Erinevate kütuste kütteväärtus: kütuste võrdlus põlemissoojuse järgi + kütteväärtuste tabel

Kui teatud kogus kütust põleb, eraldub mõõdetav kogus soojust. Rahvusvahelise mõõtühikute süsteemi järgi väljendatakse suurust džaulides kg või m³ kohta. Kuid parameetrid võivad olla arvutatud ka kKcal või kW. Kui väärtus on seotud kütuse mõõtühikuga, nimetatakse seda eriväärtuseks.

Millele mõjutab erinevate kütuste kütteväärtus? Milline on näitaja tähtsus vedelate, tahkete ja gaasiliste ainete puhul? Vastused nendele küsimustele on artiklis üksikasjalikult esitatud. Lisaks oleme koostanud tabeli materjalide eripõlemissoojuse kuvamiseks – see teave on kasulik kõrge energiasisaldusega kütusetüübi valimisel.

Üldteave kütteväärtuse kohta

Energia vabanemist põlemisel peaks iseloomustama kaks parameetrit: kõrge kasutegur ja kahjulike ainete puudumine.

Tehislik kütus saadakse loodusliku – bioloogilise kütuse töötlemisel. Sõltumata aine agregaatolekust on nende keemilises koostises põlev ja mittesüttiv osa. Esimene on süsinik ja vesinik. Teine koosneb veest, mineraalsooladest, lämmastikust, hapnikust, metallidest.

Agregaatoleku järgi jaotatakse kütus vedelaks, tahkeks ja gaasiks. Iga rühm jaguneb veel looduslikuks ja tehislikuks alamrühmaks (+)

1 kg sellise "segu" põlemisel eraldub erinev kogus energiat. Kui palju energiat eraldub, sõltub nimetatud elementide – põleva osa, niiskuse, tuhasisalduse ja muude komponentide – vahekorrast.

Kütuse põlemissoojus (KPS) koosneb kahest tasemest – kõrgemast ja madalamast. Esimene näitaja saadakse vee kondenseerumise tõttu, teises seda tegurit ei arvestata.

Madalamat KPS-i on vaja kütusevajaduse ja selle maksumuse arvutamiseks. Selliste näitajate abil koostatakse soojusbilanssid ja määratakse kütusel töötavate seadmete kasutegur.

KPS-i saab arvutada analüütiliselt või eksperimentaalselt. Kui kütuse keemiline koostis on teada, kasutatakse Mendelejevi valemit. Eksperimentaalsed meetodid põhinevad soojuse tegelikul mõõtmisel kütuse põlemisel.

Nendel juhtudel kasutatakse spetsiaalset põlemispommi – kalorimeetrilist koos kalorimeetri ja termostaadiga.

Arvutuste eripärad on iga kütuseliigi puhul individuaalsed. Näide: kütteväärtus sisepõlemismootorites arvutatakse madalamast väärtusest, sest silindrites ei kondenseeru vedelik.

Kütteväärtus määratakse kalorimeetrilise pommi abil. Suruhapnikku küllastatakse veeauruga. Sellisesse keskkonda asetatakse kütuse proov ja määratakse tulemused.

Igal ainetüübil on oma kütteväärtus keemilise koostise eripärade tõttu. Väärtused erinevad oluliselt, kõikumisvahemik on 1 000–10 000 kKcal/kg.

Erinevaid materjaliliike võrreldes kasutatakse tingliku kütuse mõistet, seda iseloomustab alumine kütteväärtus 29 MJ/kg.

Tahkete materjalide kütteväärtus

Sellesse kategooriasse kuuluvad puit, turvas, koks, põlevkivi, brikett- ja tolmkütus. Tahke kütuse põhiline koostisosa on süsinik.

Erinevate puuliikide omadused

Maksimaalne efektiivsus küttepuude kasutamisel saavutatakse kahe tingimuse täitmisel – puidu kuivus ja aeglane põlemisprotsess.

Puutükid saetakse või raiutakse kuni 25-30 cm pikkusteks tükkideks, et küttepuid saaks kolde hõlpsasti laadida.

Ideaalseks küttepuudega ahjukütte jaoks peetakse tamme-, kase- ja saarepuid. Head näitajad on viirpuul ja sarapuul. Okaspuuliikidel on kütteväärtus madal, kuid põlemiskiirus kõrge.

Kuidas erinevad puuliigid põlevad:

1. Pöök, kask, saar, sarapuu on keeruline süüdata, kuid nad suudavad põleda niiskena madala niiskusesisalduse tõttu.
2. Lepik ja haab ei tekita tahma ja oskavad seda korstnast eemaldada.
3. Kask nõuab koldes piisavas koguses õhku, vastasel juhul hakkab see suitsema ja settib vaiguna toruseintele.
4. Mänd sisaldab rohkem vaiku kui kuusk, seepärast sädeleb ja põleb kuumemalt.
5. Pirni- ja õunapuu lõhenevad kergemini kui teised ja põlevad suurepäraselt.
6. Seeder muutub järk-järgult hõõguvaks söeks.
7. Kirsipuu ja jalakas suitsetavad, plaatanit on raske lõhestada.
8. Pärn ja pappel põlevad kiiresti läbi.

Erinevate puuliikide kütteväärtuse näitajad sõltuvad tugevalt konkreetse liigi tihedusest. 1 kuupmeeter küttepuid on ligikaudu ekvivalentne 200 liitri vedelkütuse ja 200 m³ maagaasiga. Puit ja küttepuud kuuluvad madala energiatõhususega kategooriasse.

Vanuse mõju söe omadustele

Süsi on looduslik taimset päritolu materjal. Seda kaevandatakse settekivimitest. Selles kütuses sisaldub süsinik ja muud keemilised elemendid.

Lisaks söe põlemissoojuse tüübile mõjutab seda ka materjali vanus. Pruunsüsi kuulub noorde kategooriasse, sellele järgneb kivisüsi ja vanimaks loetakse antratsiiti.

Kütuse vanuse järgi määratakse ka niiskus: mida noorem on süsi, seda suurem on selles niiskusesisaldus. See omakorda mõjutab selle kütusetüübi omadusi.

Söe põlemisprotsessiga kaasneb keskkonda saastavate ainete eraldumine, katla restid kattuvad selle ajal räbuga. Veel üks atmosfäärile ebasoodne tegur on väävli sisaldus kütuse koostises. See element muundub õhuga kokkupuutel väävelhappeks.

Tootjatel õnnestub väävlisisaldust söes maksimaalselt vähendada. Selle tulemusena erineb kütteväärtus isegi ühe liigi piires. Näitajaid mõjutab ka kaevandamise geograafia. Tahke kütusena saab kasutada mitte ainult puhast sütt, vaid ka briketeeritud räbu.

Suurim küttevõime on koksival söel. Heade omadustega on ka kivisüsi, puusüsi, pruunsüsi, antratsiit.

Pelletite ja brikettide omadused

See tahke kütus valmistatakse tööstuslikult erinevast puidu- ja taimjäätmetest.

Purustatud laastud, koor, papp, põhk kuivatatakse ja muudetakse spetsiaalse seadme abil graanuliteks. Et mass omandaks teatud viskoossusastme, lisatakse sellele polümeer – ligniin.

Pelletid eristuvad vastuvõetava maksumuse poolest, mida mõjutavad kõrge nõudlus ja tootmisprotsessi iseärasused. Seda materjali saab kasutada ainult sellise kütuseliigi jaoks ette nähtud kateldes.

Brikett eristub ainult vormi poolest, neid saab laadida ahjudesse, kateldesse. Mõlemad kütusetüübid jagunevad liikideks tooraine põhjal: ümarpuust, turbast, päevalillest, põhust.

Pelletitel ja brikettidel on olulised eelised teiste kütuseliikide ees:

• täielik keskkonnasõbralikkus;
• võimalus hoida praktiliselt igasugustes tingimustes;
• vastupidavus mehaanilistele mõjudele ja seenele;
• ühtlane ja pikaajaline põlemine;
• graanulite optimaalne suurus kütteseadmesse laadimiseks.

Keskkonnasõbralik kütus on hea alternatiiv traditsioonilistele soojusallikatele, mis ei ole taastuvad ja mõjuvad keskkonnale ebasoodsalt. Kuid pelletid ja brikett eristuvad suurenenud tuleohtlikkuse poolest, mida tuleb arvestada hoiukoha korraldamisel.

Soovi korral saab kütusbrikettide valmistamise ise korraldada, täpsemalt – selles artiklis.

Vedelate ainete parameetrid

Vedelad materjalid, nagu ka tahked, jagunevad järgmisteks koostisosadeks: süsinik, vesinik, väävel, hapnik, lämmastik. Protsentuaalne suhe väljendatakse massi järgi.

Hapnikust ja lämmastikust moodustub kütuse sisemine orgaaniline ballast, need komponendid ei põle ja on tinglikult koostises. Välimine ballast moodustub niiskusest ja tuhast.

Bensiinil on kõrge eripõlemissoojus. Olenevalt margist on see 43–44 MJ.

Sarnased eripõlemissoojuse näitajad määratakse ka lennukipetrooleumil – 42,9 MJ. Juhtivasse kategooriasse kütteväärtuse poolest kuulub ka diislikütus – 43,4–43,6 MJ.

Kuna bensiini eripõlemissoojus on suurem kui diislikütusel, peaks sellel olema kõrgem ka kulu ja kasutegur. Kuid diislikütus on bensiinist 30–40% ökonoomsem.

Suhteliselt madalate eripõlemissoojuse väärtustega iseloomustuvad vedel raketikütus, etüleenglükool. Minimaalse eripõlemissoojusega eristuvad alkohol ja atsetoon. Nende näitajad on oluliselt madalamad kui traditsioonilisel mootorikütusel.

Gaasilise kütuse omadused

Gaasiline kütus koosneb süsinikmonooksiidist, vesinikust, metaanist, etaanist, propaanist, butaanist, etüleenist, benseenist, vesiniksulfiidist ja muudest komponentidest. Need näitajad väljendatakse mahuprotsentides.

Suurima põlemissoojusega on vesinik. Põlemisel eraldab kilogramm ainet 119,83 MJ soojust. Kuid see on suurema plahvatusohuga.

Kõrgeid kütteväärtuse näitajaid täheldatakse ka maagaasil.

Need on 41–49 MJ/kg. Kuid näiteks puhta metaani põlemissoojus on suurem – 50 MJ/kg.

Näitajate võrdlustabel

Tabelis on esitatud vedelate, tahkete ja gaasiliste kütuseliikide massilise eripõlemissoojuse väärtused.

Tabelist on näha, et suurimad eripõlemissoojuse näitajad kõigist ainetest, mitte ainult gaasilistest, on vesinikul. See kuulub kõrge energiasisaldusega kütuseliikide hulka.

Vesiniku põlemisprodukt on tavaline vesi. Protsessi käigus ei eraldu koldetuha, tuhka, vingugaasi ega süsihappegaasi, mis muudab aine keskkonnasõbralikuks kütuseks. Kuid see on plahvatusohtlik ja madala tihedusega, mistõttu on sellist kütust keeruline veeldada ja transportida.

Järeldused ja kasulik video teemal

Erinevate puuliikide kütteväärtusest. Näitajate võrdlus m³ ja kg kohta.

Eripõlemissoojus on kütuse olulisim soojus- ja kasutusomadus. Seda näitajat kasutatakse mitmesugustes inimtegevuse valdkondades: soojusmootorites, elektrijaamades, tööstuses, eluruumide kütmisel ja toiduvalmistamisel.

Kütteväärtuse väärtused aitavad võrrelda erinevaid kütuseliike eralduva energia järgi, arvutada vajaliku kütuse massi ja säästa kuludelt.

Kas on midagi lisada või tekkis küsimusi erinevate kütuseliikide kütteväärtuse teemal? Võite jätta kommentaare postitusele ja osaleda aruteludes – tagasiside vorm asub alumises plokis.