Värmevärde
Värmevärde är en term som anger hur stor energi som utvecklas vid förbränning av en viss mängd av ett bränsle. Värmevärdet är samma sak som reaktionsentalpin för förbränningsreaktionen, det vill säga skillnaden mellan reaktanternas och produkternas entalpi, men värmevärde har blivit den etablerade beteckningen. Värmevärde är en viktig egenskap för bränslen, då det anger deras energiinnehåll, och kan variera mycket mellan olika bränslen.
Energi som frigörs vid förbränning av ett bränsle kallas också ibland förbränningsvärme.
Beräkning
[redigera | redigera wikitext]För enkla bränslen i gas- eller vätskeform kan värmevärdet ofta beräknas utifrån de olika komponenternas reaktionsentalpi. Till exempel kan värmevärdet för naturgas enkelt beräknas, då naturgasen främst består av metan som vid förbränning blir koldioxid och vatten. För bränslen med en mera komplicerad kemisk uppbyggnad, såsom kol och trä, har dock värmevärdena oftast bestämts experimentellt.
Värmevärdet anges vanligen i energienheter per massenhet, till exempel joule per kilogram (J/kg), men även det kan även anges per volymenhet (Joule per kubikmeter) eller per substansmängd (Joule per mol).
Kalorimetriskt och effektivt värmevärde
[redigera | redigera wikitext]Värmevärden kan definieras på olika sätt. Ifall man endast beaktar energiskillnaden mellan bränslet och produkterna (vanligtvis askan och rökgaserna) vid samma temperatur, använder man det så kallade kalorimetriska värmevärdet. Ifall man kan utnyttja all den energi som finns i rökgaserna i form av värme, är det kalorimetriska värmevärdet användbart. Ofta kan dock en betydande del av energin i rökgaserna försvinna, till exempel genom en skorsten. I och med att vatten övergår från vätska till gas (vattenånga) med en hög ångbildningsentalpi, kommer denna energi att försvinna om vattnet befinner sig i ångform när värmen inte längre kan utnyttjas. Det effektiva värmevärdet beaktar vattnets ångbildningsentalpi, så att denna räknas bort från det kalorimetriska värmevärdet. Det effektiva värmevärdet är därför alltid lägre än det kalorimetriska, speciellt om rökgaserna innehåller mycket vattenånga. Se vidare rökgaskondensering.
Det kalorimetriska värmevärdet kallas på engelska Higher Heating Value, förkortat HHV. Det effektiva värmevärdet kallas Lower Heating Value eller LHV. Dessa förkortningarna förekommer ofta på svenska. Ibland kan även kalorimetriska och effektiva värmevärden kallas för högre och lägre värmevärden, i likhet med det engelska språkbruket.
Olika bränslens värmevärden
[redigera | redigera wikitext]Nedan följer några vanliga bränslens kalorimetriska och effektiva värmevärden. [1] [2][3] [4][5]1 MJ = 0.278 kWh
| Bränsle | Kalorimetriskt värmevärde (MJ/kg) |
Effektivt värmevärde (MJ/kg) |
|---|---|---|
| Väte | 141.8 | 121 |
| Metan | 55.5 | 50.0 |
| Etan | 51.9 | 47.8 |
| Propan | 50.35 | 46.35 |
| Butan | 49.5 | 45.75 |
| Pentan | 45.35 | |
| n-Heptan | 48,46 | 44,56 |
| Bensen | 42,26 | 40,14 |
| Toluen | 43,00 | 40,52 |
| Bensin densitet 0,737 x) | 46,4 | 43,4 |
| Paraffin | 46 | |
| Fotogen densitet 0,821 x) | 46.2 | 43.0 |
| Diesel Densitet 0,846 x) | 45,6 | 42,6 |
| Eldningsolja | 39,82 - 41,53 | |
| Kol (fossilt bränsle) | 15–27 | |
| Koks | 28-30 | |
| Trä fukthalt 0% | 19.1 | |
| Trä fukthalt 40% | 10,5 | |
| Ved 20% H2O | ? | 14,9 |
| Torv | 6–15 | |
| Metanol | 23,0 | 19,9 |
| Etanol | 29.7 | 26,7 |
| Etanol 95% | ? | 24,9 |
| Propanol | 33.6 | |
| Butanol | 37,3 | 34,4 |
| Metyl tert-Butyl Eter | 34,88 | |
| Etyn (acetylen) | 49.9 | |
| Ammoniak | 22.5 | |
| Hydrazin | 19.4 | |
| Hexametylentetramin | 30.0 | |
| Kol (grundämne) | 32.8 |
x) värmevärdet varierar beroende av relativa halten av alkaner, cykloalkaner och aromater. Ju högre halt av aromater desto lägre värmevärde.
Källor
[redigera | redigera wikitext]- Nationalencyklopedin (1990). Bränsle.
Noter
[redigera | redigera wikitext]- ^ ”NIST Chemistry WebBook”. Arkiverad från originalet den 26 juli 2014. https://web.archive.org/web/20140726041815/http://webbook.nist.gov/chemistry/. Läst 7 oktober 2008.
- ^ Ingeniörsvetenskapsakademien meddelande nr 6. 1921.
- ^ The Engineering ToolBox
- ^ Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Fifth Edition, 1985-1990
- ^ CRC Handbook of tables for Applied Engineering Science, 2nd Edition,1972