Теплота сгорания топлива что это такое

Сегодня мы погрузимся в понятие теплоты сгорания топлива. Мы рассмотрим ее показатели для различных видов топлива и то, что на них влияет.

По своей сути топливо — это энергоноситель, который при определенных условиях выделяет определенное количество тепловой энергии. Это определяется содержанием окислителя. Химический состав топливной смеси и ее форма (газ/жидкость) влияют на количество выделяемой энергии.

Чем больше энергия сгорания, тем меньше требуется топлива при постоянном коэффициенте полезного действия. Теплота сгорания классифицируется на высшую и низшую в зависимости от потребляемой энергии и содержания влаги.

Теплотворная способность топлива

Теплота сгорания топлива является основным показателем энергии и используется для расчета общего количества сожженного топлива и полученной энергии. Обычно она измеряется в «Дж/ м3» и «Дж/л». Для сравнения теплотворной способности различных видов топлива принимается во внимание минимальное значение теплоты сгорания (29 308 кДж/кг). Важно отметить, что теплота сгорания может изменяться в зависимости от таких факторов, как влажность, содержание серы и золы.

Теплота сгорания бензина

Теплота сгорания бензина обычно находится в очень узком диапазоне независимо от марки бензина. Она находится в диапазоне 43,5–44,5 кДж/кг и не зависит от октанового числа бензина. Теплота сгорания топлива снижается из-за того, что содержащийся в нем водород связывается с кислородом и образует водяной пар.

Теплота сгорания керосина

Точно определить теплоту сгорания керосина невозможно, так как количество додекана, тридекана, тетрадекана и пентадекана в каждой партии топлива может быть различным. Так, теплота сгорания керосина для разных групп составляет 43000 ± 1000 кДж/кг, что определяется характеристиками масла. На теплоту сгорания также влияют плотность и вязкость керосина, которые зависят от внешней температуры. Замечено, что при повышении температуры теплоемкость значительно возрастает.

Теплота сгорания дизельного топлива

Количество энергии, выделяемой при сгорании дизельного топлива, является одним из основных факторов, определяющих эффективность работы двигателя. Чем больше энергии выделяется, тем меньше расходуется топлива и тем выше производительность. Теплота сгорания дизельного топлива зависит от содержания воды и серы, поэтому она регулируется. В целом теплота сгорания топлива колеблется от 39 200 до 43 300 кДж/кг в зависимости от типа масла.

Виды топлива

Тепло необходимо человеку для любой деятельности: для обогрева жилья, приготовления пищи, плавки металлов или получения других видов энергии. Чтобы получить свет и тепло, люди используют топливо. Когда люди впервые открыли огонь, им еще требовалось топливо, которым было дерево. Топливо — это любой материал, который при сгорании выделяет энергию.

Четыре категории топлива

Существует четыре вида топлива: твердое, жидкое, газообразное и ядерное. Ядерное топливо отличается тем, как оно используется для получения энергии.

Твердое топливо

К твердым видам топлива относятся древесина, горючие сланцы, уголь и торф. Ископаемое твердое топливо, за исключением сланцев, образуется в результате разложения органического вещества растений. Наиболее молодым является торф, представляющий собой плотную массу, образовавшуюся из разложившихся болотных растений. Бурый уголь — темное однородное вещество, окисляющееся и распадающееся на свежем воздухе. Сланцы — минералы, выделяющие смолу. Каменный уголь — разновидность угля, отличающаяся повышенной прочностью и компактностью.

Виды топлива

Жидкое топливо, такое как бензин или масло, является одним из видов горючего. Газообразное топливо представляет собой комбинацию водорода и угарного газа.

Состав топлива

Горючая часть этих видов топлива всегда содержит углерод, кислород, водород, серу и азот. Кислород соединяется с углеродом или водородом, уменьшая теплоту сгорания. Азот присутствует в продуктах сгорания, не подвергаясь окислению. Сера является вредной примесью, приводящей к выделению в четыре раза меньшего количества тепла по сравнению со сжиганием углерода.

Теплота, выделяющаяся при горении топлива

Удельная теплота сгорания характеризует энергетическую ценность топлива. Этот показатель входит в уравнение теплоты, выделяющейся при сгорании топлива. Суммарная теплота, выделяющаяся при сгорании топлива Q = q*m Q — теплота [Дж]; q — удельная теплота сгорания [Дж/м3]; m — масса [кг]. Эта удельная теплота сгорания представляет собой табличную величину, отображающую количество энергии, выделяющейся при сгорании 1 кг топлива.