Výhrevnosť

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie

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[upraviť | upraviť zdroj]

Horná výhrevnosť - Hi, alebo hrubá výhrevnosť, alebo spaľovacie teplo (Qv) 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 pre spálením a voda obsiahnutá v spalinách je v kvapalnom stave.

Dolná výhrevnosť - Hu, alebo čistá výhrevnosť, alebo výhrevnosť (Qn) 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 pre 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[upraviť | upraviť zdroj]

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[upraviť | upraviť zdroj]

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


Hz =  \frac{H_u}{1 + \lambda . L_t}     pre λ >=1

Hz =  \frac{H_u - \Delta H_u}{1 + \lambda . L_t}     pre λ <1

  • Hz - výhrevnosť zmesi v MJ.kg-1
  • Hu - dolná výhrevnosť paliva v MJ.kg-1
  • Δ Hu - strata tepla spôsobená nedokonalým spaľovaním v MJ.kg-1
  • λ - súčiniteľ prebytku vzduchu
  • Lt - teoreticky potrebné množstvo vzduchu v kg.kg-1