Heizwert von Brennholz
Die Wärmemenge, die bei der Verbrennung von Brennholz freigesetzt wird, hängt von der Holzart und dem Feuchtigkeitsgehalt des Holzes ab. Feuchtigkeit verringert den Brennwert von Brennholz, da das verdunstete Wasser einen Teil der Wärmeenergie abführt. Feuchtigkeitsverluste hängen leicht von der Anfangstemperatur des Brennholzes (genauer gesagt vom darin enthaltenen Wasser) ab und werden mit 0,63 kWh pro Kilogramm Wasser angenommen.
Absolut trockenes Hartholz-Brennholz erzeugt etwa 5 kWh Wärme pro Kilogramm Brennholz.
Absolut trockenes Nadelbrennholz gibt aufgrund des chemischen Unterschieds ihres Holzes etwa 5,2 kWh Wärme pro Kilogramm Brennholz ab.
Unter realen Bedingungen ist es unmöglich, eine perfekte Trockenheit zu erreichen, daher zeigt die folgende Tabelle den Heizwert von Brennholz verschiedener Holzarten bei einem Feuchtigkeitsgehalt von 15% und zum Vergleich mit anderen Brennstoffarten:
| Art des Kraftstoffs | Heizwert des Materials, kWh/kg (MJ/kg) | Materialdichte, kg/dm³ | Ladedichte, kg/m³ | Heizwert von Brennholz, kWh/m³ |
|---|---|---|---|---|
| Buche, Esche | 4,2 (15) | 0,74 | 480 | 2016 |
| Eiche | 4,2 (15) | 0,69 | 470 | 1974 |
| Birke | 4,2 (15) | 0,65 | 450 | 1890 |
| Lärche | 4,3 (15,5) | 0,58 | 420 | 1806 |
| Kiefer | 4,3 (15,5) | 0,52 | 360 | 1548 |
| Fichte | 4,3 (15,5) | 0,44 | 330 | 1419 |
| Heizöl | 12 (43) | 0,84 | 840 | |
| Kohle | 7,8-9,8 (28-35) | 0,6-1,9 |
Der Massenheizwert von Nadelholz ist zwar größer als der von Laubholz, aber aufgrund der geringeren Dichte des Holzes ist der spezifische Volumenheizwert von Nadelbrennholz geringer als der von Laubholz. Brennholz aus Nadelbäumen nimmt mehr Platz ein und brennt schneller.
Ein Kubikmeter trockenes Laubholz kann 200 Liter Öl und 200 Kubikmeter Erdgas ersetzen. Auch die aus Brennholz gewonnene Energie ist solaren Ursprungs. Gleichzeitig ist Holz im Gegensatz zu Öl, Kohle und Gas ein nachwachsender Rohstoff. Brennholz als Biobrennstoff ist eine Quelle erneuerbarer Energie.
Kraftstoffenergie. Spezifischer Heizwert des Brennstoffs
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In der Natur gibt es viele brennbare Stoffe, die beim Verbrennen Wärme freisetzen. Dies sind Brennholz, Kohle, Öl, Alkohol, Gas usw.
Als Brennstoff kommen jedoch nur solche brennbaren Stoffe in Frage, die eine hohe spezifische Verbrennungswärme, eine niedrige Zündtemperatur und das Fehlen schädlicher Verbrennungsprodukte aufweisen.
Je mehr Wärme bei der Verbrennung von Kraftstoff freigesetzt wird, desto besser. Diese Energie kann verwendet werden, um ein Haus zu heizen, verschiedene Mechanismen anzutreiben oder Strom zu erzeugen.
Zum Heizen eines Hauses wird Kohle um ein Vielfaches weniger benötigt als trockenes Brennholz, da verschiedene Brennstoffarten bei gleicher Masse bei vollständiger Verbrennung unterschiedliche Wärmemengen abgeben. Es ist möglich, die bei der Verbrennung verschiedener Brennstoffarten freigesetzte Wärmemenge anhand einer physikalischen Größe zu vergleichen – der spezifischen Verbrennungswärme.
Die physikalische Größe, die angibt, wie viel Wärme bei der vollständigen Verbrennung eines 1 kg schweren Kraftstoffs freigesetzt wird, wird als spezifische Verbrennungswärme des Kraftstoffs bezeichnet.Die spezifische Verbrennungswärme wird mit dem Buchstaben q bezeichnet. Die Einheit der spezifischen Verbrennungswärme ist 1 J/kg.
Die spezifische Verbrennungswärme wird experimentell unter Verwendung ziemlich komplexer Instrumente bestimmt.
Die Ergebnisse der experimentellen Daten sind in angegeben.
Die Berechnungsformel für die bei der vollständigen Verbrennung des Kraftstoffs freigesetzte Wärmemenge:
Q = q*m
wobei Q die Menge der freigesetzten Wärme (J) ist,
q ist die spezifische Verbrennungswärme (J/kg),
m ist die Masse des verbrannten Kraftstoffs (kg).
| BEISPIELE FÜR DIE LÖSUNG VON PROBLEMEN | ||
| Aufgabe Nummer 1. Wie viel Wärme wird freigesetzt, wenn 15 kg Holzkohle verbrannt werden? | ||
| Gegeben: m \u003d 15 kgq \u003d 3,4 * 107 J / kg | Lösung: Q \u003d q * mQ \u003d 3,4 * 105 J / kg * 15 kg \u003d 510000000 J Antwort: Q \u003d 510000000 J | |
| F=? | ||
| Aufgabe Nummer 2.10 Gramm Ethylalkohol brannten in einer Spirituslampe in 10 Minuten. Finden Sie die Kraft der Geisterlampe | ||
| Gegeben: m = 10 gq = 27.000.000 J/kg | SI0,01 kg | Lösung: Finden wir die Wärmemenge, die bei der Verbrennung von Alkohol freigesetzt wird: Q \u003d q * mQ \u003d 27.000.000 J / kg * 10 g \u003d 27.000.000 J / kg * 0,01 kg \u003d 270.000 J. Finden wir die Leistung der Alkoholofen: N \u003d Q / t \u003d 270.000 J / 10 min \u003d 270.000 J / 600 s \u003d 450 W. Antwort: N = 450 W |
| N-? | ||
| Aufgabe Nr. 3Das Kamelgoldnugget hat eine Masse von 9,3 kg und eine Temperatur von 15 °C. Wie hoch ist der Schmelzpunkt von Gold, wenn zum Umschmelzen 1892 kJ Wärme benötigt würden? | ||
|
Gegeben: m = 9,3 kgt1 \u003d 15 ° Сλ \u003d 0,67 * 105 J / kg |
SI67000J1892000J |
Lösung: Finden Sie die Wärmemenge, die Gold zum Erhitzen auf den Schmelzpunkt aufnimmt: Q1 = c*m*(tschmelzen - T1); Q1 +Q2 = Qschmelzen |
| Tschmelzen ? | ||
| Substanz | q, J/kg | Substanz | q, J/kg |
| Pulver | 0,38*107 | Holzkohle | 3,4*107 |
| Brennholz trocken | 1,0*107 | Erdgas | 4,4*107 |
| Torf | 1,4*107 | Öl | 4,4*107 |
| Kohle | 2,7*107 | Benzin | 4,6*107 |
| Alkohol | 2,7*107 | Kerosin | 4,6*107 |
| Anthrazit | 3,0*107 | Wasserstoff | 12*107 |
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Brennholz hacken und ernten
Holzhaufen
Feuerholzkorb
Transport von Brennholz
Das meiste Brennholz ist stammförmig. Die Technologie zur Herstellung von Baumstämmen ist einfach: Baumstämme und dicke Äste werden in 40-60 cm lange Segmente gesägt () und dann mit einer Axt in Längsrichtung in kleinere Teile mit einer Endfläche von bis zu 100 cm² gespalten. Zum Spalten ist es bequemer, eine spezielle Spaltaxt zu verwenden, deren Klinge die Form eines Keils mit einem Winkel von etwa 30 ° hat. Ein Spaltgerät kann selbst die dicksten Keile mit weniger Schlagkraft spalten. Beim Hacken mit einer Axt, insbesondere bei dicken Keilen, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die Klinge in dem gebildeten Riss im Keil stecken bleibt. Dann, um die Axt zu durchbohren oder freizugeben, drehen sie die Axt mit dem festsitzenden Keil um und schlagen mit dem Kolben auf den anderen Keil.
Die richtige Haltung beim Brennholzhacken ist Beine breiter als Schultern. Dies verhindert Verletzungen im Falle eines Fehlschusses, eines schweren Schlags oder eines Bruchs der Axt. Der Einfachheit halber ist es auch am besten, den Keil auf der Höhe des Gürtels einer Person zu platzieren. Meistens verwenden sie ihn als Ständer - ein sehr dickes und dickes Stück eines runden Baums.
Birkenbrennholz gilt als das „heißeste“ und Espenbrennholz als das „kälteste“.
Ein Brennholzkorb dient zum Transport von Brennholz.
