Теплота сгорания топлива что это такое

Что такое теплота сгорания топлива? Здесь мы попытаемся ответить на этот вопрос, рассмотрев ее показатели для различных видов топлива, а также факторы, влияющие на них.

По сути, топливо — это источник энергии, который при определенных условиях выделяет определенное количество тепловой энергии. Эта выработка зависит от содержания в топливе окислителя. Химический состав топлива и его форма (газ или жидкость) определяют потенциальную энергию.

Чем больше теплота сгорания, тем меньше топлива требуется для достижения того же уровня КПД. Затем эта теплота делится на высшую и низшую категории, в зависимости от количества выделяемой энергии и количества влаги.

Теплота сгорания как показатель энергии

Теплота сгорания является основным фактором, определяющим количество энергии, полученной при сгорании топлива. Она измеряется в двух единицах: «Дж/ м3» и «Дж/л». Для сравнения энергетических показателей различных видов топлива в качестве точки отсчета принимается минимальное значение 29 308 кДж/кг. На теплоту сгорания могут влиять различные критерии, такие как влажность, содержание серы и золы.

Теплоотдача бензина

Температура горения бензина в основном остается неизменной независимо от вида используемого газа. Она колеблется в пределах 43,5–44,5 кДж/кг. Эта теплоотдача не зависит от октанового числа и определяется составом топлива. Присутствующий в нем водород значительно снижает тепловую отдачу газа за счет его способности соединяться с кислородом и образовывать воду.

Теплота сгорания керосина

Теплота сгорания керосина не может быть точно определена, поскольку соотношение додекана, тридекана, тетрадекана и пентадекана в каждой партии топлива различно. Так, теплота сгорания для разных партий оценивается в 43000 ± 1000 кДж/кг. Это определяется свойствами нефти. На теплоту сгорания также влияют плотность и вязкость керосина, которые зависят от температуры наружного воздуха. Видно, что удельная теплоемкость значительно возрастает с повышением температуры.

Теплота сгорания дизельного топлива

Ключевым фактором при оценке работы двигателя, работающего на дизельном топливе, является теплота сгорания. Она определяет расход топлива и КПД. Так, при выделении значительного количества энергии расход топлива снижается, а КПД увеличивается. Однако теплота сгорания дизельного топлива напрямую связана с наличием в его компонентах воды и серы, поэтому состав дизельного топлива регламентируется. В общем случае теплота сгорания рассчитывается в диапазоне от 39 200 до 43 300 кДж/кг, исходя из специфических свойств используемой в производстве нефти.

Тепло и свет из топлива

Для того чтобы выжить, всем нам необходимо тепло: и для обогрева дома, и для приготовления пищи, и даже для плавки металлов и выработки электроэнергии. В самом начале, когда был открыт огонь, единственным способом получения тепла и света было использование топлива — обычно дерева. Любой материал, выделяющий энергию при горении, считается топливом.

Виды топлива

Существует четыре вида топлива: твердое, жидкое, газообразное и ядерное. Ядерное топливо уникально тем, что в нем используется другой способ получения энергии.

Твердое топливо

К твердым видам топлива относятся: древесина, горючие сланцы, уголь и торф. Ископаемое твердое топливо, за исключением сланцев, состоит из разложившегося органического вещества растений. Торф — самый молодой из четырех видов топлива, так как представляет собой плотную массу разложившихся болотных растений. Следующим по возрасту является бурый уголь, представляющий собой темную однородную массу, которая окисляется и распадается под воздействием открытого воздуха. Сланцы — это минералы, выделяющие смолу. Твердые угли имеют более плотную структуру с низкой пористостью.

Виды топлива

Жидкоетопливо — это, например,БензинилиНефть.Газообразное— это смесь, содержащаяВодородиОксид углерода. В горючем элементе топлива всегда присутствуютУглерод,Кислород,Водород,СераиАзот.Кислородв сочетании сУглеродомилиВодородомуменьшает тепло, выделяющееся при горении.Азотпереходит в продукты сгорания, не окисляясь.Сера— вредная примесь, при сгорании которой выделяется в 4 раза меньше тепла, чем при горении углерода.

Тепловыделение при сгорании топлива

Количество тепла, выделяемого при сгорании топлива, определяется его удельной теплотой. Этот показатель входит в формулу, по которой рассчитывается энергия, выделяющаяся при сгорании топлива. Уравнение имеет вид Q = q*m, где Q — выделяемая тепловая энергия [Дж], q — удельная теплота сгорания [Дж/м3], m — масса [кг]. Удельная теплота сгорания — это числовое значение, показывающее, сколько энергии выделяется при сгорании одного килограмма топлива.