Высшая теплотворная способность топлива
Справочные данные о высшей теплотворной способности распространённых твёрдых, жидких и газообразных видов топлива.
fuelshighercalorificvalues
Обзор
Теплота сгорания (калорийность топлива) определяет количество энергии, выделяемое при полном сжигании единицы массы топлива. Существуют две конвенции:
- Высшая теплота сгорания (HCV) — также называется высшей удельной теплотой сгорания (GCV) или высшей теплотой сгорания (HHV). Вся вода в продуктах сгорания сконденсирована, поэтому скрытая теплота парообразования возвращается.
- Низшая теплота сгорания (LCV) — также называется низшей удельной теплотой сгорания (NCV) или низшей теплотой сгорания (LHV). Вода остаётся в виде пара в дымовых газах, поэтому скрытая теплота не возвращается. LHV является практической величиной для большинства инженерных расчётов сжигания, при которых отходящие газы покидают систему при температуре выше 100 °C.
Разница между HHV и LHV зависит от содержания водорода в топливе. Водородсодержащие топлива, такие как метан и водород, показывают наибольший разрыв.
Основные формулы
Теплота сгорания определяется экспериментально путём сжигания известной массы топлива в калориметре и измерения повышения температуры известной массы воды:
Содержание энергии на единицу массы топлива определяется как:
Переменные
| Символ | Описание | Typical Value / Unit |
|---|---|---|
| Heat released by combustion | J | |
| Mass of water in calorimeter | g | |
| Specific heat capacity of water | 4.18 J/(g·°C) | |
| Temperature rise of water | °C | |
| Mass of fuel burned | g | |
| Heating value (energy content) | J/g |
Газообразные топлива
Свойства при 0 °C / 32 °F, 1 бар.
6 строк
Fuel | Плотность (kg/m^3) | HHV (MJ/kg) | HHV (Btu/ft^3) |
|---|---|---|---|
| Acetylene | 1.097 | 49.9 | 1468 |
| Hydrogen | 0.09 | 141.7 | 341 |
| Methane | 0.716 | 55.5 | 1069 |
| Природный газ (США) | 0.777 | 52.2 | 1090 |
| Ammonia | — | 22.5 | — |
| Городской газ | — | — | 483 |
Источник: engineeringtoolbox.com
Жидкие топлива
Свойства при 15 °C / 60 °F.
16 строк
Fuel | Плотность (kg/l) | HHV (MJ/kg) | LHV (MJ/kg) |
|---|---|---|---|
| Бензин (petrol) | 0.737 | 46.4 | — |
| Kerosene | 0.821 | 46.2 | — |
| Дизельное топливо | 0.846 | 45.6 | — |
| Лёгкое топочное масло | 0.96 | 44 | — |
| Мазут | 0.98 | 41.8 | — |
| Butane | 0.601 | 49.1 | — |
| Ethane | 0.572 | 51.9 | — |
| LNG | 0.428 | 55.2 | — |
| Этанол (100%) | 0.789 | 29.7 | — |
| Methanol | — | — | — |
| Acetone | 0.787 | 31.8 | — |
| Butanol | 0.81 | 37.3 | — |
| Диметиловый эфир (DME) | 0.665 | 31.7 | — |
| Диэтиловый эфир | 0.716 | 43 | — |
| Glycerin | 1.263 | 19 | — |
| Газойль (печное топливо) | 0.84 | 43 | — |
Источник: engineeringtoolbox.com
Твёрдые топлива
12 строк
Fuel | HHV (MJ/kg) | LHV (MJ/kg) |
|---|---|---|
| Carbon | 32.8 | — |
| Антрацит | 32.6 | — |
| Нефтяной кокс | 31.3 | 29.5 |
| Битуминозный уголь | 30.2 | 29 |
| Полуантрацит | 29.5 | — |
| Charcoal | 29.6 | 28.4 |
| Coke | 26 | — |
| Суббитуминозный уголь | 24.4 | — |
| Древесина (сухая) | 16.2 | 15.4 |
| Peat | 17 | — |
| Лигнит (бурый уголь) | 14 | — |
| Sulfur | 9.2 | 9.2 |
Источник: engineeringtoolbox.com
Коэффициенты пересчёта единиц
4 строк
From | MJ/kg | kWh/kg | Btu/lb |
|---|---|---|---|
| 1 МДж/кг | 1 | 0.2778 | 429.9 |
| 1 ккал/кг | 0.004187 | 0.001162 | 1.8 |
| 1 БТЕ/фунт | 0.002328 | 0.000646 | 1 |
| 1 кВт·ч/кг | 3.597 | 1 | 1547.7 |
Источник: engineeringtoolbox.com
Восстановленные таблицы из исходного источника
Следующие таблицы восстановлены из исходной страницы источника для сохранения полных справочных данных.
Газообразные топлива - Высшая и низшая теплота сгорания (теплотворная способность)
6 строк
Газообразное топливо | kg/m3 (kg/m3) | g/ft3 (g/ft3) | kWh/kg (kWh/kg) | MJ/kg (MJ/kg) | Btu/lb (Btu/lb) | MJ/m3 (MJ/m3) | Btu/ft3 (Btu/ft3) | kWh/kg (kWh/kg) | MJ/kg (MJ/kg) | Btu/lb (Btu/lb) | MJ/m3 (MJ/m3) | Btu/ft3 (Btu/ft3) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Acetylene | 1.097 | 31.1 | 13.9 | 49.9 | 21453 | 54.7 | 1468 | — | — | — | — | — |
| Ammonia | — | — | — | 22.5 | 9690 | — | — | — | — | — | — | — |
| Hydrogen | 0.09 | 2.55 | 39.4 | 141.7 | 60920 | 12.7 | 341 | 33.3 | 120 | 51591 | 10.8 | 290 |
| Methane | 0.716 | 20.3 | 15.4 | 55.5 | 23874 | 39.8 | 1069 | 13.9 | 50 | 21496 | 35.8 | 964 |
| Природный газ (рынок США)* | 0.777 | 22 | 14.5 | 52.2 | 22446 | 40.6 | 1090 | 13.1 | 47.1 | 20262 | 36.6 | 983 |
| Городской газ | — | — | — | — | — | 18 | 483 | — | — | — | — | — |
Источник: engineeringtoolbox.com
Жидкие топлива - Высшая и низшая теплота сгорания (теплотворная способность)
28 строк
Жидкое топливо | kg/l (kg/l) | kg/gal (kg/gal) | kWh/kg (kWh/kg) | MJ/kg (MJ/kg) | Btu/lb (Btu/lb) | MJ/l (MJ/l) | Btu/gal (Btu/gal) | kWh/kg (kWh/kg) | MJ/kg (MJ/kg) | Btu/lb (Btu/lb) | MJ/l (MJ/l) | Btu/gal (Btu/gal) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Acetone | 0.787 | 2.979 | 8.83 | 31.8 | 13671 | 25 | 89792 | 8.22 | 29.6 | 12726 | 23.3 | 83580 |
| Butane | 0.601 | 3.065 | 13.64 | 49.1 | 21109 | 29.5 | 105875 | 12.58 | 45.3 | 19475 | 27.2 | 97681 |
| Butanol | 0.81 | — | 10.36 | 37.3 | 16036 | 30.2 | 108359 | 9.56 | 34.4 | 14789 | 27.9 | 99934 |
| Дизельное топливо* | 0.846 | 3.202 | 12.67 | 45.6 | 19604 | 38.6 | 138412 | 11.83 | 42.6 | 18315 | 36 | 129306 |
| Диметиловый эфир (ДМЭ) | 0.665 | 2.518 | 8.81 | 31.7 | 13629 | 21.1 | 75655 | 8.03 | 28.9 | 12425 | 19.2 | 68973 |
| Ethane | 0.572 | 2.165 | 14.42 | 51.9 | 22313 | 29.7 | 106513 | 13.28 | 47.8 | 20550 | 27.3 | 98098 |
| Этанол (100%) | 0.789 | 2.987 | 8.25 | 29.7 | 12769 | 23.4 | 84076 | 7.42 | 26.7 | 11479 | 21.1 | 75583 |
| Диэтиловый эфир (эфир) | 0.716 | 2.71 | 11.94 | 43 | 18487 | 30.8 | 110464 | — | — | — | — | — |
| Бензин* | 0.737 | 2.79 | 12.89 | 46.4 | 19948 | 34.2 | 122694 | 12.06 | 43.4 | 18659 | 32 | 114761 |
| Газойль (мазут для отопления)* | 0.84 | 3.18 | 11.95 | 43 | 18495 | 36.1 | 129654 | 11.89 | 42.8 | 18401 | 36 | 128991 |
| Glycerin | 1.263 | 4.781 | 5.28 | 19 | 8169 | 24 | 86098 | — | — | — | — | — |
| Мазут (тяжёлое топливо)* | 0.98 | 3.71 | 11.61 | 41.8 | 17971 | 41 | 146974 | 10.83 | 39 | 16767 | 38.2 | 137129 |
| Керосин* | 0.821 | 3.108 | 12.83 | 46.2 | 19862 | 37.9 | 126663 | 11.94 | 43 | 18487 | 35.3 | 126663 |
| Лёгкое топливо* | 0.96 | 3.634 | 12.22 | 44 | 18917 | 42.2 | 151552 | 11.28 | 40.6 | 17455 | 39 | 139841 |
| СПГ (сжиженный природный газ)* | 0.428 | 1.621 | 15.33 | 55.2 | 23732 | 23.6 | 84810 | 13.5 | 48.6 | 20894 | 20.8 | 74670 |
| СУГ (сжиженный углеводородный газ)* | 0.537 | 2.033 | 13.69 | 49.3 | 21195 | 26.5 | 94986 | 12.64 | 45.5 | 19561 | 24.4 | 87664 |
| Морской газойль* | 0.855 | 3.237 | 12.75 | 45.9 | 19733 | 39.2 | 140804 | 11.89 | 42.8 | 18401 | 36.6 | 131295 |
| Methanol | 0.791 | 2.994 | 6.39 | 23 | 9888 | 18.2 | 65274 | 5.54 | 19.9 | 8568 | 15.8 | 56562 |
| Метиловый эфир (биодизель) | 0.888 | 3.361 | 11.17 | 40.2 | 17283 | 35.7 | 128062 | 10.42 | 37.5 | 16122 | 33.3 | 119460 |
| MTBE | 0.743 | 2.811 | 10.56 | 38 | 16337 | 28.2 | 101244 | 9.75 | 35.1 | 15090 | 26.1 | 93517 |
| Растительные масла (биодизель)* | 0.92 | 3.483 | 11.25 | 40.5 | 17412 | 37.3 | 133684 | 10.5 | 37.8 | 16251 | 34.8 | 124772 |
| Парафин (воск)* | 0.9 | 3.407 | 12.78 | 46 | 19776 | 41.4 | 148538 | 11.53 | 41.5 | 17842 | 37.4 | 134007 |
| Pentane | 0.63 | 2.385 | 13.5 | 48.6 | 20894 | 30.6 | 109854 | 12.6 | 45.4 | 19497 | 28.6 | 102507 |
| Нафта* | 0.725 | 2.745 | 13.36 | 48.1 | 20679 | 34.9 | 125145 | 12.47 | 44.9 | 19303 | 32.6 | 116819 |
| Propane | 0.498 | 1.885 | 13.99 | 50.4 | 21647 | 25.1 | 89963 | 12.88 | 46.4 | 19927 | 23.1 | 82816 |
| Мазут* | 0.991 | 3.752 | — | — | — | 41.8 | 150072 | 10.97 | 39.5 | 16982 | 39.2 | 140470 |
| Смола* | — | — | 10 | 36 | 15477 | — | — | — | — | — | — | — |
| Turpentine | 0.865 | 3.274 | 12.22 | 44 | 18917 | 38.1 | 136555 | — | — | — | — | — |
Источник: engineeringtoolbox.com
Твёрдые топлива — Высшая и низшая теплота сгорания
12 строк
Твёрдое топливо* | kg/dm3 (kg/dm3) | kWh/kg (kWh/kg) | MJ/kg (MJ/kg) | Btu/lb (Btu/lb) | kWh/kg (kWh/kg) | MJ/kg (MJ/kg) | Btu/lb (Btu/lb) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Антрацит | — | 9.06 | 32.6 | 14015 | — | — | — |
| Битуминозный уголь | — | 8.39 | 30.2 | 12984 | 8.06 | 29 | 12468 |
| Carbon | — | 9.11 | 32.8 | 14101 | — | — | — |
| Charcoal | — | 8.22 | 29.6 | 12726 | 7.89 | 28.4 | 12210 |
| Coke | — | 7.22 | 26 | 11178 | — | — | — |
| Лигнит (бурый уголь) | — | 3.89 | 14 | 6019 | — | — | — |
| Peat | — | 4.72 | 17 | 7309 | — | — | — |
| Нефтяной кокс | — | 8.69 | 31.3 | 13457 | 8.19 | 29.5 | 12683 |
| Полуантрацит | — | 8.19 | 29.5 | 12683 | — | — | — |
| Каменный уголь (суббитуминозный) | — | 6.78 | 24.4 | 10490 | — | — | — |
| Сера (s) | — | 2.56 | 9.2 | 3955 | 2.55 | 9.2 | 3939 |
| Древесина (сухая) | 0.701 | 4.5 | 16.2 | 6965 | 4.28 | 15.4 | 6621 |
Источник: engineeringtoolbox.com
Инженерные примечания
Конвертер единиц теплотворной способности
- Топлива, представляющие собой смеси (природный газ, бензин, уголь), могут различаться на 5–10 % по теплотворной способности в зависимости от источника, сезона и рынка. Приведённые выше значения являются типичными для указанных плотностей.
- Твёрдые топлива особенно чувствительны к содержанию влаги и золы. Повышенное содержание влаги или золы снижает эффективную теплотворную способность, отдаваемую на единицу массы.
- HHV (высшая теплота сгорания) применяется для анализа конденсационных котлов или топливных элементов, где водяной пар конденсируется. LHV (низшая теплота сгорания) является стандартной основой для расчётов КПД обычных котлов, газовых турбин и двигателей внутреннего сгорания.
- Плотность газообразного топлива зависит от температуры и давления; значения в таблице приведены для стандартных условий (0 °C, 1 бар). Для других условий выполните корректировку с использованием уравнения состояния идеального газа.