CALOR DE COMBUSTIÓN

El calor de combustión es la energía liberada en forma de calor cuando un compuesto se somete a combustión completa con el oxígeno bajo condiciones estándar. La reacción química es típicamente un hidrocarburo reaccionar con el oxígeno para formar dióxido de carbono, agua y calor. Puede expresarse con las cantidades:
energía/mol de combustible
energía/masa de combustible
energía/volumen de combustible


El calor de combustión se mide convencionalmente con un calorímetro de bomba. También se puede calcular como la diferencia entre el calor de formación de los productos y reactivos.
Valor calorífico


El valor de calentamiento de una sustancia, generalmente un combustible o alimentos, es la cantidad de calor liberado durante la combustión de una cantidad especificada de ella. El valor de la energía es una característica de cada sustancia. Se mide en unidades de energía por unidad de la sustancia, por lo general medios, tales como: kJ/kg, kJ/mol, kcal/kg, Btu/libra. Valor de calentamiento se determina comúnmente mediante el uso de un calorímetro de bomba.


Calorífico conversiones de unidades:
kcal/kg = MJ/kg * 238,846
Btu/lb = MJ/kg * 429.923
Btu/lb = 1,8 kcal *


El calor de combustión de los combustibles se expresa como el HHV, LHV, o GHV.
Calorífico superior


La cantidad conocida como mayor valor de calentamiento se determinará poniendo todos los productos de la combustión de nuevo a la temperatura de pre-combustión original, y, en particular, cualquier condensación de vapor producido. Tales mediciones a menudo usan una temperatura estándar de 25 º C. Este es el mismo que el calor termodinámico de la combustión desde el cambio de entalpía para la reacción asume una temperatura común de los compuestos antes y después de la combustión, en cuyo caso el agua producida por la combustión es líquido.


El valor más alto de calentamiento tiene en cuenta el calor latente de vaporización del agua en los productos de la combustión, y es útil en el cálculo de los valores de calefacción para combustibles, puesto que la condensación de los productos de reacción es práctico. En otras palabras, HHV asume todo el componente de agua se encuentra en estado líquido en el extremo de la combustión y que el calor por encima de 150 º C puede ser objeto de un uso.
Calorífico inferior


La cantidad conocida como el valor calorífico inferior se determina restando el calor de vaporización del vapor de agua desde el valor más alto de calentamiento. Este trata cualquier H2O formada en forma de vapor. La energía necesaria para vaporizar el agua por lo tanto no se realiza en forma de calor.


LHV cálculos asumen que el componente de agua de un proceso de combustión está en estado de vapor al final de la combustión, en comparación con el valor de calentamiento más alto que supone que toda el agua en un proceso de combustión está en un estado líquido después de un proceso de combustión.


El LHV asume que no se recupera el calor latente de vaporización del agua en el combustible y los productos de reacción. Es útil en la comparación de los combustibles donde la condensación de los productos de la combustión es poco práctico, o de calor a una temperatura por debajo de 150 º C no puede ser objeto de un uso.


Lo anterior no es más que una definición de valor calorífico inferior adoptado por el Instituto Americano del Petróleo y utiliza una temperatura de referencia de 60F.


Otra definición, utilizada por Gas Processors Suppliers Association y utilizado originalmente por API, es la entalpía de todos los productos de combustión menos la entalpía del combustible a la temperatura de referencia, menos la entalpía de la estequiométrica de oxígeno a la temperatura de referencia, menos el calor de vaporización del contenido de vapor de los productos de la combustión.


La distinción entre los dos es que esta segunda definición supone que los productos de la combustión son todos regresaron a la temperatura de referencia y el contenido de calor de la condensación de vapor se considera que no es útil. Esto se calcula más fácilmente a partir del valor calorífico más alto que cuando se utiliza la definición anterior y, de hecho, dar una respuesta ligeramente diferente.
Calorífico bruto
Valor calorífico bruto representa el agua en el escape que salga en forma de vapor, e incluye agua líquida en el combustible antes de la combustión. Este valor es importante para combustibles como la madera o el carbón, que normalmente contiene una cierta cantidad de agua antes de la grabación.
Tenga en cuenta que los estados Edición 12 ª GPSA que el valor calorífico bruto de un gas es equivalente al mayor valor de calefacción. Esto sugiere que puede haber diferentes normas en juego. El uso del término bruto describe normalmente un valor más grande que la red, que por lo general se describe un valor más pequeño. GPSA es consistente con esto, y equipara el valor bruto de calefacción para el poder calorífico superior y el valor de calentamiento neto en el valor calorífico inferior.
Medición de valores caloríficos


El valor calorífico superior se determina experimentalmente en un calorímetro de bomba. La combustión de una mezcla estequiométrica de combustible y el oxidante en un recipiente de acero a 25 es iniciada por un dispositivo de encendido y las reacciones permitidos para completar. Cuando el hidrógeno y el oxígeno reaccionan durante la combustión, vapor de agua se produce. El recipiente y su contenido se enfriaron luego a la 25°C original y el valor más alto de calentamiento se determina como el calor liberado entre las temperaturas inicial y final idénticas.


Cuando se determina el poder calorífico inferior, el enfriamiento se detuvo a 150 º C y el calor de reacción sólo se recuperó parcialmente. El límite de 150 º C es una elección arbitraria.


Nota: el valor más alto de calentamiento se calcula con el producto de agua que es en forma líquida mientras que el valor de calentamiento inferior se calcula con el producto de agua que es en forma de vapor.
Relación entre los valores caloríficos


La diferencia entre los dos valores de calentamiento depende de la composición química del combustible. En el caso de carbono puro o monóxido de carbono, los dos valores de calefacción son casi idénticas, siendo la diferencia el contenido de calor sensible de dióxido de carbono entre 150 º C y 25°C. Para el hidrógeno, la diferencia es mucho más significativo, ya que incluye el calor sensible del vapor de agua entre 150 º C y 100 º C, el calor latente de condensación a 100 º C, y el calor sensible del agua condensada entre 100 º C y 25!C. Con todo, el poder calorífico superior del hidrógeno es 18.2% por encima de su valor calorífico inferior. Para los hidrocarburos depende de la diferencia en el contenido de hidrógeno del combustible. Para la gasolina y el diesel el poder calorífico superior sobrepasa el valor más bajo de calefacción en un 10% y 7% respectivamente, y para el gas natural un 11%.


Un método común de relación HHV a LHV es:


HHV = LHV hv x donde HV es el calor de vaporización del agua, nH2O, fuera es los moles de agua vaporizada y nfuel, en es el número de moles de combustible quemado.


La mayoría de las aplicaciones que queman combustible producen vapor de agua, que se utiliza y por lo tanto pierde su contenido de calor. En estas aplicaciones, el poder calorífico inferior se utiliza generalmente para dar un "punto de referencia" para el proceso, sin embargo, para los cálculos de la energía verdadero poder calorífico superior es correcta. Esto es particularmente relevante para el gas natural, cuyo contenido de hidrógeno de alta produce mucha agua. El valor bruto de energía es relevante para el gas quemado en las calderas de condensación y plantas de energía con la condensación de gases de combustión que se condensa el vapor de agua producido por la combustión, recuperación de calor que de otro modo se perdería.