică de ardere poate fi determinată folosind formula Mendeleev.

Există călduri specifice de ardere mai mari și mai mici. Puterea calorică mai mare este egală cu cantitatea maximă de căldură degajată în timpul arderii complete a combustibilului, ținând cont de căldura consumată la evaporarea umidității conținute în combustibil. Puterea calorică netă mai putin decat valoarea mai mare cu cantitatea de căldură de condensare, care se formează din umiditatea combustibilului și hidrogenul masei organice, care se transformă în apă în timpul arderii.

Pentru a determina indicatorii de calitate a combustibilului, precum și în calculele termice utilizați de obicei căldură specifică de ardere mai mică, care este cea mai importantă caracteristică termică și de performanță a combustibilului și este prezentată în tabelele de mai jos.

Căldura specifică de ardere a combustibililor solizi (cărbune, lemn de foc, turbă, cocs)

Tabelul prezintă valorile căldurii specifice de ardere a combustibilului solid uscat în dimensiunea MJ/kg. Combustibilul din tabel este aranjat după nume, în ordine alfabetică.

Dintre combustibilii solizi considerați, cărbunele de cocsificare are cea mai mare putere calorică - căldura sa specifică de ardere este de 36,3 MJ/kg (sau în unități SI 36,3·10 6 J/kg). În plus, puterea calorică ridicată este caracteristică cărbunelui, antracitului, cărbunelui și cărbunelui brun.

Combustibilii cu eficiență energetică scăzută includ lemnul, lemnul de foc, praful de pușcă, măcinarea turbei și șisturile petroliere. De exemplu, căldura specifică de ardere a lemnului de foc este de 8,4...12,5, iar cea a prafului de pușcă este de doar 3,8 MJ/kg.

Căldura specifică arderea combustibililor solizi (cărbune, lemn de foc, turbă, cocs)

Combustibil
Antracit	26,8…34,8
Pelete de lemn (pelete)	18,5
Lemn de foc uscat	8,4…11
Lemn de foc uscat de mesteacan	12,5
Cocs de gaz	26,9
Blast coca	30,4
Semi-cocs	27,3
Pudra	3,8
Ardezie	4,6…9
șisturi bituminoase	5,9…15
Combustibil solid pentru rachete	4,2…10,5
Turbă	16,3
Turbă fibroasă	21,8
Turbă măcinată	8,1…10,5
Pesmet de turbă	10,8
Cărbune brun	13…25
Cărbune brun (brichete)	20,2
Cărbune brun (praf)	25
Cărbune de Donețk	19,7…24
Cărbune	31,5…34,4
Cărbune	27
Cărbune cocsificabil	36,3
Cărbune de Kuznetsk	22,8…25,1
Cărbune din Chelyabinsk	12,8
cărbune Ekibastuz	16,7
Frestorf	8,1
Zgură	27,5

Căldura specifică de ardere a combustibililor lichizi (alcool, benzină, kerosen, ulei)

Este dat un tabel cu căldura specifică de ardere a combustibilului lichid și a altor lichide organice. Trebuie remarcat faptul că combustibilii precum benzina, motorina și uleiul au o degajare mare de căldură în timpul arderii.

Căldura specifică de ardere a alcoolului și acetonei este semnificativ mai mică decât combustibilii tradiționali. În plus, combustibilul lichid pentru rachete are o putere calorică relativ scăzută și, la arderea completă a 1 kg din aceste hidrocarburi, se va degaja o cantitate de căldură egală cu 9,2, respectiv 13,3 MJ.

Căldura specifică de ardere a combustibililor lichizi (alcool, benzină, kerosen, ulei)

Combustibil	Căldura specifică de ardere, MJ/kg
Acetonă	31,4
Benzină A-72 (GOST 2084-67)	44,2
Benzină de aviație B-70 (GOST 1012-72)	44,1
Benzină AI-93 (GOST 2084-67)	43,6
Benzen	40,6
Combustibil diesel de iarnă (GOST 305-73)	43,6
Combustibil diesel de vară (GOST 305-73)	43,4
Combustibil lichid pentru rachete (kerosen + oxigen lichid)	9,2
Kerosenul de aviație	42,9
Kerosen pentru iluminat (GOST 4753-68)	43,7
Xilen	43,2
Păcură cu conținut ridicat de sulf	39
Păcură cu conținut scăzut de sulf	40,5
Păcură cu conținut scăzut de sulf	41,7
Păcură sulfuroasă	39,6
Alcool metilic (metanol)	21,1
Alcool n-butilic	36,8
Ulei	43,5…46
Ulei metan	21,5
Toluen	40,9
Spirit alb (GOST 313452)	44
Etilen glicol	13,3
Alcool etilic (etanol)	30,6

Căldura specifică de ardere a combustibililor gazoși și a gazelor combustibile

Este prezentat un tabel cu căldura specifică de ardere a combustibilului gazos și a altor gaze combustibile în dimensiunea MJ/kg. Dintre gazele luate în considerare, are cea mai mare masă de căldură specifică de ardere. Arderea completă a unui kilogram din acest gaz va elibera 119,83 MJ de căldură. De asemenea, combustibilul precum gazul natural are o putere calorică mare - căldura specifică de ardere a gazelor naturale este de 41...49 MJ/kg (pentru gazul pur este de 50 MJ/kg).

Căldura specifică de ardere a combustibilului gazos și a gazelor combustibile (hidrogen, gaz natural, metan)

Combustibil	Căldura specifică de ardere, MJ/kg
1-Butene	45,3
Amoniac	18,6
Acetilenă	48,3
Hidrogen	119,83
Hidrogen, amestec cu metan (50% H2 și 50% CH4 în greutate)	85
Hidrogen, amestec cu metan și monoxid de carbon (33-33-33% în greutate)	60
Hidrogen, amestec cu monoxid de carbon (50% H2 50% CO2 în greutate)	65
Gaz de furnal	3
Gaz cuptor de cocs	38,5
Gaz de hidrocarburi lichefiate GPL (propan-butan)	43,8
izobutan	45,6
Metan	50
n-butan	45,7
n-hexan	45,1
n-Pentan	45,4
Gaz asociat	40,6…43
Gaz natural	41…49
Propadienă	46,3
propan	46,3
propilenă	45,8
Propilenă, amestec cu hidrogen și monoxid de carbon (90%-9%-1% în greutate)	52
etan	47,5
Etilenă	47,2

Căldura specifică de ardere a unor materiale combustibile

Este prevăzut un tabel al căldurii specifice de ardere a unor materiale combustibile (lemn, hârtie, plastic, paie, cauciuc etc.). Trebuie remarcate materialele cu degajare mare de căldură în timpul arderii. Aceste materiale includ: cauciuc tipuri variate, polistiren expandat (spumă), polipropilenă și polietilenă.

Căldura specifică de ardere a unor materiale combustibile

Combustibil	Căldura specifică de ardere, MJ/kg
Hârtie	17,6
Imitaţie de piele	21,5
Lemn (bare cu 14% umiditate)	13,8
Lemn în stive	16,6
lemn de stejar	19,9
Lemn de molid	20,3
Lemn verde	6,3
Lemn de pin	20,9
Capron	31,1
Produse carbolite	26,9
Carton	16,5
Cauciuc stiren butadien SKS-30AR	43,9
Cauciuc natural	44,8
Cauciuc sintetic	40,2
Cauciuc SKS	43,9
Cauciuc cloropren	28
Linoleum cu clorură de polivinil	14,3
Linoleum cu dublu strat de clorură de polivinil	17,9
Linoleum cu clorură de polivinil pe bază de pâslă	16,6
Linoleum pe bază de clorură de polivinil	17,6
Linoleum pe bază de clorură de polivinil	20,3
Linoleum din cauciuc (Relin)	27,2
Parafină parafină	11,2
Spumă de polistiren PVC-1	19,5
Plastic spumă FS-7	24,4
Plastic spumă FF	31,4
PSB-S din polistiren expandat	41,6
Spuma poliuretanica	24,3
Placi de fibre	20,9
Clorura de polivinil (PVC)	20,7
Policarbonat	31
Polipropilenă	45,7
Polistiren	39
Polietilenă de înaltă presiune	47
Polietilenă de joasă presiune	46,7
Cauciuc	33,5
Ruberoid	29,5
Funingine de canal	28,3
Fân	16,7
Paie	17
sticla organica (plexiglas)	27,7
Textolit	20,9
Tol	16
TNT	15
Bumbac	17,5
Celuloză	16,4
Lână și fibre de lână	23,1

Surse:

1. GOST 147-2013 Combustibil mineral solid. Determinarea puterii calorice superioare și calculul puterii calorifice inferioare.
2. GOST 21261-91 Produse petroliere. Metodă de determinare a puterii calorifice superioare și de calculare a puterii calorifice inferioare.
3. GOST 22667-82 Gaze naturale inflamabile. Metoda de calcul pentru determinarea puterii calorice, a densității relative și a numărului Wobbe.
4. GOST 31369-2008 Gaze naturale. Calculul puterii calorice, densității, densității relative și numărului Wobbe pe baza compoziției componentelor.
5. Zemsky G. T. Proprietăți inflamabile ale materialelor anorganice și organice: carte de referință M.: VNIIPO, 2016 - 970 p.

Se știe că sursa de energie care este utilizată în industrie, transport, agricultură, în viața de zi cu zi, este combustibil. Acestea sunt cărbunele, petrolul, turba, lemnul de foc, gazele naturale etc. Când arde combustibilul, se eliberează energie. Să încercăm să aflăm cum se eliberează energia în acest caz.

Să ne amintim structura moleculei de apă (Fig. 16, a). Este format dintr-un atom de oxigen și doi atomi de hidrogen. Dacă o moleculă de apă este împărțită în atomi, atunci este necesar să se depășească forțele de atracție dintre atomi, adică trebuie făcută muncă și, prin urmare, trebuie cheltuită energia. În schimb, dacă atomii se combină pentru a forma o moleculă, se eliberează energie.

Utilizarea combustibilului se bazează tocmai pe fenomenul de eliberare de energie atunci când atomii se unesc. De exemplu, atomii de carbon conținuți în combustibil se combină cu doi atomi de oxigen în timpul arderii (Fig. 16, b). În acest caz, se formează o moleculă de monoxid de carbon - dioxid de carbon - și se eliberează energie.

Orez. 16. Structura moleculelor:
o apă; b - combinarea unui atom de carbon și a doi atomi de oxigen într-o moleculă de dioxid de carbon

Când calculează motoarele, inginerul trebuie să știe exact câtă căldură poate elibera combustibilul ars. Pentru a face acest lucru, este necesar să se determine experimental câtă căldură va fi eliberată în timpul arderii complete a aceleiași mase de combustibil de diferite tipuri.

O cantitate fizică care arată cât de multă căldură este eliberată în timpul arderii complete a combustibilului cu o greutate de 1 kg se numește căldură specifică de ardere a combustibilului.

Căldura specifică de ardere este notă cu litera q. Unitatea de căldură specifică de ardere este 1 J/kg.

Căldura specifică de ardere este determinată experimental folosind instrumente destul de complexe.

Rezultatele datelor experimentale sunt prezentate în Tabelul 2.

masa 2

Din acest tabel se poate observa că căldura specifică de ardere, de exemplu, a benzinei este de 4,6 10 7 J/kg.

Aceasta înseamnă că arderea completă a benzinei cu o greutate de 1 kg eliberează 4,6 10 7 J de energie.

Cantitatea totală de căldură Q eliberată în timpul arderii a m kg de combustibil se calculează prin formula

Întrebări

1. Care este căldura specifică de ardere a combustibilului?
2. În ce unități se măsoară căldura specifică de ardere a combustibilului?
3. Ce înseamnă expresia „căldura specifică de ardere a combustibilului egală cu 1,4 10 7 J/kg”? Cum se calculează cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii combustibilului?

Exercițiul 9

1. Ce cantitate de căldură este eliberată în timpul arderii complete a cărbunelui cu o greutate de 15 kg; alcool cu ​​greutatea de 200 g?
2. Câtă căldură va fi eliberată în timpul arderii complete a uleiului, a cărui masă este de 2,5 tone; kerosen, al cărui volum este de 2 litri și densitatea este de 800 kg / m 3?
3. Când lemnul uscat a fost complet ars, s-a eliberat 50.000 kJ de energie. Ce masă de lemn a ars?

Exercițiu

Folosind Tabelul 2, construiți o diagramă cu bare pentru căldura specifică de ardere a lemnului de foc, alcoolului, uleiului, hidrogenului, alegând scara după cum urmează: lățimea dreptunghiului este de 1 celulă, înălțimea de 2 mm corespunde cu 10 J.

Mașini termiceîn termodinamică, acestea funcționează periodic motoare termice și mașini frigorifice (termocompresoare). Un tip de mașină de refrigerare este pompa de căldură.

Dispozitive care funcționează munca mecanica datorită energiei interne a combustibilului, sunt numite motoare termice (motoare termice). Pentru funcționarea unui motor termic sunt necesare următoarele componente: 1) o sursă de căldură cu un nivel de temperatură mai ridicat t1, 2) o sursă de căldură cu un nivel de temperatură mai scăzut t2, 3) un fluid de lucru. Cu alte cuvinte: toate motoarele termice (motoarele termice) constau în încălzitor, frigider și lichid de lucru .

La fel de fluid de lucru se folosesc gaz sau abur, deoarece sunt bine comprimate și, în funcție de tipul de motor, poate exista combustibil (benzină, kerosen), vapori de apă etc. Încălzitorul transferă o anumită cantitate de căldură (Q1) fluidului de lucru , iar energia sa internă crește datorită acestei energii interne, se efectuează un lucru mecanic (A), apoi fluidul de lucru degajă o anumită cantitate de căldură către frigider (Q2) și este răcit la temperatura inițială. Diagrama descrisă reprezintă ciclul de funcționare a motorului și este generală; în motoarele reale, rolul unui încălzitor și al unui frigider poate fi îndeplinit de diverse dispozitive. Mediul poate servi drept frigider.

Deoarece în motor o parte a energiei fluidului de lucru este transferată la frigider, este clar că nu toată energia pe care o primește de la încălzitor este folosită pentru a efectua lucrări. Respectiv, eficienţă motorul (eficiența) este egală cu raportul dintre munca efectuată (A) și cantitatea de căldură pe care o primește de la încălzitor (Q1):

Motor cu ardere internă (ICE)

Există două tipuri de motoare cu ardere internă (ICE): carburatorȘi motorină. Într-un motor cu carburator, amestecul de lucru (un amestec de combustibil și aer) este pregătit în afara motorului într-un dispozitiv special și din acesta intră în motor. Într-un motor diesel, amestecul de combustibil este pregătit în motorul însuși.

ICE constă din cilindru , în care se mișcă piston ; sunt în cilindru două supape , prin unul dintre care amestecul combustibil este admis în cilindru, iar prin celălalt se evacuează din cilindru gazele de evacuare. Utilizarea pistonului mecanism manivelă se conectează cu arbore cotit , care începe să se rotească odată cu mișcarea de translație a pistonului. Cilindrul este închis cu un capac.

Ciclul de funcționare a motorului cu ardere internă include patru bare: admisie, compresie, cursa, evacuare. În timpul admisiei, pistonul se mișcă în jos, presiunea în cilindru scade și un amestec combustibil (într-un motor cu carburator) sau aer (într-un motor diesel) intră în el prin supapă. Supapa este închisă în acest moment. La sfârșitul admisiei amestecului combustibil, supapa se închide.

În timpul celei de-a doua curse, pistonul se mișcă în sus, supapele sunt închise și amestecul de lucru sau aerul este comprimat. În același timp, temperatura gazului crește: amestecul combustibil dintr-un motor cu carburator se încălzește până la 300-350 °C, iar aerul dintr-un motor diesel - până la 500-600 °C. La sfârșitul cursei de compresie, o scânteie sare în motorul carburatorului și amestecul combustibil se aprinde. Într-un motor diesel, combustibilul este injectat în cilindru și amestecul rezultat se aprinde spontan.

Când un amestec combustibil este ars, gazul se extinde și împinge pistonul și arborele cotit conectat la acesta, efectuând lucrări mecanice. Acest lucru face ca gazul să se răcească.

Când pistonul atinge punctul cel mai de jos, presiunea din el va scădea. Când pistonul se mișcă în sus, supapa se deschide și gazele de eșapament sunt eliberate. La sfârșitul acestei curse supapa se închide.

Turbină cu abur

Turbină cu abur Este un disc montat pe un arbore pe care sunt montate lamele. Aburul intră în lame. Aburul încălzit la 600 °C este direcționat în duză și se extinde în ea. Când aburul se extinde, energia sa internă este transformată în energie cinetică a mișcării direcționate a jetului de abur. Un jet de abur vine de la duză pe paletele turbinei și transferă o parte din energia sa cinetică către acestea, determinând turbina să se rotească. De obicei, turbinele au mai multe discuri, fiecare transferând o parte din energia aburului. Rotația discului este transmisă unui arbore la care este conectat un generator de curent electric.

Când se ard combustibili diferiți de aceeași masă, se eliberează cantități diferite de căldură. De exemplu, este bine cunoscut faptul că gazul natural este un combustibil eficient din punct de vedere energetic decât lemnul. Aceasta înseamnă că pentru a obține aceeași cantitate de căldură, masa de lemn care trebuie ars trebuie să fie semnificativ mai mare decât masa de gaz natural. Prin urmare, diferite tipuri de combustibili cu punct de energie vederea sunt caracterizate de o cantitate numită căldura specifică de ardere a combustibilului .

Căldura specifică de ardere a combustibilului - cantitate fizica, care arată câtă căldură este eliberată în timpul arderii complete a combustibilului cu o greutate de 1 kg.

Orice combustibil, atunci când este ars, eliberează căldură (energie), cuantificată în jouli sau calorii (4,3 J = 1 cal). În practică, pentru a măsura cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii combustibilului, se folosesc calorimetre - dispozitive complexe de laborator. Căldura de ardere se mai numește și putere calorică.

Cantitatea de căldură obținută din arderea combustibilului depinde nu numai de puterea calorică a acestuia, ci și de masa acestuia.

Pentru a compara substanțele după cantitatea de energie eliberată în timpul arderii, valoarea căldurii specifice de ardere este mai convenabilă. Indică cantitatea de căldură generată în timpul arderii unui kilogram (căldura specifică de combustie în masă) sau a unui litru, metru cub (căldura specifică a volumului de ardere) de combustibil.

Unitățile de căldură specifică de ardere a combustibilului acceptate în sistemul SI sunt kcal/kg, MJ/kg, kcal/m³, MJ/m³, precum și derivații acestora.

Valoarea energetică a unui combustibil este determinată tocmai de valoarea căldurii sale specifice de ardere. Relația dintre cantitatea de căldură generată în timpul arderii combustibilului, masa acestuia și căldura specifică de ardere este exprimată printr-o formulă simplă:

Q = q m, unde Q este cantitatea de căldură în J, q este căldura specifică de ardere în J/kg, m este masa substanței în kg.

Pentru toate tipurile de combustibil și pentru majoritatea substanțelor combustibile, valorile căldurii specifice de ardere au fost mult timp determinate și compilate în tabele, care sunt utilizate de specialiști la calcularea căldurii eliberate în timpul arderii combustibilului sau a altor materiale. Pot exista ușoare discrepanțe în diferite tabele, care sunt explicate în mod evident prin tehnici de măsurare ușor diferite sau valori calorifice diferite ale materialelor combustibile similare extrase din diferite depozite.

Cea mai mare intensitate energetică a tipurile dure Cărbunele are un conținut de combustibil de 27 MJ/kg (antracit - 28 MJ/kg). Cărbunele are indicatori similari (27 MJ/kg). Cărbunele brun are o putere calorică mult mai mică - 13 MJ/kg. De asemenea, conține de obicei multă umiditate (până la 60%), care, atunci când este evaporată, reduce căldura totală de ardere.

Turba arde cu o căldură de 14-17 MJ/kg (în funcție de starea ei - mărunțită, presată, brichetă). Lemnul de foc uscat la 20% umiditate eliberează de la 8 la 15 MJ/kg. În același timp, cantitatea de energie primită de la aspen și mesteacăn poate varia de aproape două ori. Aproximativ aceiași indicatori sunt dați de peleți din materiale diferite- de la 14 la 18 MJ/kg.

Combustibilii lichizi diferă mult mai puțin prin căldura lor specifică de ardere decât combustibilii solizi. Astfel, căldura specifică de ardere a motorinei este de 43 MJ/l, benzină - 44 MJ/l, kerosen - 43,5 MJ/l, păcură - 40,6 MJ/l.

Căldura specifică de ardere a gazelor naturale este de 33,5 MJ/m³, propan - 45 MJ/m³. Combustibilul gazos cu cel mai mare consum energetic este hidrogenul gazos (120 MJ/m³). Este foarte promițător pentru utilizare ca combustibil, dar nu a fost încă găsit optiuni optime depozitarea și transportul acestuia.

Compararea intensității energetice a diferitelor tipuri de combustibil

La comparare valoare energetică Principalele tipuri de combustibili solizi, lichizi și gazoși, se poate stabili că unui litru de benzină sau motorină corespunde 1,3 m³ de gaz natural, un kilogram de cărbune - 0,8 m³ de gaz, un kg de lemn de foc - 0,4 m³ de gaz.

Căldura de ardere a unui combustibil este cel mai important indicator al eficienței, dar amploarea distribuției sale în zonele de activitate umană depinde de capacitățile tehnice și de indicatorii economici de utilizare.

Astăzi oamenii sunt extrem de dependenți de combustibil. Încălzirea locuințelor, gătit, funcționarea echipamentelor și Vehicul. Majoritatea combustibililor utilizați sunt hidrocarburi. Pentru a evalua eficiența acestora, se folosesc valori specifice de căldură de ardere. Kerosenul are un indicator relativ impresionant. Datorită acestei calități, este utilizat în motoarele de rachete și avioane.

Datorită proprietăților sale, kerosenul este utilizat în motoarele de rachete

Proprietăți, producție și aplicare

Istoria kerosenului datează de mai bine de 2 mii de ani și începe atunci când oamenii de știință arabi au venit cu o metodă de distilare a uleiului în componente individuale. A fost descoperit oficial în 1853, când medicul canadian Abraham Gesner a dezvoltat și brevetat o metodă de extragere a unui lichid inflamabil limpede din bitum și șisturi bituminoase.

După forarea primei sonde de petrol în 1859, petrolul a devenit principala materie primă pentru kerosen. Datorită utilizării sale pe scară largă în lămpi, a fost considerat timp de zeci de ani un produs major al rafinării petrolului. Doar apariția electricității i-a redus importanța pentru iluminat. Producția de kerosen a scăzut, de asemenea, pe măsură ce automobilele au devenit mai populare.- această împrejurare a crescut semnificativ importanța benzinei ca produs petrolier. Cu toate acestea, astăzi, în multe părți ale lumii, kerosenul este folosit pentru încălzire și iluminat, iar combustibilul modern pentru avioane este același produs, dar de o calitate superioară.

Odată cu creșterea utilizării mașinilor, popularitatea kerosenului a scăzut

Kerosenul este un lichid transparent ușor, din punct de vedere chimic un amestec de compuși organici. Compoziția sa depinde în mare măsură de materia primă, dar, de regulă, constă dintr-o duzină de hidrocarburi diferite, fiecare moleculă conținând de la 10 la 16 atomi de carbon. Kerosenul este mai puțin volatil decât benzina. Temperaturile comparative de ardere ale kerosenului și benzinei, la care emit vapori inflamabili în apropierea suprafeței, sunt de 38, respectiv -40°C.

Această proprietate ne permite să considerăm kerosenul drept un combustibil relativ sigur din punct de vedere al depozitării, utilizării și transportului. Pe baza punctului său de fierbere (150 până la 350 ° C), este clasificat ca unul dintre așa-numitele distilate medii de țiței.

Kerosenul poate fi produs direct, adică separat fizic de ulei, prin distilare sau prin descompunerea chimică a fracțiilor mai grele ca rezultat al procesului de cracare.

Caracteristicile kerosenului ca combustibil

Arderea este procesul de oxidare violentă a substanțelor cu degajare de căldură. De regulă, reacția implică oxigenul conținut în aer. În timpul arderii hidrocarburilor se formează următoarele produse principale de ardere:

• dioxid de carbon;
• vapor de apă;
• funingine.

Cantitatea de energie generată în timpul arderii combustibilului depinde de tipul acestuia, de condițiile de ardere, de masă sau de volum. Energia se măsoară în jouli sau calorii. Specific (pe unitate de măsură a cantității de substanță) Puterea calorică este energia obținută prin arderea unei unități de combustibil:

• molar (de exemplu, J/mol);
• masa (de exemplu, J/kg);
• volumetrice (de exemplu, kcal/l).

În majoritatea cazurilor, pentru evaluarea gazelor, lichidelor și combustibili solizi functioneaza cu indicatorul masei caldura de ardere, exprimata in J/kg.

Când un carbohidrat este ars, se formează mai multe elemente, cum ar fi funinginea

Valoarea căldurii de ardere va depinde dacă procesele care au loc cu apa în timpul arderii au fost luate în considerare. Evaporarea umezelii este un proces consumator de energie, iar luarea în considerare a transferului de căldură în timpul condensării acestor vapori poate afecta și rezultatul.

Rezultatul măsurătorilor efectuate înainte ca aburul condensat să returneze energie sistemului se numește putere calorică inferioară, iar valoarea obținută după condensarea vaporilor se numește căldură mai mare. Motoarele cu hidrocarburi nu pot folosi energia suplimentară a vaporilor de apă din evacuare, astfel încât indicatorul net este relevant pentru producătorii de motoare și se găsește mai des în cărțile de referință.

Adesea, atunci când se indică puterea calorică, nu se specifică care dintre cantități se referă, ceea ce poate duce la confuzie. Ajută să știi că în Federația Rusă este tradițional să se indice pe cel inferior.

Puterea calorică mai mică este un indicator important

Trebuie remarcat faptul că pentru unii combustibili împărțirea în energie netă și brută nu are sens, deoarece nu produc apă în timpul arderii. Acest lucru nu este relevant pentru kerosen, deoarece conținutul său de hidrocarburi este ridicat. Cu o densitate relativ scăzută (între 780 kg/m³ și 810 kg/m³) puterea sa calorică este similară cu cea a motorinei și este:

• cel mai mic - 43,1 MJ/kg;
• cel mai mare - 46,2 MJ/kg.

Comparație cu alte tipuri de combustibil

Indicatorul luat în considerare este foarte convenabil pentru evaluarea cantității potențiale de căldură conținută în combustibil. De exemplu, puterea calorică a benzinei pe unitatea de masă este comparabilă cu cea a kerosenului, dar prima este mult mai densă. În consecință, în aceeași comparație, un litru de benzină conține mai puțină energie.

Căldura specifică de ardere a uleiului ca amestec de hidrocarburi depinde de densitatea acestuia, care este variabilă pentru diferite câmpuri (43-46 MJ/kg). Metodele de calcul fac posibilă determinarea acestei valori cu o precizie ridicată dacă există date inițiale despre compoziția sa.

Indicatorii medii pentru unele tipuri de lichide inflamabile care alcătuiesc uleiul arată astfel (în MJ/kg):

• motorină - 42-44;
• benzină - 43-45;
• kerosen - 43-44.

Conținutul caloric al combustibililor solizi, cum ar fi turba și cărbunele, are o gamă mai mare. Acest lucru se datorează faptului că compoziția lor poate varia foarte mult atât în ​​ceea ce privește conținutul de substanțe incombustibile, cât și în conținutul caloric al hidrocarburilor. De exemplu, puterea calorică a diferitelor tipuri de turbă poate varia între 8-24 MJ/kg, iar cărbunele - 13-36 MJ/kg. Dintre gazele comune, hidrogenul are o putere calorică ridicată - 120 MJ/kg. Următoarea căldură specifică de ardere cea mai mare este metanul (50 MJ/kg).

Putem spune că kerosenul este un combustibil care a trecut testul timpului tocmai datorită intensității sale energetice relativ ridicate la un preț scăzut. Utilizarea sa nu este doar justificată din punct de vedere economic, dar în unele cazuri nu există nicio alternativă.