วิกิพีเดียภาษาไทย
กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 8 นาที

ไม่มีชื่อบทความ

ค่า ความร้อน (หรือค่า พลังงาน ค่า แคลอรี ความร้อนจากการเผาไหม้ ) ของ สารใด ๆ ซึ่งโดยทั่วไปคือ เชื้อเพลิง หรือ อาหาร (ดู พลังงานในอาหาร ) คือปริมาณ ความร้อน ที่ปล่อยออกมาในระหว่าง..

ความร้อนจากการเผาไหม้

ค่าความร้อน (หรือค่าพลังงานค่าแคลอรีความร้อนจากการเผาไหม้ ) ของสารใด ๆ ซึ่งโดยทั่วไปคือเชื้อเพลิงหรืออาหาร (ดูพลังงานในอาหาร ) คือปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาในระหว่างการเผาไหม้ของสารนั้นในปริมาณที่กำหนดเอนทัลปีของการเผาไหม้มีค่าเท่ากับเอนทัลปีโดยที่การปล่อยความร้อนจะแสดงเป็นตัวเลขติดลบ

ค่าความร้อน คือ พลังงานทั้งหมดที่ปล่อยออกมาในรูปของความร้อนเมื่อสารนั้นเกิดการเผาไหม้ สมบูรณ์ กับออกซิเจนภายใต้สภาวะมาตรฐานปฏิกิริยาเคมีโดยทั่วไปคือไฮโดรคาร์บอนหรือโมเลกุลอินทรีย์อื่นๆ ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนเพื่อสร้างคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำและปล่อยความร้อนออกมา สามารถแสดงได้ด้วยปริมาณดังนี้:

  • พลังงาน/ โมลของเชื้อเพลิง
  • พลังงาน/ มวลของเชื้อเพลิง
  • พลังงาน/ ปริมาตรของเชื้อเพลิง

ค่าความร้อนมีสองประเภท คือ ค่าความร้อนสูงและค่าความร้อนต่ำ ขึ้นอยู่กับว่าผลิตภัณฑ์นั้นเย็นตัวลงมากน้อยเพียงใด และขึ้นอยู่กับว่าสารประกอบเช่นH เป็นอย่างไรอนุญาตให้O ควบแน่นได้ ค่าความร้อนสูงโดยทั่วไปจะวัดด้วย เครื่องวัดความร้อนแบบบอมบ์ค่าความร้อนต่ำจะคำนวณจากข้อมูลการทดสอบค่าความร้อนสูง นอกจากนี้ยังสามารถคำนวณได้จากความแตกต่างระหว่างเอนทาลปี/ความร้อนของการเกิดมาตรฐานΔH ⦵ ของผลิตภัณฑ์และสารตั้งต้น (แม้ว่าวิธีการนี้จะค่อนข้างประดิษฐ์ขึ้น เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วความร้อนของการเกิดส่วนใหญ่จะคำนวณจากความร้อนของการเผาไหม้ที่วัดได้) [ 1 ]

ตามธรรมเนียมแล้ว ความร้อนจากการเผาไหม้ (ที่สูงกว่า) ถูกกำหนดให้เป็นความร้อนที่ปล่อยออกมาจากการเผาไหม้สมบูรณ์ของสารประกอบในสถานะมาตรฐานเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่เสถียรในสถานะมาตรฐานของมัน กล่าวคือ ไฮโดรเจนเปลี่ยนเป็นน้ำ (ในสถานะของเหลว) คาร์บอนเปลี่ยนเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และไนโตรเจนเปลี่ยนเป็นก๊าซไนโตรเจน นั่นคือ ความร้อนจากการเผาไหม้ ΔH ° comb ความร้อนของปฏิกิริยาของกระบวนการต่อไปนี้:

ซีเอชเอ็นที่ (มาตรฐาน) + (c+h⁄4-o⁄2)O (ก) →cCO (g) + h ⁄2H O(l) + n ⁄2N (กรัม)

คลอรีนและกำมะถันยังไม่มีมาตรฐานที่แน่นอน โดยทั่วไปจะถือว่าเปลี่ยนไปเป็นก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์และSO₂หรือSOก๊าซ ชนิด ตามลำดับ หรือเพื่อเจือจางกรดไฮโดรคลอริกและ กรดซัลฟิวริกในน้ำ ตามลำดับ เมื่อการเผาไหม้เกิดขึ้นในเครื่องวัดความร้อนระเบิดที่มีน้ำอยู่จำนวนหนึ่ง [ 2 ] [ 3 ]

คำจำกัดความ

ค่าความร้อนสูงกว่า

ค่าความร้อนสูงสุด (HHV; พลังงานรวม , ค่าความร้อนสูงสุด , ค่าแคลอรีรวมGCVหรือค่าแคลอรีสูงสุด HCV )บ่งชี้ถึงขีดจำกัดสูงสุดของพลังงานความร้อนที่มีอยู่ซึ่งเกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงอย่างสมบูรณ์ โดยวัดเป็นหน่วยพลังงานต่อหน่วยมวลหรือปริมาตรของสาร HHV ถูกกำหนดโดยการนำผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ทั้งหมดกลับไปที่อุณหภูมิเดิมก่อนการเผาไหม้ รวมถึงการควบแน่นของไอน้ำที่เกิดขึ้น การวัดดังกล่าวมักใช้อุณหภูมิมาตรฐานที่25 °C (77 °F; 298 K) [ 4 ] ซึ่งเหมือนกับความร้อนของการเผาไหม้ทางเทอร์โมไดนามิก เนื่องจาก การเปลี่ยนแปลง เอนทาลปีสำหรับปฏิกิริยาถือว่าอุณหภูมิของสารประกอบก่อนและหลังการเผาไหม้เท่ากัน ซึ่งในกรณีนี้ น้ำที่เกิดจากการเผาไหม้จะควบแน่นเป็นของเหลว ค่าความร้อนที่สูงขึ้นจะคำนึงถึงความร้อนแฝงของการระเหยของน้ำในผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ และมีประโยชน์ในการคำนวณค่าความร้อนสำหรับเชื้อเพลิงที่ สามารถ ควบแน่นผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาได้ (เช่น ในหม้อไอ น้ำ ที่ใช้ก๊าซเป็นเชื้อเพลิงสำหรับให้ความร้อนในอาคาร)   

สถาบันปิโตรเลียมแห่งอเมริกา (API) อ้างถึงค่า HHV ที่ 25  °C ว่าเป็นความร้อนของการเผาไหม้มาตรฐานและค่า HHV ที่ 60  °F ว่าเป็นความร้อนของการเผาไหม้รวมค่าทั้งสองนี้ใกล้เคียงกัน[ 4 ]

เมื่อใช้เป็น "ค่าความร้อน" (HHV) จะถือว่าส่วนประกอบของน้ำทั้งหมดอยู่ในสถานะของเหลวเมื่อสิ้นสุดการเผาไหม้ (ในผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้) และความร้อนทั้งหมดที่ส่งมอบที่อุณหภูมิต่ำกว่า150 °C (302 °F)สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้  

ค่าความร้อนต่ำกว่า

ค่าความร้อนต่ำสุด (LHV; ค่าความร้อนสุทธิ ; NCVหรือค่าความร้อนต่ำ ; LCV ) เป็นอีกมาตรวัดหนึ่งของพลังงานความร้อนที่ได้จากการเผาไหม้เชื้อเพลิง โดยวัดเป็นหน่วยพลังงานต่อหน่วยมวลหรือปริมาตรของสาร ในทางตรงกันข้ามกับค่าความร้อนสูงสุด (HHV) ค่า LHV จะพิจารณาถึงการสูญเสียพลังงาน เช่น พลังงานที่ใช้ในการทำให้น้ำกลายเป็นไอ–แม้ว่าคำจำกัดความที่แน่นอนของมันจะยังไม่เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปก็ตาม 

LHV เฉพาะน้ำ
นิยามหนึ่งง่ายๆ ก็คือ การลบความร้อนจากการระเหยของน้ำที่เกิดขึ้นออกจากค่าความร้อนสูงสุด วิธีนี้จะถือว่า H₂O เกิดขึ้นเป็นไอที่ถูกปล่อยออกมาเป็นของเสีย ดังนั้นพลังงานที่จำเป็นในการระเหยน้ำจึงสูญเปล่า วิธีนี้ถือว่าส่วนประกอบของน้ำในกระบวนการเผาไหม้อยู่ในสถานะไอเมื่อสิ้นสุดการเผาไหม้ ซึ่งแตกต่างจากค่าความร้อนสูงสุด (HHV) (หรือที่เรียกว่าค่าความร้อนรวมหรือค่า CV รวม ) ที่ถือว่าน้ำทั้งหมดในกระบวนการเผาไหม้อยู่ในสถานะของเหลวหลังจากการเผาไหม้เสร็จสิ้น
GPSA LHV
คำจำกัดความนี้ ซึ่งใช้โดยสมาคมผู้จัดหา อุปกรณ์แปรรูปก๊าซ (GPSA) คือเอนทาลปีของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ทั้งหมด ลบด้วยเอนทาลปีของเชื้อเพลิงที่อุณหภูมิอ้างอิง (ปัจจุบัน GPSA ใช้60 °F ( 15 + 5⁄9 °C) ) ลบด้วยเอนทาลปีของ ออกซิเจน ตามสัดส่วนทางเคมี (O₂ ด้วยความร้อนของการระเหยของไอในผลิตภัณฑ์การเผาไหม้  
อาจกล่าวได้อีกนัยหนึ่งว่า ค่าความร้อนสูง (HHV) ที่อุณหภูมิอ้างอิง ลบด้วยความร้อนของการระเหยของไอในผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ โดยการระบุอุณหภูมิอ้างอิงจะสามารถพิจารณาผลิตภัณฑ์ทั้งหมดได้
งานวิจัยนี้อ้างอิงจาก โครงการวิจัยที่ 44 ของสถาบันปิโตรเลียมแห่งอเมริกา (API) ซึ่งใช้ อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส (77 องศาฟาเรนไฮต์)เป็นอุณหภูมิอ้างอิง  
API LHV
API กำหนดความร้อนสุทธิของการเผาไหม้ให้สอดคล้องกับ LHV โดยใช้อุณหภูมิอ้างอิงที่60 °F ( 15 + 5⁄9 °C) แต่ใช้กับน้ำ ในสถานะก๊าซ คำนวณโดยการนำความร้อนรวมของการเผาไหม้ (HHV ที่อุณหภูมิอ้างอิง) ลบด้วยความร้อนของการระเหยของน้ำที่อุณหภูมิอ้างอิง (และที่ความดันไอที่สอดคล้องกับอุณหภูมิอ้างอิง) [ 4 ]  
ค่า LHV 150 °C
ค่า LHV นี้คือปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาเมื่อผลิตภัณฑ์เย็นตัวลงจนถึง150 °C (302 °F)ซึ่งหมายความว่าความร้อนแฝงของการระเหยของน้ำ (และผลิตภัณฑ์อื่นๆ ที่อาจเกิดขึ้นได้) นั้นไม่ได้ถูกนำกลับมาใช้ใหม่ ค่านี้มีประโยชน์ในการเปรียบเทียบเชื้อเพลิงในกรณีที่การควบแน่นของผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ทำได้ยาก หรือความร้อนที่อุณหภูมิต่ำกว่า150 °C (302 °F)ไม่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้    

นิยามที่ระบุว่าผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ทั้งหมดกลับคืนสู่อุณหภูมิอ้างอิงนั้น คำนวณได้ง่ายกว่าจากค่าความร้อนสูงกว่าเมื่อใช้นิยามอื่นๆ อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์ที่ได้จะแตกต่างกันเล็กน้อย

การคำนึงถึงความชื้น

ทั้งค่าความร้อนสูง (HHV) และค่าความร้อนต่ำ (LHV) สามารถแสดงได้ในรูปของ AR (นับความชื้นทั้งหมด), MF และ MAF (นับเฉพาะน้ำจากการเผาไหม้ของไฮโดรเจน) โดยทั่วไปแล้ว AR, MF และ MAF มักใช้ในการระบุค่าความร้อนของถ่านหิน:

  • AR (ตามที่ได้รับ) หมายความว่าค่าความร้อนของเชื้อเพลิงได้รับการวัดโดยมีแร่ธาตุที่ก่อให้เกิดความชื้นและเถ้าทั้งหมดอยู่ด้วย
  • MF (ปราศจากความชื้น) หรือแบบแห้งหมายความว่าค่าความร้อนของเชื้อเพลิงได้รับการวัดหลังจากที่เชื้อเพลิงถูกทำให้แห้งสนิทจากความชื้นภายใน แต่ยังคงมีแร่ธาตุที่ก่อให้เกิดเถ้าอยู่
  • MAF (ปราศจากความชื้นและเถ้า) หรือDAF (แห้งและปราศจากเถ้า) หมายความว่าค่าความร้อนของเชื้อเพลิงได้รับการวัดโดยปราศจากแร่ธาตุที่ก่อให้เกิดความชื้นและเถ้า

ค่าความร้อนรวม

ค่าความร้อนรวม (Gross Heating Value หรือ GHP) จะคำนึงถึงปริมาณน้ำในไอเสียที่ระเหยออกมาในรูปของไอน้ำ เช่นเดียวกับค่าความร้อนต่ำ (Low Heating Value หรือ LHV) แต่ค่าความร้อนรวมจะรวมถึงปริมาณน้ำในเชื้อเพลิงก่อนการเผาไหม้ด้วย ค่านี้มีความสำคัญสำหรับเชื้อเพลิงเช่นไม้หรือถ่านหินซึ่งมักจะมีน้ำอยู่บ้างก่อนการเผาไหม้

ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายสำหรับองค์ประกอบต่างๆ

Zwolinski และ Wilhoit ได้กำหนดค่าความร้อนจากการเผาไหม้แบบ "รวม" และ "สุทธิ" ในปี 1972 โดยในนิยามแบบรวมนั้น ผลิตภัณฑ์ที่ได้จะเป็นสารประกอบที่มีความเสถียรมากที่สุด เช่นH O(l),Br (ล),ฉัน (s) และH SO (ล). ในนิยามสุทธิ ผลิตภัณฑ์คือแก๊สที่เกิดขึ้นเมื่อสารประกอบถูกเผาไหม้ในเปลวไฟ เช่นH O(g),Br (ก),ฉัน (ก) และSO (ก). ในทั้งสองนิยาม ผลิตภัณฑ์สำหรับ C, F, Cl และ N คือCO (ก),HF(ก),Cl (ก) และN (ก) ตามลำดับ [ 5 ]

คำว่า "รายได้รวม" และ "รายได้สุทธิ" มีความหมายอื่นๆ อีกมากมาย

การประมาณค่าความร้อน

โดยองค์ประกอบทางเคมี

ค่าความร้อนของเชื้อเพลิงสามารถประเมินได้จากผลการวิเคราะห์องค์ประกอบขั้นสุดท้ายของเชื้อเพลิง ซึ่งจะระบุเปอร์เซ็นต์โดยมวลของแต่ละธาตุ

โดยการบริโภคออกซิเจน

สำหรับ เชื้อเพลิง อินทรีย์ที่มีองค์ประกอบ C H O N ความร้อนของการเผาไหม้ (ที่สูงกว่า) คือ418 kJ/mol × ( c + 0.3 h − 0.5 o )ซึ่งโดยทั่วไปแล้วเป็นการประมาณที่ดี (±3% สำหรับสารประกอบอินทรีย์มากกว่า 500 ชนิด) ซึ่งสอดคล้องกับ 418 kJ/mol สำหรับแต่ละโมลของO ที่ถูกใช้ไป[ 6 ] [ 7 ] ความแม่นยำของสูตรที่เรียบง่ายเช่นนี้เกิดจาก เอนทัลปีพันธะ ที่ สูงมากของO ซึ่งทำให้เอนทัลปีพันธะอื่นๆ แทบไม่มีความเกี่ยวข้อง[ 6 ]

การประมาณค่านี้ใช้ไม่ได้ผลดีกับเชื้อเพลิงอนินทรีย์ เช่นคาร์บอนมอนอกไซด์ [ a ] นอกจาก นี้ยังใช้ไม่ได้ผลดีกับวัตถุระเบิดเช่นไนโตรกลีเซอรีน[ b ]และสารอื่นๆ ที่มีหมู่ฟังก์ชันพลังงานสูง เช่น หมู่ไนโตรและหมู่เอไซด์

สูตรของดูลอง

สามารถคำนวณค่าความร้อนได้โดยใช้ สูตรของดูลอง ซึ่งถือว่าคาร์บอนไฮโดรเจนและกำมะถันเป็นธาตุที่ติดไฟได้:

HHV [kJ/g] = 33.87 m + 122.3 (m − m /8) + 9.4 m

โดยที่ m , m , m และ m คือสัดส่วนมวลของคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน และกำมะถัน ตามลำดับ ในทุกสภาวะ (เปียก แห้ง หรือปราศจากเถ้า)

มีการดัดแปลงสูตรหลายแบบโดยใช้เงื่อนไขการถ่วงน้ำหนักที่แตกต่างกัน บางสูตรประมาณค่า LHV แทน HHV การเปรียบเทียบสูตรเหล่านี้มีอยู่ใน Hokosai et al. (2016) [ 8 ]

API เผยแพร่สูตรแบบ Dulong ของตนเองสำหรับของเหลวปิโตรเลียมและเชื้อเพลิงสังเคราะห์[ 4 ]

การวัดค่าความร้อน

ค่าความร้อนสูงกว่า (Higher Heating Value) ถูกกำหนดโดยการทดลองในเครื่องวัดความร้อนแบบบอมบ์ (bomb calorimeter ) โดยการเผาไหม้ของส่วนผสมเชื้อเพลิงและตัวออกซิไดซ์ในอัตราส่วนที่เหมาะสม (เช่น ไฮโดรเจน 2 โมล และออกซิเจน 1 โมล) ในภาชนะเหล็กที่อุณหภูมิ25 °C (77 °F)จะเริ่มต้นด้วยอุปกรณ์จุดระเบิด และปล่อยให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นจนเสร็จสมบูรณ์ เมื่อไฮโดรเจนและออกซิเจนทำปฏิกิริยากันในระหว่างการเผาไหม้ จะเกิดไอน้ำขึ้น จากนั้นภาชนะและสารภายในจะถูกทำให้เย็นลงกลับไปที่อุณหภูมิ 25 °C เท่าเดิม และค่าความร้อนสูงกว่าจะถูกกำหนดโดยปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาในช่วงระหว่างอุณหภูมิเริ่มต้นและอุณหภูมิสุดท้ายที่เท่ากัน  

เมื่อ กำหนด ค่าความร้อนต่ำสุด (LHV) แล้ว การทำความเย็นจะหยุดที่อุณหภูมิ 150 °C และความร้อนจากปฏิกิริยาจะถูกนำกลับมาใช้เพียงบางส่วนเท่านั้น ขีดจำกัดที่ 150 °C นี้อิงตามจุดน้ำค้างของก๊าซกรด

หมายเหตุ: ค่าความร้อนสูง (HHV) คำนวณจากผลคูณของน้ำในสถานะของเหลว ในขณะที่ค่าความร้อนต่ำ (LHV) คำนวณจากผลคูณของน้ำในสถานะไอ

ความสัมพันธ์ระหว่างค่าความร้อน

ความแตกต่างระหว่างค่าความร้อนทั้งสองขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีของเชื้อเพลิง ในกรณีของคาร์บอนบริสุทธิ์หรือคาร์บอนมอนอกไซด์ ค่าความร้อนทั้งสองจะเกือบเท่ากัน ความแตกต่างอยู่ที่ปริมาณความร้อนสัมผัสของคาร์บอนไดออกไซด์ระหว่าง 150 °C และ 25 °C ( การแลกเปลี่ยน ความร้อนสัมผัสทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ในขณะที่ความร้อนแฝงจะถูกเพิ่มหรือหักลบสำหรับการเปลี่ยนสถานะที่อุณหภูมิคงที่ ตัวอย่างเช่น ความร้อนของการระเหยหรือความร้อนของการหลอมเหลว ) สำหรับไฮโดรเจน ความแตกต่างจะมากกว่ามาก เนื่องจากรวมถึงความร้อนสัมผัสของไอน้ำระหว่าง 150 °C และ 100 °C ความร้อนแฝงของการควบแน่นที่ 100 °C และความร้อนสัมผัสของน้ำที่ควบแน่นระหว่าง 100 °C และ 25 °C โดยรวมแล้ว ค่าความร้อนสูงของไฮโดรเจนสูงกว่าค่าความร้อนต่ำถึง 18.2% (142  MJ/kg เทียบกับ 120  MJ/kg) สำหรับไฮโดรคาร์บอน ความแตกต่างขึ้นอยู่กับปริมาณไฮโดรเจนในเชื้อเพลิง สำหรับน้ำมันเบนซินและดีเซลค่าความร้อนสูงกว่าค่าความร้อนต่ำกว่าประมาณ 10% และ 7% ตามลำดับ และสำหรับก๊าซธรรมชาติประมาณ 11%

วิธีการทั่วไปในการเชื่อมโยง HHV กับ LHV คือ:

ชมชมวี=แอลชมวี+ชมวี(nชม2โอ,โอคุณทีnเอฟคุณอีล,ฉันn){\displaystyle \mathrm {HHV} =\mathrm {LHV} +H_{\mathrm {v} }\left({\frac {n_{\mathrm {H_{2}O,out} }}{n_{\mathrm {fuel,in} }}}\right)}

โดยที่Hvคือความร้อนของการระเหยของน้ำที่อุณหภูมิอ้างอิง (โดยทั่วไปคือ 25 °C nH O,outคือจำนวนโมลของน้ำที่ระเหย และnคือจำนวนโมลของเชื้อเพลิงที่ถูกเผาไหม้ [ 9 ]

  • การใช้งานส่วนใหญ่ที่เผาไหม้เชื้อเพลิงจะก่อให้เกิดไอน้ำ ซึ่งไม่ได้ถูกนำไปใช้และทำให้สูญเสียความร้อนไป ในการใช้งานดังกล่าว ค่าความร้อนที่ต่ำกว่าจะต้องถูกนำมาใช้เป็น 'เกณฑ์มาตรฐาน' สำหรับกระบวนการนั้น ๆ
  • อย่างไรก็ตาม สำหรับการคำนวณพลังงานที่แท้จริงในบางกรณี ค่าความร้อนที่สูงกว่านั้นถูกต้อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของก๊าซธรรมชาติซึ่งมีปริมาณไฮโดรเจนสูงทำให้เกิดน้ำจำนวนมาก เมื่อนำไปเผาในหม้อไอน้ำแบบควบแน่นและโรงไฟฟ้าที่มีระบบควบแน่นก๊าซไอเสียซึ่งจะควบแน่นไอน้ำที่เกิดจากการเผาไหม้และนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ ซึ่งความร้อนนั้นอาจจะสูญเปล่าไปได้

การใช้คำศัพท์

โดยทั่วไป ผู้ผลิตเครื่องยนต์จะประเมินอัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์โดยใช้ค่าความร้อนต่ำ เนื่องจากไอเสียจะไม่ควบแน่นในเครื่องยนต์ และการทำเช่นนี้ทำให้พวกเขาสามารถเผยแพร่ตัวเลขที่น่าสนใจกว่าที่ใช้ในแง่ของโรงไฟฟ้าแบบดั้งเดิม อุตสาหกรรมพลังงานแบบดั้งเดิมใช้ค่าความร้อนสูง (HHV) มานานหลายทศวรรษ แม้ว่าโรงไฟฟ้าเหล่านี้เกือบทั้งหมดจะไม่ควบแน่นไอเสียเช่นกัน ผู้บริโภคชาวอเมริกันควรทราบว่าตัวเลขการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงที่คำนวณจากค่าความร้อนสูงนั้นจะสูงกว่าเล็กน้อย

ความแตกต่างระหว่างคำจำกัดความของ HHV และ LHV ทำให้เกิดความสับสนไม่รู้จบเมื่อผู้เสนอราคาไม่ใส่ใจที่จะระบุแบบแผนที่ใช้[ 10 ]เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วจะมีความแตกต่างกัน 10% ระหว่างสองวิธีสำหรับโรงไฟฟ้าที่เผาไหม้ก๊าซธรรมชาติ สำหรับการเปรียบเทียบส่วนหนึ่งของปฏิกิริยา LHV อาจเหมาะสม แต่ควรใช้ HHV สำหรับ การคำนวณ ประสิทธิภาพพลังงาน โดยรวม เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสน และในทุกกรณี ควรระบุค่าหรือแบบแผนที่ใช้ให้ชัดเจน

ตารางความร้อนจากการเผาไหม้

ค่าความร้อนสูง (HHV) และค่าความร้อนต่ำ (LHV) ของเชื้อเพลิงทั่วไปบางชนิด[ 11 ]ที่อุณหภูมิ 25 °C
เชื้อเพลิงเอชเอชวีแอลเอชวี
เมกะจูล /กก. [ค]บีทียู /ปอนด์[วัน]กิโลจูล / โมลเมกะจูล/กก.
ไฮโดรเจน[ 12 ]141.7960969285.83 [ e ] [ 13 ]119.96
มีเทน55.5223874890.7 [ 14 ]50.00
อีเทน51.90223191560.7 [ 15 ]47.62
โพรเพน50.33216412219.2 [ 16 ]46.35
บิวเทน49.51212882877.5 [ 17 ]45.75
เพนเทน48.64209133509 [ f ] [ 18 ]45.35
น้ำมันก๊าดเจ็ท[ 19 ]46.421996044.1
น้ำมันก๊าด46.201986643.00
พาราฟินแว็กซ์46.001978041.50
ดีเซล44.801926443.4
ถ่านหิน ( แอนทราไซต์ )32.5013975
ไม้ ( MAF )21.709331
เชื้อเพลิงจากไม้16.0688017.0
ถ่านหิน ( ลิกไนต์– สหรัฐอเมริกา ) 15.006450
พีท (แห้ง)15.006450
พีท (ชื้น)6.002580
  1. ↑สูตรการใช้ออกซิเจนประมาณค่า CO ไว้ที่ 209 kJ/mol เมื่อเทียบกับค่า ΔcH จริงที่ −283.0 kJ/mol
  2. ↑สูตรคำนวณการใช้ออกซิเจนประมาณค่าไนโตรกลีเซอรีนได้ 0 กิโลจูล/โมล ซึ่งเป็นค่าที่ไม่สมเหตุสมผล ทั้งที่จริงแล้วไนโตรกลีเซอรีนไม่เผาไหม้
  3. ↑ค่า MJ/kg คำนวณจาก kJ/mol (Δ H°/(น้ำหนักโมเลกุล * M ), M = 1.00000000105)
  4. ↑ค่า BTU/lb คำนวณจาก MJ/kg (1 MJ/kg = 430 BTU/lb)
  5. ↑ Δ H°, เฟสของเหลว)
  6. ↑เฟสของเหลว
ค่าความร้อนที่สูงกว่าของเชื้อเพลิงบางชนิดที่พบได้น้อย[ 11 ]
เชื้อเพลิงเมกะจูล /กก.บีทียู /ปอนด์กิโลจูล / โมล
เมทานอล22.79,800726
เอทานอล29.712,8001,367
1-โพรพานอล33.614,5002,020
อะเซทิลีน49.921,5001,300
เบนซีน41.818,0003,268
แอมโมเนีย22.59,690382.6
ไฮดราซีน19.48,370622.0
เฮกซามีน30.012,9004,200.0
คาร์บอน32.814,100393.5
ค่าความร้อนต่ำสำหรับสารประกอบอินทรีย์บางชนิด(ที่25 °C [77 °F] )  
เชื้อเพลิงเมกะจูล /กก.เอ็มเจ / แอลบีทียู /ปอนด์กิโลจูล / โมล
อัลเคน
มีเทน50.0096.921,504802.34
อีเทน47.794—20,5511,437.2
โพรเพน46.35725.319,9342,044.2
บิวเทน45.752—19,6732,659.3
เพนเทน45.35728.3921,7063,272.6
เฮกเซน44.75229.3019,5043,856.7
เฮปเทน44.56630.4819,1634,465.8
ออกเทน44.427—19,1045,074.9
โนนาเนะ44.31131.8219,0545,683.3
เดเคน44.24033.2919,0236,294.5
อันเดเคน44.19432.7019,0036,908.0
โดเดเคน44.14733.1118,9837,519.6
ไอโซพาราฟิน
ไอโซบิวเทน45.613—19,6142,651.0
ไอโซเพนเทน45.24127.8719,4543,264.1
2-เมทิลเพนเทน44.68229.1819,2133,850.7
2,3-ไดเมทิลบิวเทน44.65929.5619,2033,848.7
2,3-ไดเมทิลเพนเทน44.49630.9219,1334,458.5
2,2,4-ไตรเมทิลเพนเทน44.31030.4919,0535,061.5
แนฟทีน
ไซโคลเพนเทน44.63633.5219,1933,129.0
เมทิลไซโคลเพนเทน44.636?33.43?19,193?3,756.6?
ไซโคลเฮกเซน43.45033.8518,6843,656.8
เมทิลไซโคลเฮกเซน43.38033.4018,6534,259.5
โมโนโอเลฟินส์
เอทิลีน47.195———
โพรพิลีน45.799———
1-บิวทีน45.334———
ซิส -2-บิวทีน45.194———
ทรานส์ -2-บิวทีน45.124———
ไอโซบิวทีน45.055———
1-เพนทีน45.031———
2-เมทิล-1-เพนทีน44.799———
1-เฮกซีน44.426———
ไดโอเลฟินส์
1,3-บิวทาไดอีน44.613———
ไอโซพรีน44.078-——
ไนตรัส
ไนโตรมีเทน10.513———
ไนโตรโพรเพน20.693———
อะเซทิลีน
อะเซทิลีน48.241———
เมทิลอะเซทิลีน46.194———
1-บิวไทน์45.590———
1-เพนไทน์45.217———
สารอะโรมาติกส์
เบนซีน40.170———
โทลูอีน40.589———
โอ -ไซลีน40.961———
เอ็ม -ไซลีน40.961———
พี -ไซลีน40.798———
เอทิลเบนซีน40.938———
1,2,4-ไตรเมทิลเบนซีน40.984———
เอ็น -โพรพิลเบนซีน41.193———
คูเมเน่41.217———
แอลกอฮอล์
เมทานอล19.93015.788,570638.6
เอทานอล26.7022.7712,4121,230.1
1-โพรพานอล30.68024.6513,1921,843.9
ไอโซโพรพานอล30.44723.9313,0921,829.9
เอ็น -บิวทานอล33.07526.7914,2222,501.6
ไอโซบิวทานอล32.95926.4314,1722,442.9
เทอร์ท-บิวทานอล32.58725.4514,0122,415.3
เอ็น -เพนทานอล34.72728.2814,9333,061.2
ไอโซอะมิลแอลกอฮอล์31.416?35.64?13,509?2,769.3?
อีเธอร์
เมทอกซีมีเทน28.703—12,3421,322.3
เอทอกซีอีเทน33.86724.1614,5632,510.2
โพรพอกซีโพรเพน36.35526.7615,6333,568.0
บิวทอกซีบิวเทน37.79828.8816,2534,922.4
อัลดีไฮด์และคีโตน
ฟอร์มาลดีไฮด์17.259——570.78 [ 20 ]
อะเซทัลดีไฮด์24.156———
โพรพิโอนัลดีไฮด์28.889———
บิวทิรัลดีไฮด์31.610———
อะซิโตน28.54822.62——
สายพันธุ์อื่นๆ
คาร์บอน (กราไฟต์)32.808———
ไฮโดรเจน120.9711.852,017244
คาร์บอนมอนอกไซด์10.112—4,348283.24
แอมโมเนีย18.646—8,018317.56
กำมะถัน ( ของแข็ง )9.163—3,940293.82
บันทึก
  • ไม่มีความแตกต่างระหว่างค่าความร้อนต่ำและค่าความร้อนสูงสำหรับการเผาไหม้ของคาร์บอน คาร์บอนมอนอกไซด์ และกำมะถัน เนื่องจากไม่มีน้ำเกิดขึ้นในระหว่างการเผาไหม้ของสารเหล่านั้น
  • ค่า BTU/lb คำนวณจาก MJ/kg (1  MJ/kg = 430  BTU/lb)

ค่าความร้อนที่สูงขึ้นของก๊าซธรรมชาติจากแหล่งต่างๆ

สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศรายงานค่าความร้อนสูงทั่วไปต่อลูกบาศก์เมตรมาตรฐานของก๊าซดังต่อไปนี้: [ 21 ]

ค่าความร้อนต่ำของก๊าซธรรมชาติโดยปกติจะอยู่ที่ประมาณ 90% ของค่าความร้อนสูง ตารางนี้แสดงค่าต่อลูกบาศก์เมตรมาตรฐาน (1 บรรยากาศ , 15 °C) หากต้องการแปลงเป็นค่าต่อลูกบาศก์เมตรปกติ (1 บรรยากาศ, 0 °C) ให้คูณตารางด้านบนด้วย 1.0549    

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

  • กิเบต์, เจ.-ซี. (1997) คาร์บูแรนต์และโมเตอร์ สิ่งตีพิมพ์ของสถาบัน Français du Pétrole. ไอเอสบีเอ็น 978-2-7108-0704-9.
  • NIST Chemistry WebBook
  • "ค่าความร้อนต่ำและสูงของก๊าซ เชื้อเพลิงเหลว และเชื้อเพลิงแข็ง" (PDF)หนังสือข้อมูลพลังงานชีวมวลกระทรวงพลังงานสหรัฐอเมริกา 2011

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ไม่มีชื่อบทความ

ค่า ความร้อน (หรือค่า พลังงาน ค่า แคลอรี ความร้อนจากการเผาไหม้ ) ของ สารใด ๆ ซึ่งโดยทั่วไปคือ เชื้อเพลิง หรือ อาหาร (ดู พลังงานในอาหาร ) คือปริมาณ ความร้อน ที่ปล่อยออกมาในระหว่าง..

ค่าความร้อนสูงกว่า

ค่าความร้อนสูงสุด (HHV; พลังงานรวม , ค่าความร้อนสูงสุด , ค่าแคลอรีรวม GCV หรือ ค่าแคลอรีสูงสุด HCV ) บ่งชี้ถึงขีดจำกัดสูงสุดของพลังงานความร้อนที่มีอยู่ซึ่งเกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงอย่างสมบูรณ์ โดยวัดเป็นหน่วยพลังงานต่อหน่วยมวลหรือปริมาตรของสาร HHV...

ค่าความร้อนต่ำกว่า

ค่าความร้อนต่ำสุด (LHV; ค่าความร้อนสุทธิ ; NCV หรือ ค่าความร้อนต่ำ ; LCV ) เป็นอีกมาตรวัดหนึ่งของพลังงานความร้อนที่ได้จากการเผาไหม้เชื้อเพลิง โดยวัดเป็นหน่วยพลังงานต่อหน่วยมวลหรือปริมาตรของสาร ในทางตรงกันข้ามกับค่าความร้อนสูงสุด (HHV) ค่า LHV...

การคำนึงถึงความชื้น

ทั้งค่าความร้อนสูง (HHV) และค่าความร้อนต่ำ (LHV) สามารถแสดงได้ในรูปของ AR (นับความชื้นทั้งหมด), MF และ MAF (นับเฉพาะน้ำจากการเผาไหม้ของไฮโดรเจน) โดยทั่วไปแล้ว AR, MF และ MAF มักใช้ในการระบุค่าความร้อนของถ่านหิน: