Теплота сгорания топлива что это такое

Теплота сгорания топлива — это, по сути, количество энергии, выделяющееся при сгорании топлива в определенных условиях. Эта энергия определяется содержанием окислителя, химическим составом топлива и его состоянием. Чем больше выделяется энергии сгорания, тем меньше расходуется топлива и тем выше КПД процесса.

Теплота сгорания топлива подразделяется на две категории — высокую и низкую — в зависимости от количества затраченной энергии и количества влаги в топливе. Знание этих параметров позволяет определить наиболее эффективный способ сжигания топлива.

Теплота сгорания

Теплота сгорания определяет количество энергии, выделяемой при полном сгорании топлива. Стандартной мерой является «Дж/ м3» или «Дж/л». Для сравнения теплотворной способности различных видов топлива используется наименьшая теплота сгорания (29 308 кДж/кг).

Однако необходимо учитывать, что на теплоту сгорания влияет ряд факторов, таких как влажность, содержание серы и золы.

Теплота сгорания бензина

Интенсивность горения бензина практически одинакова для всех марок. Она может колебаться в пределах 43,5–44,5 кДж/кг. Такие показатели определяются не столько октановым числом топлива, сколько его составом. Присутствующий в нем водород снижает тепловую ценность бензина, так как он может соединяться с кислородом, образуя воду.

Теплота сгорания керосина

Точно определить теплоту сгорания керосина не представляется возможным из-за различного содержания додекана, тридекана, тетрадекана и пентадекана в каждой партии. По расчетам теплота сгорания топлива составляет 43000 ± 1000 кДж/кг, что определяется свойствами масла. На теплоту сгорания также влияют плотность и вязкость керосина, которые зависят от внешней температуры. Замечено, что при повышении температуры удельная теплоемкость значительно увеличивается.

Теплота сгорания дизельного топлива

Наиболее важным фактором при оценке общей эффективности дизельных двигателей является теплота сгорания топлива. Она определяет количество израсходованного топлива и эффективность работы двигателя. Более высокая теплота сгорания предполагает меньший расход бензина и более высокий КПД. Однако теплота сгорания дизельного топлива зависит от наличия в его составе воды и серы. Поэтому для дизельного топлива существуют нормативы. Обычно теплота сгорания находится в диапазоне от 39 200 до 43 300 кДж/кг в зависимости от качества нефти, используемой для производства.

Виды топлива

Тепло необходимо всем живым существам. Для чего бы оно ни было нужно — для поддержания тепла в доме, приготовления пищи, плавления металлов или получения других видов энергии — нам необходимо тепло. Первоначально в качестве топлива для получения тепла и света использовалась древесина. Топливо — это любое вещество, которое при сгорании выделяет энергию.

Виды топлива

Топливо можно разделить на четыре группы: твердое, жидкое, газообразное и ядерное. Последнее работает по-разному, о чем мы говорили в статье о ядерном реакторе.

Твердое топливо

К твердым видам топлива относятся древесина, горючие сланцы, уголь и торф. За исключением сланца, они представляют собой последствия разложения растений. Самым молодым среди них является торф, представляющий собой плотную массу, образовавшуюся в результате гниения болотных растений. Бурый уголь представляет собой темную однородную массу, которая окисляется и разрушается на открытом воздухе. Сланцы — это минералы, выделяющие смолу. Каменные угли отличаются жесткостью и низкой пористостью.

Жидкое топливо

Жидкое топливо состоит из таких элементов, как бензин или масло. Газообразное топливо состоит из смеси водорода и угарного газа. Горючая часть топлива состоит из углерода, кислорода, водорода, серы и азота. Кислород, соединяясь с углеродом или водородом, уменьшает количество выделяемого при горении тепла. Азот входит в продукты сгорания, не окисляясь. Сера — нежелательный загрязнитель, выделяющий при сгорании в четыре раза меньше тепла, чем углерод.

Удельная теплота сгорания топлива

Удельная теплота сгорания — это мера энергии, выделяемой при сгорании топлива. Эта величина подставляется в уравнение для определения количества тепла, выделяемого при сгорании топлива. Формула для этого имеет вид: Q = q*m, где Q — количество тепла [Дж], q — удельная теплота сгорания [Дж/м3], m — масса [кг]. Удельная теплота сгорания — это табличная величина, показывающая, сколько энергии выделится при сгорании 1 кг топлива.