Брикетное топливо
Брикетное топливо – это еще одно назначение каменноугольных брикетов. Брикетирование происходит путем спекания угольных или торфяных частиц, под действием температуры и давления, в брикеты правильной формы. Для лучшей спекаемости угольных частиц в угольные брикеты при их производстве добавляют связующие.
Торфяные брикеты – это готовый к сжиганию продукт, изготавливаемый из сырого торфа с добавлением связующих веществ или без них, последующей сушкой и обработкой высоким давлением.
Рис. 14. Торфяные топливные брикеты
Буроугольные брикеты – изготавливают из бурого угля и лигнита. Их спекание производят под высоким давлением без добавления связующих веществ после предварительного дробления и сушки с образованием брикетов правильной формы.
Дуб – крепость духа
Какие дрова длительнее горят? Несомненно, дубовые! Они выделяются большой прочностью и плотностью. Не просто так специалисты в шутку относят эту породу к элитным сортам, а уже потом она ценится как вид топлива. В силу данных свойств дубовые поленья поддерживают тепло на необходимом уровне, дают крепкий жар, а негативное воздействие различных факторов извне никоим образом не проявляется на них.
Исходящий от дров запах настолько приятный, терпкий и мягкий, что можно почувствовать дыхание лесных просторов. Как и береза, дуб способен благоприятно оказывать влияние на человеческий организм, в особенности на психику. Также содействует расслабленности и улучшению иммунитета.
Дерево считается долгожителем, и найти пригодную для растопки древесину не очень просто. Для этого годятся не любые поленья. Дрова из молодых растений не дадут много жара, а при горении устаревших образуется приличное количество золы, воздух становится чрезмерно тяжёлым – не каждый гость бани сумеет его выдерживать.
Прекрасное выходит домашнее отопление дровами от деревьев среднего возраста – жара они дают собственно столько, сколько необходимо, и даже больше. Только найти их достаточно трудно, благодаря этому как горючее дуб применяется достаточно редко, к тому же растет медленнее.
Для справки: когда-то из дуба возводились хорошие и крепкие корабли. Сейчас же считается, что подготовить действительно вкусную и сочную пиццу можно лишь на дубовых дровах. Также они больше подойдут для растопки камина, только одна сложность – такую древесину сложно колоть.
Теплотворность твердых материалов
К этой категории относится древесина, торф, кокс, горючие сланцы, брикетное и пылевидное топливо. Основная составная часть твердого топлива — углерод.
Особенности разных пород дерева
Максимальная эффективность от использования дров достигается при условии соблюдения двух условий — сухости древесины и медленном процессе горения.
Куски дерева распиливают или рубят на отрезки длиной до 25-30 см, чтобы дрова удобно загружались в топку
Идеальными для дровяного печного отопления считаются дубовые, березовые, ясеневые бруски. Хорошими показателями характеризуется боярышник, лещина. А вот у хвойных пород теплотворность низкая, но высокая скорость горения.
Как горят разные породы:
- Бук, березу, ясень, лещину сложно растопить, но они способны гореть сырыми из-за низкого содержания влажности.
- Ольха с осиной не образуют сажи и «умеют» удалять ее из дымохода.
- Береза требует достаточного количества воздуха в топке, иначе будет дымить и оседать смолой на стенках трубы.
- Сосна содержит больше смолы, чем ель, поэтому искрит и горит жарче.
- Груша и яблоня легче других раскалывается и отлично горит.
- Кедр постепенно превращается в тлеющий уголь.
- Вишня и вяз дымит, а платан сложно расколоть.
- Липа с тополем быстро прогорают.
Рекомендуем: Промывка теплообменника газового котла: самая подробная инструкция по чистке своими руками, выбору жидкостей и прочих срдств для очистки от накипи, стоимость оборудования и услуг специалистов
Показатели ТСТ разных пород сильно зависят от плотности конкретных пород. 1 кубометр дров эквивалентен примерно 200 литрам жидкого топлива и 200 м3 природного газа. Древесина и дрова относятся к категории с низкой энергоэффективностью.
Влияние возраста на свойства угля
Уголь является природным материалом растительного происхождения. Добывается он из осадочных пород. В этом топливе содержится углерод и другие химические элементы.
Кроме типа на теплоту сгорания угля оказывает влияние и возраст материала. Бурый относится к молодой категории, за ним следует каменный, а самым старшим считается антрацит.
По возрасту горючего определяется и влажность: чем моложе уголь, тем больше в нем содержание влаги. Которая также влияет на свойства этого типа топлива
Процесс горения угля сопровождается выделением веществ, загрязняющих окружающую среду, колосники котла при этом покрываются шлаком. Еще один неблагоприятный фактор для атмосферы — наличие серы в составе топлива. Этот элемент при соприкосновении с воздухом трансформируется в серную кислоту.
Производителям удается максимально снизить содержание серы в угле. В результате ТСТ отличается даже в пределах одного вида. Влияет на показатели и география добычи. Как твердое топливо может использоваться не только чистый уголь, но и брикетированный шлак.
Наибольшая топливная способность наблюдается у коксующегося угля. Хорошими характеристиками обладает и каменный, древесный, бурый уголь, антрацит.
Характеристики пеллет и брикетов
Это твердое топливо изготавливается промышленным способом из различного древесного и растительного мусора.
Измельченная стружка, кора, картон, солома пересушивается и с помощью специального оборудования превращается в гранулы. Чтобы масса приобрела определенную степень вязкости, в нее добавляют полимер — лигнин.
Пеллеты отличаются приемлемой стоимостью, на которую влияют высокий спрос и особенности процесса изготовления. Использоваться этот материал может только в предназначенных для такого вида топлива котлах
Брикеты отличаются только формой, их можно загружать в печи, котлы. Оба типа горючего делятся на виды по сырью: из кругляка, торфа, подсолнечника, соломы.
У пеллет и брикетов есть существенные преимущества перед прочими разновидностями топлива:
- полная экологичность;
- возможность хранения практически в любых условиях;
- устойчивость к механическим воздействиям и грибку;
- равномерное и длительное горение;
- оптимальный размер гранул для загрузки в отопительное устройство.
Экологичное топливо — хорошая альтернатива традиционным источникам тепла, которые не возобновляются и неблагоприятно действуют на окружающую среду. Но пеллеты и брикеты отличаются повышенной пожароопасностью, что стоит учитывать при организации места хранения.
При желании, можно наладить изготовление топливных брикетов собственноручно, подробнее – в этой статье.
Какие дрова можно использовать в России
Традиционно, самой любимой породой дров для сжигания в кирпичных печах в России является береза. Хотя по сути береза представляет собой сорняк, семена которого легко зацепляются за любую почву – оно чрезвычайно широко используется в быту. Неприхотливое и быстро растущее дерево верой и правдой служило нашим предкам уже множество веков.
Березовые дрова имеют сравнительно хорошую теплотворность и горят достаточно медленно, ровно, не накаляя чрезмерно печь. Кром того, даже сажа, получаемая при сгорании березовых дров идет в дело – она включает в себя деготь, который используется как в бытовых, так и в лечебных целях.
Кроме березы, из лиственных пород дерева в качестве дров используется древесина осины, тополя и липы. Качество их по сравнению с березой, конечно же не очень, но при неимении других вполне можно пользоваться и такими дровами. Кроме того, липовые дрова при сгорании выделяют особый аромат, который считается полезным.
Дрова из осины дают высокое пламя. Их можно использовать на заключительном этапе топки, чтобы выжечь сажу, образовавшуюся при сжигании других дров.
Также довольно ровно горит ольха, и после сгорания она оставляет небольшое количество золы и сажи. Но опять же по сумме всех качество ольховые дрова не могут составить конкуренцию березовым. Но с другой стороны – при использовании не в бане, а для приготовления пищи – ольховые дрова очень даже неплохи. Их ровное горение помогает качественно готовить пищу, особенно выпечку.
Дрова, заготовленные из плодовых деревьев встречаются довольно редко. Такие дрова, а особенно клен горят очень быстро и пламя при горении достигает очень высокой температуры, что может негативно сказаться на состоянии печи. К тому же вам всего лишь нужно нагреть в бане воздух и воду, а не плавить в ней металл. При использовании таких дров их необходимо перемешивать с дровами с низкой теплотворной способностью.
Дрова из хвойных пород дерева используются довольно редко. Во-первых, такая древесина очень часто используется в строительных целях, а во-вторых – наличие большого количества смолы в хвойных деревьях загрязняет топки и дымоходы. Топить печку хвойными дровами имеет смысл только после длительной сушки.
Единицы измерения.
Перевод единиц измерения удельной теплоты сгорания (объемной).
Введите удельную теплоту сгорания (Qv)
Результат перевода единиц измерения удельной теплоты сгорания (Qv)
Примеры результатов работы калькулятора удельной теплоты :
/ 1000 ккал/куб.м = 4186800 Дж/куб.м //10 ккал/куб.м = 41868 Дж/куб.м //1900000 ккал/куб.м = 7954920000 Дж/куб.м //10 МДж/куб.м = 10000000 Дж/куб.м //113 Дж/куб.м = 2.69896E-8 Гкал/куб.м //5.8 кДж/куб.м = 5800 Дж/куб.м /
Поделится ссылкой на расчет:
Перевод единиц измерения удельной теплоты сгорания (массовой).
Введите удельную теплоту сгорания (Qm)
Результат перевода единиц измерения удельной теплоты сгорания (Qm)
Примеры результатов работы калькулятора удельной теплоты :
/ 0.41 Гкал/кг = 17165900 кДж/кг //25 МДж/кг = 5.97115E-15 Гкал/кг //20 кДж/кг = 20000 Дж/кг //12 кДж/кг = 12000 Дж/кг //121000 кДж/кг = 121 МДж/кг //5.8 кДж/кг = 5800 Дж/кг /
Поделится ссылкой на расчет:
Единицы измерения удельной теплоты сгорания (массовой).
- джоуль на килограмм — единица измерения в СИ. Обозначение в России:Дж/кг. Данная единица измерения широко применяется при инженерных расчетах, в современной справочной литературе;
- килоджоуль на килограмм — единица измерения в СИ. Обозначение в России:кДж/к. Данная единица измерения широко применяется при инженерных расчетах, в современной справочной литературе;
- Мегаджоуль накилограмм — единица измерения в СИ. Обозначение в России:МДж/к. Данная единица измерения широко применяется при инженерных расчетах, в современной справочной литературе;
- калория на килограмм — внесистемные единицы измерения. Обозначение в России: кал/кг;
- килокалория на килограмм — внесистемные единицы измерения. Обозначение в России: ккал/кг;
- Мегакалория на килограмм — внесистемные единицы измерения. Обозначение в России: Мкал/кг;
- Гикакалория на килограмм — внесистемные единицы измерения. Обозначение в России: Гкал/кг.
Единицы измерения удельной теплоты сгорания (объемной).
- джоуль на метр кубический — единица измерения в СИ. Обозначение в России:Дж/м3. Данная единица измерения широко применяется при инженерных расчетах, в современной справочной литературе;
- килоджоуль на метр кубический — единица измерения в СИ. Обозначение в России:кДж/м3. Данная единица измерения широко применяется при инженерных расчетах, в современной справочной литературе;
- Мегаджоуль на метр кубический — единица измерения в СИ. Обозначение в России:МДж/м3. Данная единица измерения широко применяется при инженерных расчетах, в современной справочной литературе;
- калория на метр кубический— внесистемные единицы измерения. Обозначение в России: калм3;
- килокалория на метр кубический— внесистемные единицы измерения. Обозначение в России: ккал/м3;
- Мегакалория на метр кубический— внесистемные единицы измерения. Обозначение в России: Мкал/м3;
- Гикакалория на метр кубический— внесистемные единицы измерения. Обозначение в России: Гкал/м3.
Перевод единиц измерения массовой удельной теплоты сгорания (в табличном виде).
| Переводимые единицы | Перевод удельной теплоты сгорания (массовой) в единицы: | ||||||
| Дж/кг | кДж/кг | МДж/кг | кал/кг | ккал/кг | Мкал/кг | Гкал/кг | |
| Дж/кг | 1 | 10-3 | 10-6 | 0,238846 | 0,238846*10-3 | 0,238846*10-6 | 0,238846*10-9 |
| кДж/кг | 103 | 1 | 10—3 | 0,238846*10-3 | 0,238846*10-6 | 0,238846*10-9 | 0,238846*10-12 |
| МДж/кг | 106 | 103 | 1 | 0,238846*10-6 | 0,238846*10-9 | 0,238846*10-12 | 0,238846*10-15 |
| кал/кг | 4,1868 | 4,1868*10-3 | 4,1868*10-6 | 1 | 10-3 | 10-6 | 10-9 |
| ккал/кг | 4186,8 | 4,1868 | 4,1868*10-3 | 103 | 1 | 10-3 | 10-6 |
| Мкал/кг | 41868*102 | 4186,8 | 4,1868 | 106 | 103 | 1 | 10-3 |
| Гкал/кг | 41868*105 | 41868*102 | 4186,8 | 109 | 106 | 103 | 1 |
| Переводимые единицы | Перевод удельной теплоты сгорания (объемной) в единицы: | ||||||
| Дж/м3 | кДж/м3 | МДж/м3 | кал/м3 | ккал/м3 | Мкал/м3 | Гкал/м3 | |
| Дж/м3 | 1 | 10-3 | 10-6 | 0,238846 | 0,238846*10-3 | 0,238846*10-6 | 0,238846*10-9 |
| кДж/м3 | 103 | 1 | 10—3 | 0,238846*10-3 | 0,238846*10-6 | 0,238846*10-9 | 0,238846*10-12 |
| МДж/м3 | 106 | 103 | 1 | 0,238846*10-6 | 0,238846*10-9 | 0,238846*10-12 | 0,238846*10-15 |
| кал/м3 | 4,1868 | 4,1868*10-3 | 4,1868*10-6 | 1 | 10-3 | 10-6 | 10-9 |
| ккал/м3 | 4186,8 | 4,1868 | 4,1868*10-3 | 103 | 1 | 10-3 | 10-6 |
| Мкал/м3 | 41868*102 | 4186,8 | 4,1868 | 106 | 103 | 1 | 10-3 |
| Гкал/м3 | 41868*105 | 41868*102 | 4186,8 | 109 | 106 | 103 | 1 |
Порядок расчета необходимого для отопления расхода пеллет
</>
Пеллеты, предназначенные для использования в твердотопливных котлах, поступают в продажу в фасованных мешках, на каждом из которых указан вес имеющегося внутри топлива. Следовательно, рассчитать расход пеллет, необходимых для генерации 1 кВт тепловой энергии или обогрева 1м² помещения, не составит особого труда.
Упрощенный расчет расхода пеллет выглядит так. Качественно изготовленные гранулы при сгорании выделяют значительное количество тепла, 1 кг пеллет генерирует около 5 кВт тепловой энергии. Это означает, что для получения 1 кВт теплоты потребуется сжечь 200 грамм топлива. Как известно, для обогрева 1м² площади необходима тепловая энергия в количестве 100 Вт. Произведя нехитрые арифметические действия, можно подсчитать, что при сжигании 20 грамм топлива будет получено нужные 100 Вт тепловой энергии. Необходимо отметить, что данный расчет справедлив для помещений, высота потолков которых находится в пределах от 2,8 до 3 метров. Более точный расчет отличается от упрощенного. Дело в том, что полученное значение расхода пеллет для обогрева 1м² помещения было бы справедливым в том случае, если бы котел обладал коэффициентом полезного действия, величина которого равнялась бы 1 или 100%. К сожалению или к счастью, в природе не существует устройств, имеющих 100% КПД, пеллетный котел исключением не является. Поэтому, при расчете расхода пеллет необходимо учитывать коэффициент полезного действия котла, численное значение которого составляет 85% или 0,85. Следовательно, при сгорании в топке 1 кг гранул выделится не 5 кВт тепловой энергии, а 5000 Вт х 0,85 = 4250 Вт или 4,25 к Вт. Выполняя расчеты далее, получаем, что для генерации 1 кВт тепла потребуется 1000/4,25 = 135 грамм топлива. Второй недостаток упрощенного расчета заключается в том, что соотношение, регламентирующее затраты 100 Вт тепловой энергии на 1м², справедливо только для той ситуации, когда в помещении отмечается самая низкая температура на протяжении 5 дней. В реальности, на протяжении отопительного сезона для обогрева 1м² площади любого помещения частного дома необходимо всего лишь 50 Вт тепла. Если производить расчет расхода пеллет, требуемых для обогрева 1м² площади в течение 1 часа, то получится очень маленькая и неудобная для дальнейших вычислений цифра. Поэтому, лучше подсчитать количество топлива, позволяющее обогреть 1м² на протяжении одних суток. Итак, для обогрева 1м² площади на протяжении суток необходимо, чтобы котел генерировал 50 Вт х 24 часа = 1200 Вт или 1,2 кВт. Для того чтобы выделилось указанное количество тепловой энергии, котел должен сжигать 1200 Вт / 4,25 кВт/кг = 0,28 кг или 280 г.
Общие сведения о теплотворной способности
Выделение энергии при сгорании должно характеризоваться двумя параметрами: высокой эффективностью и отсутствием образования вредных веществ.
Искусственное топливо получают в процессе переработки природного биотоплива. Вне зависимости от агрегатного состояния вещества в своем химическом составе имеют горючую часть и негорючую часть. Первый – углерод и водород. Второй состоит из воды, минеральных солей, азота, кислорода, металлов.
По агрегатному состоянию топливо делится на жидкое, твердое и газообразное. Каждая группа далее делится на естественную и искусственную подгруппу (+)
Когда сжигается 1 кг этой «смеси», выделяется другое количество энергии. Сколько будет выделено этой энергии, зависит от пропорций этих элементов: горючей части, влажности, зольности и других компонентов.
Теплота сгорания топлива (TCT) состоит из двух уровней: самого высокого и самого низкого. Первый показатель получается за счет конденсации воды, во втором этот фактор не учитывается.
Для расчета потребности в топливе и его стоимости необходим наименьший TST, по таким показателям составляются тепловые балансы и определяется КПД систем, работающих на топливе.
TST можно рассчитать аналитически или экспериментально. Если химический состав топлива известен, применима формула Менделеева. Экспериментальные методы основаны на реальном измерении теплоты сгорания.
В этих случаях используется специальная бомба горения, калориметр вместе с калориметром и термостатом.
Расчетные характеристики индивидуальны для каждого вида топлива. Пример: TCT в двигателях внутреннего сгорания рассчитывается по наименьшему значению, поскольку в цилиндрах не конденсируется жидкость.
ТСТ устанавливается с помощью калориметрической бомбы. Сжатый кислород насыщен водяным паром. В эту среду помещается образец топлива и определяются результаты
Каждому виду вещества соответствует свой ТСТ в связи с особенностями химического состава. Значения существенно различаются, диапазон колебаний составляет 1000-10 000 ккал / кг.
При сравнении различных типов материалов используется концепция условного топлива, характеризующаяся самым низким TST 29 МДж / кг.
Виды угля для топки печи
В зависимости от материала
Материал для печей, работающих на угле – основной критерий выбора топлива и печи. Разберем эти качества подробнее.
Для чугунной печи
Чугун по своим характеристикам легко переносит высокие температуры, поэтому такие печи, и кирпичные лучше подходят для топки их углем. Каменные угли, обозначенные литерами:
- «А» — антрацит;
- «Д» — длиннопламенный;
- «ДГ» — уголь длиннопламенный, газовый.
Мнение эксперта Павел Круглов Печник с 25-летним стажем
Этот уголь для печи лучше остальных видов. Печи, оборудованные системами длительного горения, для них рекомендуют использовать длиннопламенный и аналогичный газовый вид. Топливо «ДГ» наиболее подойдет для пиролизных типов печей – у них повышенное образование отработанных газов при сжигании топлива, с обедненной по кислороду атмосферы топки.
Бурые типы углей не подходят для чугунных печей – большое содержание золы потребует прочищать дымоход после 20-25 дней эксплуатации.
Для кирпичной печи
Такой вариант позволяет поддерживать температуру в помещении и экономить дорогостоящий антрацит. Такой закладки хватает до вечера. На ночь, засыпают семечку, которая поддерживает температуру в доме на протяжении 8-10 часов.
Важно! Котлы и печи разных конструкций могут менять свои вкусы, поэтому зайдите на форум и поинтересуйтесь, какое топлива подойдет для вашей техники. Так вы сможете не только сэкономить деньги, но и позволите каменке работать в нормальном режиме
При выборе, многое зависит от ваших возможностей. Можно приобрести топливо, марки «А» и обеспечить себя антрацитом с отличными характеристиками
Так вы сможете не только сэкономить деньги, но и позволите каменке работать в нормальном режиме. При выборе, многое зависит от ваших возможностей. Можно приобрести топливо, марки «А» и обеспечить себя антрацитом с отличными характеристиками.
Мнение эксперта Павел Круглов Печник с 25-летним стажем
Но для обогрева небольших садовых домиков лучше купить кокс или даже бурые угли. Они справятся со своей задачей не хуже антрацита, но стоят на порядок дешевле. Невысокая цена лингита делает такое топливо востребованным у дачников или у сельских жителей.
Для стальной печи
Отметим сразу – такие печи обязательно должны изготавливаться из толстой и только жаропрочной стали. Если вы сделаете печь – буржуйку из старой бочки, она может не доработать до конца отопительного сезона. Высокая температура при сжигании топлива потребует приобретать дорогие печи с деталями, толщиной от 8-10 мм. Это увеличивает массу и ее цену.
Если вы приобрели стальную печку, работающую на угле, обязательно ознакомьтесь с инструкцией. В ней, производители указывают его марки и виды.
Важно! Независимо от материала печей, перед растопкой агрегата, обязательно открываем воздушную заслонку на дымоходе, дверку топки и поддувало и выдвигаем ящик для сбора золы. Только убедившись в достаточной тяге, можно заполнить топку. Для этого рекомендуют для растопки использовать дрова, затем засыпать в отсек «орех» и перед ночью использовать «семечко»
Для этого рекомендуют для растопки использовать дрова, затем засыпать в отсек «орех» и перед ночью использовать «семечко».
В зависимости от назначения
Такое топливо можно использовать для отопления дома, теплицы или бани. Разберем основные места установки и выбор видов для них.
Для бани и сауны
Если вы любите запах сгоревших дров, то такое топливо вам не подойдет. Уголь сгорает без запаха и сполохов огня. Каменный уголь для печи в бане, дает для парной тяжелый и влажный пар. Добавим еще и высокий уровень токсичности золы для человека.
Это недостатки такого топлива для сауны. Но высокая температура за короткий промежуток времени – это достоинство для больших бань. Для маленькой парной лучше использовать старое, проверенное временем топливо – дрова.
Для отопления дома
Выбор зависит от величины помещения. Для небольшого садового домика подойдет коксовый или даже бурый уголь, но потребуется чаще прочищать дымоход.
Такое топливо имеет небольшую температуру разогрева, чем антрацит, но стоит на порядок ниже. Длинопламменный и длиннопламенный газовый уголь предпочтительней для обогрева средних и больших домов. Но самые высокие показатели дает использование антрацита.
Выбор зависит от денег, которые вы сможете выделить на покупку топлива. Используя смешанную закладку угля, описанную выше, можно значительно снизить затраты на приобретение угля. В отличие от печей в бане, дом требуется отапливать постоянно.
Поэтому понадобится точно рассчитать весь годовой запас угля и закупить несколько видов топлива.
Способы определения
Брутто и нетто
В 1972 г. Зволинский и Уилхойт определили «брутто» и «нетто» значения теплоты сгорания. По общему определению продукты являются наиболее стабильными соединениями, например, H2O (l), Br2(л), я2(s) и H2ТАК4(л). В сетевом определении продукты – это продукты, полученные при сжигании компаунда в открытом пламени, например H2O (г) Br2(г) я2(g) и SO2(грамм). В обоих определениях продуктами для C, F, Cl и N являются CO.2(г) HF (г) Cl2(г) и N2(g) соответственно.
Более высокая теплотворная способность
Более высокое значение нагрева (ВГЧ; полная энергия , верхнее значение нагрева , теплотворность GCV , или более высокое значение теплотворной ; ВГС ) указывает верхний предел доступной тепловой энергии , вырабатываемой с помощью полного сгорания топлива. Он измеряется как единица энергии на единицу массы или объема вещества. HHV определяется путем приведения всех продуктов сгорания к исходной температуре перед сгоранием и, в частности, конденсации любого образующегося пара. Для таких измерений часто используется стандартная температура 25 ° C (77 ° F; 298 K). Это то же самое, что и термодинамическая теплота сгорания, поскольку изменение энтальпии для реакции предполагает общую температуру соединений до и после сгорания, и в этом случае вода, полученная при сгорании, конденсируется в жидкость. Чем выше значение нагрева учитывает скрытую теплоту парообразования из воды в продуктах сгорания, и является полезным при вычислении значения нагрева для топлива , где конденсации продуктов реакции является практичной (например, в газовом топливе котла , используемый для космического тепла) . Другими словами, HHV предполагает, что весь водный компонент находится в жидком состоянии в конце сгорания (в продукте сгорания) и что тепло, выделяемое при температурах ниже 150 ° C (302 ° F), может быть использовано.
Низкая теплотворная способность
Нижняя теплотворная способность (LHV; низшая теплотворная способность ; NCV или более низкая теплотворная способность ; LCV ) – это еще одна мера доступной тепловой энергии, производимой при сгорании топлива, и измеряется как единица энергии на единицу массы или объема вещества. В отличие от HHV, LHV учитывает потери энергии, такие как энергия, используемая для испарения воды, хотя его точное определение не согласовано однозначно. Одно определение – просто вычесть теплоту испарения воды из более высокой теплотворной способности. Это рассматривает любую образовавшуюся H 2 O как пар. Таким образом, энергия, необходимая для испарения воды, не выделяется в виде тепла.
Расчеты LHV предполагают, что водный компонент процесса сгорания находится в парообразном состоянии в конце сгорания, в отличие от более высокой теплотворной способности (HHV) (также известной как высшая теплотворная способность или брутто CV ), которая предполагает, что вся вода в процессе сгорания процесс находится в жидком состоянии после процесса сгорания.
Другое определение LHV – это количество тепла, выделяемого при охлаждении продуктов до 150 ° C (302 ° F). Это означает , что скрытая теплота парообразования из воды и других продуктов реакции не восстанавливается. Это полезно при сравнении видов топлива, в которых конденсация продуктов сгорания нецелесообразна или тепло при температуре ниже 150 ° C (302 ° F) невозможно использовать.
Одно определение более низкой теплотворной способности, принятое Американским институтом нефти (API), использует стандартную температуру 60 ° F ( 15+5 ⁄ 9 ° C).
Другое определение, используемое Ассоциацией поставщиков газоперерабатывающих предприятий (GPSA) и первоначально используемое API (данные, собранные для исследовательского проекта API 44), – это энтальпия всех продуктов сгорания за вычетом энтальпии топлива при эталонной температуре (использовался исследовательский проект API 44. 25 ° C. В настоящее время GPSA использует 60 ° F) минус энтальпия стехиометрического кислорода (O 2 ) при эталонной температуре, минус теплота испарения паросодержащих продуктов сгорания.
Определение, в котором все продукты сгорания возвращаются к эталонной температуре, легче рассчитать исходя из более высокой теплотворной способности, чем при использовании других определений, и фактически даст несколько иной ответ.
Брутто теплотворная способность
Полная теплотворная способность учитывает воду в выхлопе, уходящую в виде пара, как и LHV, но полная теплотворная способность также включает жидкую воду в топливе перед сгоранием
Это значение важно для таких видов топлива, как древесина или уголь , которые обычно содержат некоторое количество воды перед сжиганием
От чего зависит теплотворность дров
Первое, что рассматривается при выборе дров – это порода. Деревья здесь рассматриваются в качестве топлива, а точнее химических особенностей того или иного образца. Для наглядности в таблице представлены общие (усредненные) показатели:
| Тип дров | Теплотворная способность дров (в Ккал/кг*) |
| Лиственные | 4460 |
| Хвойные | 4560 |
| Смешанные | 4510 |
* Речь здесь идет не про объем, а про массу дров. Стоит отметить, в кубометре лиственных пород оказывается больше, чем хвойных. То есть табличные данные относительно объема могут быть ниже или выше.
Под удельной теплотой сгорания топлива подразумевается количество тепловой энергии, которое выделяется в результате полного сгорания заданной массы или объема в данном случае дров. Измеряется физическая величина в Джоулях либо Калориях: Дж/кг или Ккал/кг. Здесь имеется прямая зависимость с важным для пользователей дровяных печей и каминов моментами. Чем выше показатели, тем меньше нужно топлива из-за высокого КПД.
Отдельно рассматриваются еще 2 понятия:
- Объемная теплотворность. Показатели здесь зависят от плотности древесины, поэтому их нельзя считать стабильными. Одно и то же растение в разных местах имеет отличительную химическую среду питания.
- Массовая теплотворность. Показатели зависят от влажности образца. Здесь условно проводится классификация на три группы: комнатно-сухая (7-20 %), воздушно-сухая (20-50 %) и сплавная древесина (50-70 %).
В таблице ниже представлены показатели объемной теплотворности дров (в Ккал/куб.дм) различных пород деревьев с учетом их влажности:
| Порода | 15 % | 25 % | 50 % |
| Береза | 2600 | 2028 | 891 |
| Дуб | 3240 | 2527 | 1110 |
| Ель | 1800 | 1404 | 617 |
| Кедр | 2280 | 1778 | 781 |
| Лиственница | 2640 | 2059 | 904 |
| Осина | 1880 | 1466 | 644 |
| Пихта | 1640 | 1279 | 562 |
| Сосна | 2080 | 1622 | 712 |
| Тополь | 1600 | 1248 | 548 |
Массовая теплотворность чаще учитывается при определении общего показателя. Вот несколько примеров в цифровом выражении:
| Степень влажности (в %) | Теплотворная способность (в Ккал/кг) |
| 7 | 4020 |
| 12 | 3770 |
| 20 | 3370 |
| 31 | 2820 |
| 45 | 2120 |
| 63 | 1220 |
Второе, что рассматривается при выборе дровяного топлива – уровень ее влажности. Стоит отметить, что это понятие может быть двух типов:
- Абсолютная. Здесь рассматривается текущий показатель количества влаги на фоне совершенно сухого образца. Это особенно актуально для строительных материалов.
- Относительная. В этом случае учитывается количество влаги в заготовках на конкретный момент сравнительно с массой выбранной древесины. Это актуально при работе с топливными ресурсами.
Влажность учитывать при расчетах необходимо, так как часть тепловой энергии в процессе горения дров уходит на процесс испарения влаги. Она фактически в итоге не «принимает участия» в обогреве печного щита, в конечном счете и жилого помещения. Для вычислений реальной теплотворности древесины существует формула: Qр=Q(100-W)/100-6W. Под условными обозначениями подразумеваются:
- Q – теплотворность абсолютно сухого образца;
- W – относительная влажность заготовленного топлива.
Например, для лиственных пород Q=4460 Ккал/кг. При W=12 % теплотворность березовых дров будет снижена до 3852 Ккал/кг. А у ели при той же относительной влажности значение уменьшится на 620 единиц.
Третий параметр, от которого зависят показатели КПД дров – это плотность древесины. Касательно топлива рассматривается вес одного кубометра. В таблице представлены усредненные показатели объемной теплотворности для разных пород древесины при влажности в 12 %.
| Порода | Плотность (в кг/куб.м) | Теплотворность (в ККал/куб.дм) |
| Береза | 640 | 2465 |
| Дуб | 690 | 2658 |
| Ель | 445 | 1753 |
| Кедр | 435 | 1714 |
| Лиственница | 665 | 2620 |
| Осина | 495 | 1907 |
| Пихта | 375 | 1478 |
| Сосна | 505 | 1990 |
| Тополь | 455 | 1753 |
Наравне с теплоотдачей дров разных пород рассматривается так называемая жаропроизводительность. Это температура сгорания топлива. В теории показатель должен быть близок +1547 градусам по Цельсию. Однако на практике наблюдаются различные потери от воздействия воздуха, окружающих предметов, сквозных отверстий и прочего. То есть по факту температурный диапазон оказывается ограниченным +700-+1200 градусами.
Виды дров
Сосновые дрова имеют большую удельную теплоту сгорания, чем березовые. Но у нее больше плотность, поэтому при сгорании одного метра кубического будет выделять большее количество тепла, чем сосновых.
Удельная теплота сгорания березовых дров аналогична по значению ольхе, осине, дубу. К группе лиственных пород относят вяз, клен, ясень, липу, яблоню, вишню, орех, акацию. Для них характерна высокая плотность. Именно поэтому удельная теплота сгорания сухих березовых дров позволяет применять их при топке бань.
Из хвойных пород самыми распространенными являются сосна и ель. Несмотря на то что можжевельник также является хвойником, их практически не используют в качестве топлива.
Высокая удельная теплота сгорания сосновых дров объясняется их смолистостью. Данное качество позволяет использовать хвойные в качестве отличного растопочного материала. Смолы при сгорании выделяют существенное количество копоти, в результате чего достаточно быстро забивается дымоход. При подборе определенной конструкции печи, выходе рационального режима горения, можно избежать избыточной копоти.
Высокая удельная теплота сгорания сухих дров сосны и ели на протяжении многих веков используется жителями таежной зоны для обогрева жилищ.
Существует подразделение пород по плотности на три группы:
- мягкими являются ель, сосна, осина, кедр, липа, пихта;
- средними по твердости считают сливу, можжевельник, березу, вяз;
- твердыми породами признают яблоню, ясень, граб, клен, дуб.
Для практического применения важно владеть информацией о нескольких параметрах. Теплотворная способность дров разных пород на единицу веса почти одинакова, но более тяжелая и плотная древесина выделяет при сгорании большее количество теплоты
К примеру, березовые дрова способны дать на 20-30 процентов больше тепла, чем его сосновые аналоги.
Кроме того, эта величина связана с влажностью древесины. Чем суше древесина, тем большее количество тепла от нее можно получить. Профессионалы считают оптимальной величиной влажность в диапазоне 20-25 процентов.
Почему удельная теплота сгорания сырых дров меньше? В них содержится около 50 процентов влаги, поэтому они в три раза меньше отдают тепла, чем сухие.
Для многих владельцев частных домов не последним показателем является стоимость дров. Сосна и ель доступнее, поэтому именно такие дрова приобретает большая часть населения.
