Calor específico de combustão de combustível: carvão, lenha, gás

Algumas caldeiras de combustível sólido podem operar com qualquer combustível, mas não com todos. Portanto, antes de comprar carvão, consulte o passaporte de sua unidade. As marcas para as quais a caldeira foi calculada devem ser indicadas aí. Se não houver tal informação, você pode ir pelo método experimental. A maioria das empresas que vendem esse tipo de combustível tem carvão ensacado. Você precisará levar um saco com diferentes graus e frações e, alternadamente, se afogar com cada um deles. Tente usar a mesma quantidade de carvão e avalie os seguintes parâmetros: quantidade de calor, tempo de queima e quantidade de resíduo de cinza.

Lenha

São pedaços de madeira serrada ou picada que, quando queimados em fornos, caldeiras e outros aparelhos, geram energia térmica.

Para maior comodidade de carregamento na fornalha, o material de madeira é cortado em elementos separados de até 30 cm de comprimento.Para aumentar a eficiência do seu uso, a madeira deve estar o mais seca possível e o processo de combustão deve ser relativamente lento. Em muitos aspectos, a lenha de madeiras nobres como carvalho e vidoeiro, aveleira e freixo, espinheiro são adequados para instalações de aquecimento. Devido ao alto teor de resina, aumento da taxa de queima e baixo valor calorífico, as coníferas são significativamente inferiores nesse aspecto.

Como comparar o custo dos briquetes de combustível com o custo da lenha?

Como você sabe, a lenha é geralmente vendida a granel ou empilhada. Se você entregou lenha em paletes empilhados, então um metro cúbico dessa lenha equivale a 0,7 metros cúbicos em termos de madeira densa. Se a lenha foi trazida a granel na carroceria de um caminhão, então, com um comprimento de lenha de 30-35 cm, um metro cúbico conterá apenas 52% de madeira densa.

Em outras palavras, para comparar o custo da lenha a granel para madeira sólida com o custo dos briquetes de combustível, o custo da lenha deveria ser dobrado.

Então, vamos comparar os preços. A lenha a granel na região de Leningrado custa 1.500-1.600 rublos. por metro cúbico. Em termos de madeira densa, um metro cúbico de lenha custará de 3.000 a 3.200 rublos. Nas áreas vizinhas, a lenha pode custar cerca de uma vez e meia mais barata. Assim, um metro cúbico de briquetes de combustível do tipo Ruf custa ao comprador, dependendo da área, 2 a 3 vezes mais caro do que a lenha.

Decidimos descobrir se essa diferença de preço compensa as vantagens publicitárias declaradas dos briquetes de combustível na forma de conveniência, maior transferência de calor e maior tempo de queima dos briquetes de combustível. Foi realizado um experimento amador que, embora não pretenda ser cientificamente confiável, pode esclarecer alguns aspectos do uso de briquetes de combustível em vez de lenha.

Referência por tópico: Tipos de sistemas de aquecimento e sua disposição em uma casa de campo - qual projeto escolher

Carvão

É um material vegetal natural extraído de rochas sedimentares.

Este tipo de combustível sólido contém carbono e outros elementos químicos. Existe uma divisão do material em tipos, dependendo de sua idade. O carvão marrom é considerado o mais jovem, seguido pelo carvão duro, e o antracito é mais antigo do que todos os outros tipos. A idade de uma substância combustível também é determinada pelo seu teor de umidade, que está mais presente no material jovem.

No processo de queima do carvão, ocorre poluição ambiental e formação de escória nas grelhas da caldeira, o que, em certa medida, cria um obstáculo à combustão normal. A presença de enxofre no material também é um fator desfavorável para a atmosfera, uma vez que esse elemento é convertido em ácido sulfúrico no ar.

No entanto, os consumidores não devem se preocupar com sua saúde.Os fabricantes desse material, atendendo clientes particulares, se esforçam para reduzir o teor de enxofre nele. O calor de combustão do carvão pode diferir mesmo dentro do mesmo tipo. A diferença depende das características da subespécie e do conteúdo de minerais nela, bem como da geografia de extração. Não apenas o carvão puro é encontrado como combustível sólido, mas também a escória de carvão pouco enriquecida, prensada em briquetes.

Variedades de carvão e suas características

A economia e a eficiência de operar uma caldeira de combustível sólido dependem diretamente do tipo de combustível usado. Além dos resíduos de madeira, vários tipos de carvão são freqüentemente usados ​​como a principal fonte de energia. Por isso, quem o utiliza como principal combustível precisa conhecer seu poder calorífico específico.

Em primeiro lugar, o carvão se distingue por sua origem... Ele contém vários restos de plantas antigas e massas betuminosas, que sofreram alterações específicas durante a submersão. A transformação de todas essas substâncias em combustível eficiente ocorreu em altas temperaturas e em condições de falta de oxigênio. Os especialistas observam que os combustíveis fósseis incluem carvões betuminosos e castanhos, bem como antracite.

Neste vídeo, você aprenderá o processo de queima de carvão marrom:

Material de pedra natural

Esse tipo de combustível apareceu muito antes do carvão marrom. Grandes camadas de material estão localizadas no subsolo, a uma profundidade de 3 quilômetros. Sua composição contém até 97% de carbono puro, mas a quantidade de impurezas voláteis está dentro de 35%. Quanto ao teor de umidade, no carvão não passa de 15%. E isso tem um efeito positivo na eficiência térmica do fóssil.

Em condições ideais, o calor específico de combustão do carvão está na faixa de 2100 ° C. Mas em um forno de aquecimento convencional, esse material é queimado a uma temperatura máxima de 1000 ° C.

O nível de transferência de calor varia dentro de 7 mil kcal / kg. Deve-se notar que este tipo de combustível difícil de acender, pois para estes fins é necessário aquecer o forno a 400 ° C.

Este material não é adequado para gravetos

Como mostra a prática, é o carvão que é mais frequentemente usado por cidadãos comuns para aquecer casas, chalés de verão e prédios para outros fins.

Look castanho universal

Entre todos os carvões fósseis existentes, esta espécie é considerada a mais jovem. O combustível recebeu esse nome devido à sua cor marrom específica. Entre suas principais características, pode-se notar que contém muitas impurezas voláteis e umidade - mais de 40%. Apesar disso, a quantidade de carbono puro pode chegar a 75%. Como o carvão marrom contém muita umidade, ele tem baixa temperatura de combustão e uma pequena porcentagem de transferência de calor... O combustível começa a inflamar a 260 graus, mas a temperatura de combustão pode chegar a 2.000 ° C. Quanto ao poder calorífico, esse valor é de 3600 kcal / kg.

É claro que, como principal fonte de energia, a lenha é significativamente inferior à lenha comum, razão pela qual raramente é usada em caldeiras e fogões de combustível sólido, que estão localizados em residências particulares.

É interessante: propriedades de amieiro de lenha.

Este material contém muita umidade.
Mas a forma briquetada deste fóssil, que passou por um treinamento especial para a produção em larga escala, é muito popular. Sob condições artificiais, os fabricantes reduzem seu teor de umidade, aumentando significativamente a eficiência energética. Deve-se observar que a transferência de calor da lenhite briquetada chega a 5 mil kcal / kg.

Este é um dos minerais mais antigos, que praticamente não contém impurezas voláteis e umidade. Mas a quantidade de carbono ultrapassa 95%.Estudos têm mostrado que o calor específico de combustão do carvão está na faixa de 8.500 a 9 mil kcal / kg - este é o maior indicador entre todos os carvões existentes. Em condições ideais, esse combustível queima a 2250 ° C, mas inflama a 600 ° C. Deve-se notar que este indicador é típico para as espécies de menor teor calórico. Para acender o antracito, é necessário usar lenha seca, pois é necessário criar um certo aquecimento da caldeira ou fogão.

Este material fóssil é classificado como combustível industrial. Use-o em uma caldeira ou forno regular muito caro e não lucrativo... Apesar do fato de que o antracito se compara favoravelmente com suas contrapartes com baixo teor de fumaça e cinza

Além disso, esse material é caro.

Pelotas

Pellets (pellets de combustível) é um combustível sólido produzido industrialmente a partir de madeira e resíduos vegetais: aparas, cascas, papelão, palha.

A matéria-prima triturada até o estado de pó é seca e despejada no granulador, de onde sai na forma de grânulos de uma determinada forma. Um polímero vegetal, a lignina, é usado para adicionar viscosidade à massa. A complexidade do processo de produção e a alta demanda formam o custo das pelotas. O material é utilizado em caldeiras especialmente equipadas.

Valor calórico da lenha

A quantidade de calor gerada pela queima de madeira depende do tipo de madeira e do teor de umidade da madeira. A umidade reduz o poder calorífico da lenha, pois a água evaporada leva embora parte da energia térmica. As perdas por umidade dependem ligeiramente da temperatura inicial da lenha (mais precisamente, da água nelas) e são consideradas iguais a 0,63 kWh por quilograma de água.

A lenha decídua absolutamente seca produz cerca de 5 kWh de calor por quilograma de lenha. A lenha de coníferas absolutamente seca fornece cerca de 5,2 kWh de calor por quilograma de lenha, devido à diferença química entre suas lenha.

Em condições reais, é impossível atingir a secura ideal, portanto, a tabela abaixo mostra o valor calorífico da lenha de diferentes tipos de madeira com um teor de umidade de 15% e para comparação com outros tipos de combustível:

Embora o valor calorífico de massa da madeira de coníferas seja superior ao da madeira caducifólia, devido à menor densidade da madeira, o valor calorífico volumétrico específico da lenha de conífera é inferior ao da madeira caducifólia. A madeira de coníferas ocupa mais espaço e queima mais rápido.

Um metro cúbico de lenha decídua seca pode substituir 200 litros de óleo, 200 metros cúbicos de gás natural. A energia extraída da madeira também é de origem solar. Mas, ao mesmo tempo, ao contrário do petróleo, carvão e gás, a madeira é um recurso renovável. A lenha como tipo de biocombustível é uma fonte de energia renovável.

Briquetes

Os briquetes são combustíveis sólidos, semelhantes em muitos aspectos aos pellets. São utilizados materiais idênticos para sua fabricação: aparas de madeira, aparas, turfa, cascas e palha. Durante o processo de produção, a matéria-prima é triturada e comprimida em briquetes. Este material também é classificado como combustível ecológico. É conveniente armazená-lo mesmo ao ar livre. A combustão suave, uniforme e lenta desse combustível pode ser observada tanto em lareiras e fogões, quanto em caldeiras de aquecimento.

Os tipos de combustíveis sólidos ecológicos discutidos acima são uma boa alternativa para a geração de calor. Em comparação com as fontes fósseis de energia térmica, que têm um efeito adverso no meio ambiente durante a combustão e, além disso, não são renováveis, os combustíveis alternativos apresentam claras vantagens e custo relativamente baixo, o que é importante para consumidores de algumas categorias.

Ao mesmo tempo, o risco de incêndio de tais combustíveis é muito maior. Portanto, é necessário tomar algumas medidas de segurança quanto ao seu armazenamento e uso de materiais resistentes ao fogo para as paredes.

O uso de carvão

A produção de carvão vegetal é uma direção promissora. O seu consumo está em constante crescimento, sendo utilizado tanto na produção como no uso doméstico. O uso na vida cotidiana é familiar a todos: cozinhar na grelha e na churrasqueira hoje praticamente não pode prescindir do carvão. Muitas pessoas preferem depositar carvão nas lareiras: este combustível não fumega, não emite gases (em particular o monóxido de carbono) e tem um alto poder calorífico.

Produção de carvão vegetal é uma direção promissora

Na indústria, o carvão vegetal é utilizado na metalurgia (em nosso país praticamente não é praticado), na fabricação de filtros para diversos fins. É usado na fundição de alguns metais valiosos, silício cristalino, carvão ativado. É usado na agricultura e na medicina.

Você também pode usar carvão para aquecimento. A peculiaridade de sua combustão é que não existem altas línguas de fogo. Mas existe um calor constante e constante. A temperatura de combustão do carvão vegetal depende de vários fatores: da densidade (diferentes tipos de madeira produzem carvão com diferentes densidades), da sua qualidade (condições de queima) e da quantidade de oxigênio fornecido durante a combustão. Em uma lareira comum, a temperatura pode variar de 400 ° C a 900 ° C, mas em condições especiais é possível chegar a 1200 ° C (forja). Se falamos de valores médios, o valor calorífico do carvão é considerado 30 MJ / kg.

Como você pode ver na tabela, o carvão emite calor pelo menos não menos do que o carvão e quase duas vezes e meia mais do que a melhor lenha. Por que quase nunca é usado para aquecimento? Em primeiro lugar, no nosso país o carvão é produzido em volumes muito pequenos (o mundo produz 9 milhões de toneladas por ano, a Rússia responde por 100 mil toneladas) e tem um preço alto. Mesmo que você compre de fabricantes, ao comprar até 5 toneladas, eles pedem 180 rublos por 10 kg (18.000 por tonelada). Mesmo com uma despesa econômica, acaba sendo bastante caro. Se você mora em um lugar onde existe um grande número de florestas, onde sempre há madeira morta suficiente, então conseguir uma certa quantidade de carvão não é muito difícil, mesmo sem equipamento. Você pode usar tecnologias tradicionais de carvão vegetal, que requerem apenas um barril de metal para o processo, e mesmo assim não é necessário. É claro que você não pode estocar dessa forma durante todo o inverno, mas pode queimá-lo para colocar um pouco na caldeira à noite para manter uma temperatura confortável.

O valor calorífico do carvão é ligeiramente superior ao valor calorífico do carvão de alta qualidade