Įvairių kuro rūšių šilumingumas: kuro palyginimas pagal degimo šilumą + šilumingumo lentelė

Kai tam tikras kuro kiekis sudega, išsiskiria išmatuojamas šilumos kiekis. Pagal Tarptautinę vienetų sistemą dydis išreiškiamas džauliais kg arba m³. Tačiau parametrai gali būti skaičiuojami ir kcal arba kW. Jei vertė atitinka kuro matavimo vienetą, ji vadinama savitąja.

Ką veikia įvairių kuro rūšių šilumingumas? Kokia yra indikatoriaus vertė skystoms, kietoms ir dujinėms medžiagoms? Atsakymai į šiuos klausimus išsamiai pateikiami straipsnyje. Be to, mes parengėme lentelę, kurioje pateikiama medžiagų savitoji degimo šiluma – ši informacija bus naudinga renkantis didelės energijos kuro rūšį.

Bendra informacija apie šilumingumą

Energijos išsiskyrimas degant turėtų būti apibūdinamas dviem parametrais: aukštu naudingumo koeficientu ir kenksmingų medžiagų gamybos nebuvimu.

Dirbtinis kuras gaunamas perdirbant natūralų – biologinį kurą. Nepriklausomai nuo medžiagos agregatinės būsenos, jos cheminėje sudėtyje yra degioji ir nedegioji dalis. Pirmoji — tai anglis ir vandenilis. Antroji sudaryta iš vandens, mineralinių druskų, azoto, deguonies, metalų.

Pagal agregatinę būseną kuras skirstomas į skystą, kietą ir dujas. Kiekviena grupė papildomai išsišakoja į natūralų ir dirbtinį pogrupį (+)

Sudegus 1 kg tokio „mišinio“ išsiskiria skirtingas energijos kiekis. Kiek būtent šios energijos išsiskirs, priklauso nuo nurodytų elementų proporcijų — degiosios dalies, drėgmės, peleningumo ir kitų komponentų.

Kuro degimo šiluma (KDS) susidaro iš dviejų lygių — aukštesniojo ir žemesniojo. Pirmasis rodiklis gaunamas dėl vandens kondensacijos, antrajame šis veiksnys neatsižvelgiamas.

Žemesnioji kuro degimo šiluma reikalinga skaičiuojant kuro poreikį ir jo kainą, naudojant tokius rodiklius sudaromi šiluminiai balansai ir nustatomas kuru veikiančių įrenginių naudingumo koeficientas.

Apskaičiuoti kuro degimo šilumą galima analitiškai arba eksperimentiškai. Jei cheminė kuro sudėtis žinoma, taikoma Mendelejevo formulė. Eksperimentiniai metodai pagrįsti faktiniu šilumos matavimu degant kurui.

Tokiais atvejais naudojama speciali bomba deginimui – kalorimetrinė kartu su kalorimetru ir termostatu.

Skaičiavimo ypatybės yra individualios kiekvienam kuro tipui. Pavyzdys: TST vidaus degimo varikliuose apskaičiuojamas pagal mažiausią vertę, nes cilindruose skystis nesikondensuoja.

TST nustatoma naudojant kalorimetrinę bombą. Suslėgtas deguonis prisotinamas vandens garais. Į tokią terpę dedamas kuro mėginys ir nustatomi rezultatai.

Kiekvienas medžiagų tipas turi savo TST dėl cheminės sudėties ypatumų. Vertės labai skiriasi, svyravimo diapazonas – 1 000–10 000 kcal/kg.

Lyginant skirtingas medžiagų rūšis, vartojama sąlyginio kuro sąvoka, jam būdinga mažesnė TST – 29 MJ/kg.

Kietųjų medžiagų šilumingumas

Šiai kategorijai priklauso mediena, durpės, koksas, degieji skalūnai, briketinis ir dulkių pavidalo kuras. Pagrindinė kietojo kuro sudedamoji dalis – anglis.

Skirtingų medienos rūšių ypatumai

Maksimalus malkų naudojimo efektyvumas pasiekiamas laikantis dviejų sąlygų – medienos sausumo ir lėto degimo proceso.

Medžio gabalai pjaustomi arba kapojami į 25-30 cm ilgio gabalus, kad malkas būtų patogu sukrauti į krosnį.

Idealiais malkinio krosninio šildymo atveju laikomi ąžuolo, beržo, uosio kaladėlės. Gerais rodikliais pasižymi gudobelė, lazdynas. O spygliuočių rūšių kaloringumas žemas, bet degimo greitis didelis.

Kaip dega skirtingos rūšys:

1. Buką, beržą, uosį, lazdyną sunku užkurti, tačiau jie gali degti žali dėl mažo drėgmės kiekio.
2. Alksnis su drebulė nesudaro suodžių ir „moka“ juos pašalinti iš dūmtakio.
3. Beržas reikalauja pakankamo oro kiekio krosnyje, kitaip rūks ir dervos nuosėdos kaupsis ant vamzdžio sienelių.
4. Pušis turi daugiau dervos nei eglė, todėl kibirkščiuoja ir dega karščiau.
5. Kriaušė ir obelis lengviau nei kiti skyla ir puikiai dega.
6. Kedras palaipsniui virsta rusenančia anglimi.
7. Vyšnia ir guoba rūko, o plataną sunku suskaldyti.
8. Liepa su tuope greitai išdega.

Skirtingų rūšių TST rodikliai labai priklauso nuo konkrečių rūšių tankio. 1 kubinis metras malkų atitinka maždaug 200 litrų skystojo kuro ir 200 m³ gamtinių dujų. Mediena ir malkos priskiriamos mažo energijos efektyvumo kategorijai.

Amžiaus įtaka anglies savybėms

Anglis yra natūrali augalinės kilmės medžiaga. Ji išgaunama iš nuosėdinių uolienų. Šiame kure yra anglies ir kitų cheminių elementų.

Be tipo, anglies šilumingumui įtakos turi ir medžiagos amžius. Rudosios anglys priskiriamos jaunai kategorijai, po jų seka akmens anglys, o seniausiomis laikomos antracitinės anglys.

Pagal kuro amžių nustatoma ir drėgmė: kuo jaunesnės anglys, tuo daugiau jose drėgmės. Kuri taip pat turi įtakos šio tipo kuro savybėms.

Anglies degimo procesą lydi aplinką teršiančių medžiagų išsiskyrimas, katilo grotelės pasidengia šlaku. Dar vienas nepalankus atmosferai veiksnys – sieros buvimas kuro sudėtyje. Šis elementas, susilietęs su oru, virsta sieros rūgštimi.

Gamintojams pavyksta maksimaliai sumažinti sieros kiekį anglyse. Dėl to šilumingumas skiriasi net tos pačios rūšies ribose. Rodikliams įtakos turi ir gavybos geografija. Kaip kietasis kuras gali būti naudojamos ne tik grynos anglys, bet ir briketuotas šlakas.

Didžiausia kuro geba stebima kokso anglių. Geromis charakteristikomis pasižymi ir akmens, medžio, rudosios anglys, antracitas.

Pelečių ir briketų charakteristikos

Šis kietasis kuras gaminamas pramoniniu būdu iš įvairių medienos ir augalinių atliekų.

Susmulkintos drožlės, žievė, kartonas, šiaudai išdžiovinami ir specialios įrangos pagalba paverčiami granulėmis. Kad masė įgytų tam tikrą klampumo laipsnį, į ją dedamas polimeras – ligninas.

Granulės pasižymi priimtina kaina, kuriai įtakos turi didelė paklausa ir gamybos proceso ypatumai. Ši medžiaga gali būti naudojama tik tokiems kuro tipams skirtuose katiluose.

Briketai skiriasi tik forma, juos galima krauti į krosnis, katilus. Abu kuro tipai skirstomi į rūšis pagal žaliavą: iš apvalių rąstų, durpių, saulėgrąžų, šiaudų.

Granulės ir briketai turi didelių privalumų prieš kitas kuro rūšis:

• visiškas ekologiškumas;
• galimybė laikyti praktiškai bet kokiomis sąlygomis;
• atsparumas mechaniniam poveikiui ir grybeliui;
• tolygus ir ilgalaikis degimas;
• optimalus granulių dydis pakrovimui į šildymo įrenginį.

Ekologiškas kuras – gera alternatyva tradiciniams šilumos šaltiniams, kurie neatsinaujina ir neigiamai veikia aplinką. Tačiau granulės ir briketai pasižymi padidintu gaisringumu, į ką verta atsižvelgti organizuojant saugojimo vietą.

Jei norite, galima nusistatyti kuro briketų gamybą savo rankomis, daugiau – šiame straipsnyje.

Skystųjų medžiagų parametrai

Skystosios medžiagos, kaip ir kietosios, skirstomos į šiuos komponentus: anglį, vandenilį, sierą, deguonį, azotą. Procentinis santykis išreiškiamas pagal masę.

Iš deguonies ir azoto susidaro vidinis organinis kuro balastas, šie komponentai nedega ir yra sąlygiškai įtraukti į sudėtį. Išorinis balastas susidaro iš drėgmės ir pelenų.

Didelė savitoji degimo šiluma stebima benzine. Priklausomai nuo markės, ji sudaro 43–44 MJ.

Panašūs savitosios degimo šilumos rodikliai nustatomi ir aviaciniam žibalui – 42,9 MJ. Į lyderių kategoriją pagal šilumingumo vertę patenka ir dyzelinis kuras – 43,4–43,6 MJ.

Kadangi benzino degimo šiluma didesnė nei dyzelinio kuro, jo sąnaudos ir naudingumo koeficientas turėtų būti didesni. Tačiau dyzelinis kuras yra ekonomiškesnis už benziną 30–40 %.

Santykinai mažomis degimo šilumos vertėmis pasižymi skystasis raketinis kuras, etilenglikolis. Mažiausia savitoji degimo šiluma išsiskiria alkoholis ir acetonas. Jų rodikliai yra žymiai mažesni nei tradicinio variklinio kuro.

Dujinio kuro savybės

Dujinis kuras sudarytas iš anglies monoksido, vandenilio, metano, etano, propano, butano, etileno, benzeno, vandenilio sulfido ir kitų komponentų. Šie rodikliai išreiškiami tūrio procentais.

Didžiausia degimo šiluma pasižymi vandenilis. Degdamas kilogramas medžiagos išskiria 119,83 MJ šilumos. Tačiau jis pasižymi padidintu sprogimo pavojingumu.

Aukšti šilumingumo rodikliai stebimi ir gamtinėse dujose.

Jie lygūs 41–49 MJ/kg. Tačiau, pavyzdžiui, gryno metano degimo šiluma didesnė – 50 MJ/kg.

Lyginamoji rodiklių lentelė

Lentelėje pateikiamos skystųjų, kietųjų ir dujinių kuro rūšių masinės savitosios degimo šilumos vertės.

Iš lentelės matyti, kad didžiausius degimo šilumos rodiklius iš visų medžiagų, o ne tik iš dujinių, turi vandenilis. Jis priskiriamas prie aukštos energijos kuro rūšių.

Vandenilio degimo produktas – paprastas vanduo. Proceso metu nesusidaro krosnių šlakai, pelenai, anglies monoksidas ir anglies dioksidas, todėl medžiaga yra ekologiškai švarus kuras. Bet jis yra sprogus ir pasižymi mažu tankiu, todėl tokį kurą sunku suskystinti ir transportuoti.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Apie skirtingų medienos rūšių šilumingumą. Rodiklių palyginimas skaičiuojant m³ ir kg.

Degimo šiluma (SDS) – svarbiausia kuro šiluminė ir eksploatacinė charakteristika. Šis rodiklis naudojamas įvairiose žmogaus veiklos srityse: šiluminiuose varikliuose, elektrinėse, pramonėje, šildant būstą ir gaminant maistą.

Šilumingumo vertės padeda palyginti skirtingas kuro rūšis pagal išskiriamą energijos kiekį, apskaičiuoti reikiamą kuro masę, sutaupyti išlaidų.

Ar turite ką pridurti, ar kilo klausimų apie skirtingų kuro rūšių šilumingumą? Galite palikti komentarus po publikacija ir dalyvauti diskusijose – kontaktinė forma yra apatiniame bloke.