Výhrevnosť

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Jump to navigation Jump to search

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 pred 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 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[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 =     pre λ >=1

Hz =     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