• X
  • TranslatorsCafe.com
  • Convertoare de unități online
  • Uzual
  • Mecanică
  • Căldură
  • Fluide
  • Sunet
  • Ușoară
  • Electric
  • Magnetism
  • Radiații
  • Diverse
  • Calculatoare
  • Engleză Statele Unite)

Conversia megajoule/metru³ [MJ/m³] în kilocalorie (IT)/metru³

Frecvența și lungimea de undă

Convertorul specific de energie și căldură de ardere pe volum este utilizat pentru conversia unităților de mai multe mărimi fizice care sunt utilizate pentru a cuantifica proprietatea energiei în diferite aplicații.

conversia

Definiții și unități de măsură

Energie specifică

Cantitatea de energie stocată într-un sistem sau regiune pe unitate de volum sau conținutul de energie al combustibililor pe unitate de volum este descrisă de densitatea energiei. Dacă vorbim despre energie pe unitate de masă, se numește energie specifică.

Astfel, densitatea energiei, energia specifică și căldura de ardere caracterizează o substanță sau un sistem termodinamic. Cu toate acestea, densitatea energiei și energia specifică pot fi utilizate pentru descrierea unui sistem în care nu are loc arderea combustibilului. De exemplu, energia poate fi stocată într-o baterie reîncărcabilă litiu sau într-o baterie reîncărcabilă litiu-ion sub formă de energie chimică, sau într-un supercondensator, sau chiar într-un transformator electric sub forma energiei câmpului electromagnetic.

Consum specific de combustibil

Pe de altă parte, consumul specific de combustibil este o măsură a eficienței consumului de combustibil al oricărui motor care arde combustibil pentru a produce energie, cum ar fi motorul auto (consum de combustibil specific frânei) sau de tracțiune, cum ar fi un motor de avioane cu reacție (consum specific de combustibil). Cuvântul „frână” din termenul „consum de combustibil specific frânei” indică faptul că este determinat pe dinamometrul de absorbție, care este utilizat pentru măsurarea cuplului și a puterii de frânare. Un dispozitiv de frânare este partea principală a dinamometrului.

consumul specific de combustibil per volum se măsoară în unități ale ratei volumetrice a consumului de combustibil pe unități de energie. Exemple sunt litrul pe kilowatt-oră sau galonul/cai putere-oră. Pentru a converti unitățile de consum specific de combustibil pe masă, vă rugăm să utilizați convertorul nostru de consum specific de combustibil per masă. De exemplu, consumul specific de combustibil 100 g/kW ∙ h înseamnă că, pentru crearea unei puteri de 1 kilowat, un motor consumă 100 de grame de combustibil pe oră. Aceeași valoare de 100 g/kW ∙ h înseamnă, de asemenea, că același motor consumă 100 g de combustibil pentru a efectua lucrări utile de un kilowatt-oră.

Unități de măsură

densitatea volumetrică a energiei se măsoară în unități de energie per unitate de volum, de exemplu, în jouli pe metru cub (J/m2) sau BTU pe picior cub (Btu/ft f).

În conformitate cu cele de mai sus, unități precum J/m³, J/L, kcal/m³, BTU/ft³ sunt utilizate pentru a măsura mai multe mărimi fizice care au multe în comun. Sunt folosite pentru măsurare

  • conținutul specific de energie al combustibilului pe volum;
  • căldura de ardere pe volum;
  • densitatea energetică volumetrică într-un sistem termodinamic.

Combustibilii reacționează cu oxigenul din aer și produc o cantitate relativ mare de căldură. Câtă energie este generată în timpul arderii combustibilului depinde de tipul de combustibil, de condițiile de ardere a acestuia și de masa sau volumul de combustibil ars? De exemplu, combustibilul parțial oxidat, cum ar fi etanolul (C₂H₅OH), este mai puțin eficient decât hidrocarburile pure precum kerosenul (compoziția aproximativă C₁₀H₂₂) sau benzina (benzina). Energia este de obicei măsurată în jouli (J), calorii (cal) sau unități termice britanice (BTU). Conținutul specific de energie sau căldura de ardere a combustibilului este energia obținută atunci când este ars un volum unitar sau o masă unitară a combustibilului.

Puterea calorifică a unui combustibil poate fi exprimată cu următoarele cantități:

  • energie/mol de combustibil, de exemplu, kJ/mol
  • energia/masa combustibilului, de exemplu, BTU/lb
  • energia/volumul combustibilului, de exemplu, kcal/m³

Aceleași unități și cantități și chiar metode de măsurare (calorimetru bombă) sunt utilizate pentru a măsura valoarea energetică a alimentelor, caz în care puterea calorică este cantitatea de căldură degajată în timpul arderii unei cantități specificate de alimente. Rețineți că acest convertor este utilizat pentru a converti numai cantități volumetrice.

Valori de încălzire mai mici și mai mari

Căldura măsurată de ardere depinde de ceea ce se întâmplă cu apa produsă în timpul arderii. Amintiți-vă că avem nevoie de multă căldură pentru a evapora apa și aceeași cantitate de căldură va fi eliberată atunci când acest abur este condensat. Dacă apa rămâne sub formă de vapori, atunci nu poate elibera căldură în timpul transmiterii în faza lichidă. Astfel, căldură netă (sau mai mică) de ardere este masurat. Cu toate acestea, dacă apa este condensată înapoi la temperatura inițială a combustibilului, atunci căldură mai mare de ardere este masurat. Motorul cu ardere internă nu poate utiliza energia suplimentară disponibilă atunci când aburul este condensat înapoi în apă. Prin urmare, căldura netă sau mai mică de ardere este mai adecvată și mulți producători de motoare evaluează consumul de combustibil al motorului cu valorile de încălzire (nete) mai mici. Cu toate acestea, producătorii americani își evaluează adesea motoarele pe baza valorii de încălzire mai mari. Diferența dintre valoarea de încălzire a combustibilului mai mare și cea mai mică este de obicei de 10%. Acest lucru nu este mult, dar poate fi confuz dacă metoda de măsurare nu este specificată în specificațiile motorului.

Rețineți că valorile mai mari și mai mici ale încălzirii combustibilului sunt adecvate numai pentru combustibilul care conține hidrogen, cum ar fi benzina sau motorina. Pentru arderea carbonului pur sau a monoxidului de carbon nu se pot defini valori de încălzire mai mari și mai mici, deoarece acestea nu conțin hidrogen și, prin urmare, nu se formează apă în timpul procesului de ardere a acestor substanțe.

Când combustibilul este ars în motor, cantitatea reală de lucru mecanic obținută din combustibil depinde în mare măsură de motor. Motoarele pe benzină (pe benzină) sunt mai puțin eficiente decât motoarele diesel. Motoarele diesel ale autoturismelor au de obicei o eficiență energetică de 30 până la 40%, iar motoarele pe benzină (benzină) - doar 20 până la 30%.

Măsurarea conținutului energetic al unui combustibil

Căldura combustiei este utilă atunci când este necesar să se compare diferiți combustibili. În majoritatea cazurilor, conținutul de energie al combustibilului sau al alimentelor este obținut într-un calorimetru cu bombă de oxigen cu volum constant. Căldura de ardere sau puterea calorică a unei mase ponderate a unei probe este definită ca cantitatea de căldură degajată de o unitate de masă a unei probe atunci când este arsă cu oxigen într-o incintă cu volum constant.

Aceste calorimetre conțin un vas sub presiune numit bombă, care este umplut cu oxigen pur sub presiune și un eșantion de combustibil al cărui conținut de energie este măsurat. Cantitatea de oxigen depășește cantitatea necesară pentru arderea completă a probei. Vasul sub presiune poate rezista la presiunea mare a produselor de ardere din dispozitiv în timpul arderii combustibilului. În timpul arderii, tot carbonul și hidrogenul combustibilului care arde reacționează cu oxigenul pentru a forma dioxid de carbon și apă. Dacă arderea nu este completă, se eliberează monoxid de carbon (CO) și combustibil ne-ars sau parțial ars, ceea ce duce la un conținut mai mic de energie.

Energia eliberată în timpul arderii unei probe de combustibil în vasul sub presiune este absorbită în calorimetru și se măsoară modificarea rezultată a temperaturii în mediul de absorbție al calorimetrului (de obicei apă). Căldura de ardere este calculată folosind această diferență de temperatură și rezultatele testelor de calibrare cu un material standardizat.

Orice calorimetru de bombă conține mai multe părți esențiale:

  • o bombă sau un recipient puternic sub presiune metalic cu pereți groși, în care are loc reacția chimică (4);
  • o găleată calorimetrică - un recipient cu finisaj exterior foarte lustruit, în care bomba este plasată în apă (5); finisajul lustruit este necesar pentru a reduce schimbul de căldură între calorimetru și mediul de laborator;
  • un mecanism de agitare;
  • o jachetă termoizolantă, care protejează cupa calorimetrului cu bomba de schimbările de temperatură exterioare (7);
  • un senzor de temperatură sau termometru, care măsoară schimbările de temperatură în cupa calorimetrului (1);
  • un aprindător electric cu un fir de siguranță și electrozi (6) pentru a aprinde combustibilul în cupa de probă (3) instalată în recipientul sub presiune (4); și
  • o intrare de oxigen (O₂) (2).

Deoarece reacțiile de ardere într-un calorimetru cu bombă de oxigen creează presiuni ridicate într-o perioadă scurtă de timp, măsurătorile pot fi periculoase. Calorimetrul, supapele acestuia și electrozii de ardere trebuie să fie menținut în stare bună în orice moment. Greutatea probei nu trebuie să depășească valoarea maximă admisibilă.

Conținutul energetic al diferiților combustibili în BTU/galon

Acest articol a fost scris de Anatoly Zolotkov