Polttopuun lämpöarvo
Polttopuun palamisen aikana vapautuvan lämmön määrä riippuu puulajista ja puun kosteuspitoisuudesta. Kosteus alentaa polttopuun lämpöarvoa, sillä haihtunut vesi kuljettaa pois osan lämpöenergiasta. Kosteushäviöt riippuvat hieman polttopuun alkulämpötilasta (tarkemmin sanottuna niissä olevasta vedestä) ja ne otetaan 0,63 kWh:ksi kilogrammaa vettä kohti.
Ehdottomasti kuiva lehtipuupolttopuu tuottaa noin 5 kWh lämpöä polttopuukiloa kohden.
Ehdottomasti kuivat havupuut antavat lämpöä noin 5,2 kWh polttopuukiloa kohden puun kemiallisen eron vuoksi.
Todellisissa olosuhteissa on mahdotonta saavuttaa täydellistä kuivuutta, joten alla olevassa taulukossa on eri puulajien polttopuun lämpöarvo 15 %:n kosteuspitoisuudella ja vertailua varten muiden polttoaineiden osalta:
| Polttoaineen tyyppi | Materiaalin lämpöarvo, kWh/kg (MJ/kg) | Materiaalin tiheys, kg/dm³ | Kuormaustiheys, kg/m³ | Polttopuun lämpöarvo, kWh/m³ |
|---|---|---|---|---|
| Pyökki, saarni | 4,2 (15) | 0,74 | 480 | 2016 |
| Tammi | 4,2 (15) | 0,69 | 470 | 1974 |
| Koivu | 4,2 (15) | 0,65 | 450 | 1890 |
| Lehtikuusi | 4,3 (15,5) | 0,58 | 420 | 1806 |
| Mänty | 4,3 (15,5) | 0,52 | 360 | 1548 |
| Kuusi | 4,3 (15,5) | 0,44 | 330 | 1419 |
| polttoöljy | 12 (43) | 0,84 | 840 | |
| Hiili | 7,8-9,8 (28-35) | 0,6-1,9 |
Vaikka havupuun massalämpöarvo on suurempi kuin lehtipuun, mutta puun pienemmän tiheyden vuoksi havupuun ominaistilavuuslämpöarvo on pienempi kuin lehtipuun. Havupuupolttopuu vie enemmän tilaa ja palaa nopeammin.
Kuutiometrillä kuivia lehtipuupolttopuita voidaan korvata 200 litraa öljyä ja 200 kuutiota maakaasua. Puusta saatu energia on myös aurinkoperäistä. Mutta samaan aikaan, toisin kuin öljy, kivihiili ja kaasu, puu on uusiutuva luonnonvara. Polttopuu biopolttoaineena on uusiutuvan energian lähde.
polttoaineenergiaa. Polttoaineen ominaislämpöarvo
Teoria > Fysiikan luokka 8 > Lämpöilmiöt
Luonnossa on monia palavia aineita, jotka vapauttavat lämpöä palaessaan. Näitä ovat polttopuu, hiili, öljy, alkoholi, kaasu jne.
Polttoaineeksi voidaan kuitenkin pitää vain sellaisia palavia aineita, joilla on korkea ominaispalolämpö, alhainen syttymislämpötila ja joissa ei ole haitallisia palamistuotteita.
Mitä enemmän lämpöä vapautuu polttoaineen palamisen aikana, sitä parempi. Tätä energiaa voidaan käyttää kodin lämmittämiseen, erilaisten mekanismien ohjaamiseen tai sähkön tuottamiseen.
Talon lämmittämiseen tarvitaan hiiltä useita kertoja vähemmän kuin kuivaa polttopuuta, koska saman massaiset erilaiset polttoaineet vapauttavat eri määriä lämpöä täydellisen palamisen aikana. Erilaisten polttoaineiden palamisen aikana vapautuvan lämmön määrää voidaan verrata käyttämällä fysikaalista määrää - ominaispalolämpöä.
Fysikaalista määrää, joka osoittaa, kuinka paljon lämpöä vapautuu 1 kg painavan polttoaineen täydellisessä palamisessa, kutsutaan polttoaineen ominaispalolämpöksi.Ominaispalamislämpö on merkitty kirjaimella q. Ominaispalolämmön yksikkö on 1 J/kg.
Ominaispalamislämpö määritetään kokeellisesti melko monimutkaisilla välineillä.
Kokeellisten tietojen tulokset on esitetty kohdassa .
Laskentakaava polttoaineen täydellisen palamisen aikana vapautuneelle lämpömäärälle:
Q = q*m
missä Q on vapautuneen lämmön määrä (J),
q on ominaispalolämpö (J/kg),
m on palaneen polttoaineen massa (kg).
| ESIMERKKEJÄ ONGELMIEN RATKAISEMISTA | ||
| Tehtävä numero 1. Kuinka paljon lämpöä vapautuu, kun poltetaan 15 kg hiiltä? | ||
| Annettu: m \u003d 15 kgq \u003d 3,4 * 107 J / kg | Ratkaisu: Q \u003d q * mQ \u003d 3,4 * 105 J / kg * 15 kg \u003d 510000000 J Vastaus: Q \u003d 510000000 J | |
| Q=? | ||
| Tehtävä numero 2.10 grammaa etyylialkoholia paloi alkoholilampussa 10 minuutissa. Löydä henkilampun voima | ||
| Annettu: m = 10 gq = 27 000 000 J/kg | SI0,01 kg | Ratkaisu: Etsitään alkoholin palamisen aikana vapautuvan lämmön määrä: Q \u003d q * mQ \u003d 27 000 000 J / kg * 10 g \u003d 27 000 000 J / kg * 0,01 kg \u003d 0,01 kg \u003d0 270 teho. alkoholiliesi: N \u003d Q / t = 270 000 J / 10 min = 270 000 J / 600 s = 450 W. Vastaus: N = 450 W |
| N-? | ||
| Tehtävä nro 3Kamelin kultahippu painaa 9,3 kg ja sen lämpötila on 15 °C. Mikä on kullan sulamispiste, jos uudelleensulatukseen tarvittaisiin 1892 kJ lämpöä? | ||
|
Annettu: m = 9,3 kgt1 \u003d 15 ° Сλ \u003d 0,67 * 105 J / kg |
SI67000 J1892000 J |
Ratkaisu: Selvitä kullan sulamispisteeseen kuumentaman lämmön määrä: Q1 = c*m*(tsulaa -t1); K1 +Q2 = Qsulaa |
| tsulaa ? | ||
| Aine | q, J/kg | Aine | q, J/kg |
| Jauhe | 0,38*107 | Puuhiili | 3,4*107 |
| Polttopuut kuivia | 1,0*107 | Maakaasu | 4,4*107 |
| Turve | 1,4*107 | Öljy | 4,4*107 |
| Hiili | 2,7*107 | Bensiini | 4,6*107 |
| Alkoholi | 2,7*107 | Kerosiini | 4,6*107 |
| Antrasiitti | 3,0*107 | Vety | 12*107 |
Teoria | Laskimet | GDZ | Pöydät ja kyltit | Muuta | Pääsivustokartta
Polttopuiden pilkkominen ja korjuu
Puupaalu
polttopuukori
Polttopuiden kuljetus
Suurin osa polttopuista on tukin muotoisia. Tukkien valmistustekniikka on yksinkertainen: puunrungot ja paksut oksat sahataan 40-60 cm pituisiksi osiin () ja halkaistaan sitten kirveellä pituussuunnassa pienempiin osiin, joiden päätypinta-ala on jopa 100 cm². Halkaisuun on kätevämpää käyttää erityistä halkaisukirvettä, jonka terä on kiilan muotoinen, jonka kulma on noin 30 °. Hakkuri voi halkaista paksuimmatkin kiilat pienemmällä iskuvoimalla. Kun pilkotaan kirveellä, erityisesti paksuilla kiiloilla, on suuri todennäköisyys, että terä juuttuu kiilassa muodostuneeseen halkeamaan. Sitten kirveen lävistämiseksi tai irrottamiseksi he kääntävät kirveen ylösalaisin juuttuun kiikkaan ja lyövät toista kiilaa perällä.
Oikea asento polttopuita pilkottaessa on jalat leveämmät kuin olkapäät. Tämä estää loukkaantumisen epäonnistumisen, epäonnistuneen iskun tai kirveen rikkoutumisen yhteydessä. Myös mukavuuden vuoksi on parasta sijoittaa kiila henkilön vyön korkeudelle, useimmiten he käyttävät sitä telineenä - erittäin paksu ja paksu pyöreän puun pala.
Koivupolttopuuta pidetään "kuumimpana" ja haapapolttopuuta "kylmimpänä".
Polttopuukoria käytetään polttopuiden kuljettamiseen.
