Výhrevnosť

Výhrevnosť je veličina udávajúca aké množstvo tepla sa uvoľní spálením jednotkového množstva látky alebo zmesi. Výhrevnosť patrí medzi základné fyzikálne parametre palív.

Jednotkou výhrevnosti je podiel energie a množstva. Podľa druhu posudzovanej zmesi môže byť výhrevnosť udávaná v:

J.kg^-1 ( Joule na kilogram - alebo častejšie v odvodených jednotkách kJ.kg^-1, MJ.kg^-1 ) pre posudzovanie výhrevnosti pevných a kvapalných palív,
J.m^-3 ( Joule na meter kubický - alebo častejšie v odvodených jednotkách kJ.m^-3, MJ.m^-3 ) pre posudzovanie výhrevnosti plynných palív, alebo výhrevnosti zmesi paliva so vzduchom,
J.mol^-1 ( Joule na mól) pre posudzovanie výhrevnosti malých množstiev palív (napríklad pri výpočte chemických reakcií),
prípadne iných jednotkách.

Výhrevnosť sa zväčša určuje pomocou kalorimetra.

Horná a dolná výhrevnosť paliva

Horná výhrevnosť - H_s (iné názvy: hrubá výhrevnosť, spaľovacie teplo, nevhodne: spalné teplo; iná značka: Q_v) je výhrevnosť ktorá zahŕňa uvoľnenú energiu z paliva pri spaľovaní v adiabatických podmienkach pri tlaku 101,325 kPa za predpokladu, že sa výsledné produkty spaľovania ochladia na teplotu, akú mali pred spálením a voda obsiahnutá v spalinách je v kvapalnom stave.

Dolná výhrevnosť - H_i (iné názvy: čistá výhrevnosť, výhrevnosť v užšom zmysle; iná značka: Q_n) je výhrevnosť ktorá zahŕňa uvoľnenú energiu z paliva pri spaľovaní v adiabatických podmienkach pri tlaku 101,325 kPa za predpokladu, že sa výsledné produkty spaľovania ochladia na teplotu, akú mali pred spálením ale vodná para obsiahnutá v spalinách je v plynnom stave.

Dolná výhrevnosť je teda znížená o energiu potrebnú na odparenie vody, ktorá je produktom spaľovania. Táto energia (výparné teplo vody) má hodnotu 2,5 MJ na každý kilogram vody v spalinách.

Spaľovanie v reálnych technických aplikáciách prebieha vždy za vysokých teplôt, s výstupnými produktmi v plynnej fáze. Ak technické zariadenie nie je vybavené kondenzačným systémom, rozdiel energií medzi dolnou a hornou výhrevnosťou zostáva v odchádzajúcich spalinách. Preto má pri porovnávaní palív väčší význam dolná výhrevnosť.

Rozdiel vo výhrevnostiach môže byť významý (aj viac ako 10 %) v závislosti od množstva vodíka v palive.

Porovnanie výhrevnosti vybraných palív

Porovnanie dolnej výhrevnosti vybraných pevných a kvapalných palív:

Palivo	MJ.kg^-1
biomasa	8 - 15
drevo	8 - 17
hnedé uhlie	11 - 18
lieh (96 %)	25,2
čierne uhlie	20,9 - 30,4
koks	30,7
benzén	40,4
nafta	41,9
petrolej	43,1
benzín	43,5
oktán	44,3

Porovnanie dolnej výhrevnosti vybraných plynných palív:

Palivo	MJ.m^-3
kychtový plyn	3,3
vzdušný generátorový plyn	3,9
vodný generátorový plyn	9,6
svietiplyn	17,5
koksárenský plyn	18,8
zemný plyn	33,3 - 42

Výhrevnosť zmesi

Pre posudzovanie objemových výkonov tepelných strojov, nie je podstatná výhrevnosť použitého paliva, ale výhrevnosť pracovnej zmesi. Výhrevnosť zmesi je možné určiť zo vzťahu:

H_z = ${\frac {H_{u}}{1+\lambda .L_{t}}}$ pre λ >=1

H_z = ${\frac {H_{u}-\Delta H_{u}}{1+\lambda .L_{t}}}$ pre λ <1

H_z - výhrevnosť zmesi v MJ.kg^-1
H_u - dolná výhrevnosť paliva v MJ.kg^-1
Δ H_u - strata tepla spôsobená nedokonalým spaľovaním v MJ.kg^-1
λ - súčiniteľ prebytku vzduchu
L_t - teoreticky potrebné množstvo vzduchu v kg.kg^-1

Fyzikálny portál
Chemický portál

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.