Combustibil

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 24 octombrie 2021; verificările necesită 6 modificări .

Combustibilul în sensul larg al cuvântului este o substanță capabilă să elibereze energie în cursul anumitor procese, care poate fi folosită în scopuri tehnice. Combustibilul chimic eliberează energie în timpul reacțiilor chimice exoterme în timpul arderii , combustibil nuclear  în timpul reacțiilor nucleare . Unii propulsori (de exemplu, propulsori omogene sau propulsori solizi) sunt capabili de autocombustie în absența unui agent oxidant. Cu toate acestea, majoritatea combustibililor de uz casnic și industrial au nevoie de oxigen pentru a arde, iar astfel de combustibili pot fi denumiți și combustibili . Cele mai comune materiale combustibile sunt combustibilii fosili, care conțin carbon și hidrogen. Combustibilii sunt împărțiți în funcție de starea de agregare a substanței în solid, lichid și gazos, iar în funcție de metoda de producție - în natural (cărbune, petrol, gaz) și artificial . Combustibilii fosili reprezintă principala sursă de energie pentru societatea modernă. În 2010, aproximativ 90% din toată energia produsă de omenire pe Pământ a fost obținută prin arderea combustibililor fosili sau a biocombustibililor [1] , iar conform previziunilor Energy Research and Development (SUA) , această pondere nu va scădea sub 80% până în 2040 cu o creștere simultană a consumului de energie cu 56% în perioada 2010-2040 [2] . Legate de aceasta sunt probleme globale ale civilizației moderne, cum ar fi epuizarea resurselor energetice neregenerabile , poluarea mediului și încălzirea globală .

Conceptul de combustibil

Conceptul de combustibil a apărut din capacitatea anumitor substanțe de a arde , eliberând căldură în acest proces. În cele mai multe cazuri, arderea este o reacție chimică de oxidare , în timp ce pentru combustibili precum lemnul ( lemne de foc) sau benzina , oxigenul din aer servește adesea ca oxidant . Alte substanțe, cum ar fi oxigenul lichid, pot fi, de asemenea, utilizate ca agent oxidant în dispozitive speciale (de exemplu, motoarele de rachetă ). Fluorul nu este folosit ca agent oxidant din cauza toxicitatii foarte mari, ozonul datorita toxicitatii si instabilitatii.

Deoarece multe dispozitive folosesc oxigenul ca agent oxidant, consumat din aerul înconjurător fără aplicarea unor eforturi speciale (un agent oxidant „invizibil”), în viața de zi cu zi există o confuzie de concepte și combustibilul este adesea (și eronat) numit combustibil.

Pentru a converti energia termică a combustibilului în energie cinetică , se folosesc diferite tipuri de motoare termice .

Principalul indicator al combustibilului este puterea calorică ( puterea calorică ). În scopul comparării tipurilor de combustibil, a fost introdus conceptul de combustibil standard (puterea calorică a unui kilogram de „combustibil standard” (c.f.) este de 29,3 MJ sau 7000 kcal , ceea ce corespunde puterii calorifice nete a antracitului pur ).

Combustibilul de uz casnic pentru cuptor este destinat arderii în instalațiile de încălzire cu capacitate redusă situate direct în spații rezidențiale, precum și în generatoarele de căldură de capacitate medie utilizate în agricultură pentru prepararea furajelor, cereale, uscare fructe, conserve și alte scopuri.

Standardul pentru combustibilul cazanului - GOST 10585-99 prevede producerea a patru dintre clasele sale: păcură navală F-5 și F-12, care sunt clasificate drept combustibili ușori în funcție de vâscozitate, ulei de încălzire de gradul 40 - ca mediu și grad. 100 - combustibil greu. Cifrele indică vâscozitatea aproximativă a păcurii respective la 50 °C.

Uleiul închis la culoare este produs din fracțiuni de motorină de distilare directă și de origine secundară - distilate de cracare termică, catalitică și cocsare.

Conform compoziției fracționate, uleiul de încălzire poate fi oarecum mai greu decât motorina conform GOST 305-82 (până la 360 ° C se distilează până la 90 la sută în loc de 96 la sută, vâscozitatea uleiului de încălzire până la 8,0 mm 2 / s la 20 ° C față de 3,0-6,0 mm 2 /s diesel).

La fabricarea uleiului de încălzire, cifrele de cetan și iod , punctul de tulburare nu sunt standardizate. La procesarea uleiurilor acide, fracția de masă a sulfului din combustibil este de până la 1,1 la sută.

Pentru a îmbunătăți proprietățile la temperatură scăzută ale uleiului de încălzire, în industrie se folosesc aditivi depresori sintetizați pe baza unui copolimer de etilenă-acetat de vinil.

Caracteristici:

Combustibili moderni majori

Combustibili solizi

Combustibili lichizi

Sunt ușor de transportat, dar, în același timp, pierderile datorate evaporării, scurgerilor și scurgerilor sunt mari.

Combustibili gazoși

Sunt mai transportabile decât tipurile lichide, în timp ce au pierderi și mai mari la evaporare și, de asemenea, în condiții normale, densitate energetică mai mică. Datorită densității scăzute a gazelor, costurile cu energie pentru transportul pe distanțe lungi sunt mai mari în comparație cu combustibilii lichizi, iar costul unei conducte de gaz este, de asemenea, mai mare în comparație cu o conductă de petrol.

Sisteme disperse , soluții

Nivelul și structura consumului de combustibil

În ciuda varietății uriașe de combustibili, petrolul, gazele naturale și cărbunele rămân principalele surse de energie. Starea de lucruri de acum 100 de ani a fost acoperită de Mendeleev. Primii doi combustibili fosili sunt epuizabili în viitorul apropiat. Combustibilii petrolieri au o valoare deosebită pentru vehicule (principalii consumatori de energie), datorită confortului transportului, prin urmare, cercetările sunt în curs de desfășurare cu privire la utilizarea cărbunelui pentru producerea de combustibili lichizi , inclusiv de motor. Există și rezerve uriașe de combustibil nuclear, dar utilizarea acestuia impune cerințe ridicate de siguranță, costuri ridicate pentru pregătirea, exploatarea și eliminarea combustibilului și a materialelor asociate.

Consumul mondial de combustibili fosili este de aproximativ 12 miliarde de tone echivalent combustibil. tone pe an. Potrivit BP Statistical Review of World Energy 2003, în 2002 consumul de combustibili fosili a fost:

Ponderea surselor regenerabile de energie în bilanţurile energetice

Conform estimărilor aproximative, consumul de energie al Rusiei este de 1,3 miliarde de tone echivalent combustibil. tone pe an.

Dinamica

În ultimii 20 de ani, consumul mondial de energie a crescut cu 30% (și probabil că această creștere va continua datorită cererii în creștere a țărilor în curs de dezvoltare rapidă din regiunea asiatică). În țările dezvoltate în aceeași perioadă, structura consumului s-a schimbat semnificativ - o parte din cărbune a fost înlocuită cu gaze mai ecologice (Europa și, mai ales, Rusia, unde ponderea gazului în consum a fost de până la 40%), iar ponderea energiei nucleare a crescut de la 4% la 10%.

După citarea cifrelor, merită subliniat exemplul Australiei , în soldul căreia energia solară ia aproximativ 30%. Această pondere este consumată de industria sării, care fabrică produse prin evaporare naturală la soare.

Vezi și

Note

  1. ↑ Statistici cheie ale energiei mondiale . - Agenția Internațională pentru Energie (AIE), 2012. - P. 6. - 80 p. Arhivat pe 18 noiembrie 2012 la Wayback Machine
  2. ↑ International Energy Outlook 2013 with Projections to 2040  1. US Energy Information Administration (EIA) . Data accesului: 4 februarie 2014. Arhivat din original pe 4 noiembrie 2013.
  3. ↑ „Fundamentals of high loaded charbon water slurs”. Arhivat din original pe 4 aprilie 2015. CRC Press, Taylor and Francis Group, Londra, Marea Britanie. A Balkema Book 2013 p105-114.]

Literatură

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii