Combustible

La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 24 de octubre de 2021; las comprobaciones requieren 6 ediciones .

El combustible en el sentido amplio de la palabra es una sustancia capaz de liberar energía en el curso de ciertos procesos, que puede ser utilizada con fines técnicos. El combustible químico libera energía durante las reacciones químicas exotérmicas durante la combustión , el combustible nuclear  , durante las reacciones nucleares . Algunos propulsores (por ejemplo, propulsores homogéneos o propulsores sólidos) son capaces de autocombustión en ausencia de un agente oxidante. Sin embargo, la mayoría de los combustibles domésticos e industriales requieren oxígeno para quemarse, y estos combustibles también pueden denominarse combustibles .. Los materiales combustibles más comunes son los combustibles fósiles, que contienen carbono e hidrógeno. Los combustibles se dividen según el estado de agregación de la sustancia en sólidos, líquidos y gaseosos, y según el método de producción, en naturales (carbón, petróleo, gas) y artificiales . Los combustibles fósiles sirven como la principal fuente de energía para la sociedad moderna. En 2010, aproximadamente el 90% de toda la energía producida por la humanidad en la Tierra se obtuvo mediante la quema de combustibles fósiles o biocombustibles [1] , y según las previsiones de Energy Research and Development (EE.UU.) , esta proporción no caerá por debajo 80% hasta 2040 con un aumento simultáneo del consumo de energía en un 56% en el período de 2010 a 2040 [2] . Relacionado con esto están problemas globales de la civilización moderna como el agotamiento de los recursos energéticos no renovables , la contaminación ambiental y el calentamiento global .

El concepto de combustible

El concepto de combustible surgió de la capacidad de ciertas sustancias para quemarse , liberando calor en el proceso. En la mayoría de los casos, la combustión es una reacción de oxidación química , mientras que para combustibles como la madera ( leña) o la gasolina , el oxígeno del aire suele servir como oxidante . Otras sustancias, como el oxígeno líquido, también se pueden utilizar como agente oxidante en dispositivos especiales (por ejemplo, motores de cohetes ). El flúor no se utiliza como agente oxidante por su altísima toxicidad, el ozono por su toxicidad e inestabilidad.

Dado que muchos dispositivos utilizan oxígeno como agente oxidante, consumido del aire circundante sin la aplicación de esfuerzos especiales (un agente oxidante "invisible"), en la vida cotidiana existe una confusión de conceptos y el combustible se denomina a menudo (y erróneamente) combustible.

Para convertir la energía térmica del combustible en energía cinética , se utilizan varios tipos de motores térmicos .

El principal indicador del combustible es el valor calorífico (valor calorífico ). Con el fin de comparar los tipos de combustible, se ha introducido el concepto de combustible estándar (el valor calorífico de un kilogramo de "combustible estándar" (c.f.) es de 29,3 MJ o 7000 kcal , que corresponde al poder calorífico neto de la antracita pura ).

El combustible doméstico para hornos está destinado a la combustión en instalaciones de calefacción de baja capacidad ubicadas directamente en locales residenciales, así como en generadores de calor de capacidad media utilizados en la agricultura para la preparación de forrajes, cereales, secado de frutas, conservas y otros fines.

El estándar para combustible de caldera - GOST 10585-99 prevé la producción de cuatro de sus grados: fuel oil naval F-5 y F-12, que se clasifican como combustibles ligeros según la viscosidad, fuel oil grado 40 - como medio y grado 100 - combustible pesado. Los números indican la viscosidad aproximada de los respectivos fuelóleos a 50 °C.

El aceite de calefacción oscuro se produce a partir de fracciones de diésel de destilación directa y de origen secundario: destilados de craqueo térmico, catalítico y coquización.

De acuerdo con la composición fraccionada, el combustible para calefacción puede ser algo más pesado que el combustible diesel según GOST 305-82 (hasta 360 ° C destila hasta el 90 por ciento en lugar del 96 por ciento, la viscosidad del aceite para calefacción es de hasta 8,0 mm 2 / s a 20 °C frente a 3,0-6,0 mm 2 /s de diésel).

En la fabricación de combustible para calefacción, los números de cetano y yodo , el punto de enturbiamiento no están estandarizados. Cuando se procesan aceites ácidos, la fracción de masa de azufre en el combustible es de hasta 1,1 por ciento.

Para mejorar las propiedades a baja temperatura del aceite de calefacción, se utilizan en la industria aditivos depresores sintetizados a base de un copolímero de etileno-acetato de vinilo.

Características:

Principales combustibles modernos

Combustibles sólidos

Combustibles líquidos

Son fáciles de transportar, pero al mismo tiempo, las pérdidas por evaporación, derrames y fugas son elevadas.

Combustibles gaseosos

Son más transportables que los tipos líquidos, mientras que tienen pérdidas por evaporación aún mayores, y también, en condiciones normales, menor densidad energética. Debido a la baja densidad de los gases, los costos de energía para el transporte a largas distancias son más altos en comparación con los combustibles líquidos, y el costo de un gasoducto también es más alto en comparación con un oleoducto.

Sistemas dispersos , soluciones

Nivel y estructura del consumo de combustible

A pesar de la gran variedad de combustibles, el petróleo, el gas natural y el carbón siguen siendo las principales fuentes de energía. El estado de cosas hace 100 años fue cubierto por Mendeleev. Los dos primeros combustibles fósiles son agotables en un futuro próximo. Los combustibles derivados del petróleo tienen un valor particular para los vehículos (principales consumidores de energía), debido a la comodidad del transporte, por lo que actualmente se están realizando investigaciones sobre el uso del carbón para la producción de combustibles líquidos , incluidos los de motor. También existen enormes reservas de combustible nuclear, pero su uso impone altos requisitos de seguridad, altos costos para la preparación, operación y eliminación de combustible y materiales asociados.

El consumo mundial de combustibles fósiles es de unos 12 mil millones de toneladas de combustible equivalente. toneladas por año. Según la revisión estadística de BP de World Energy 2003, en 2002 el consumo de combustibles fósiles fue:

Proporción de fuentes de energía renovables en los balances energéticos

Según estimaciones aproximadas, el consumo de energía de Rusia es de 1.300 millones de toneladas de combustible equivalente. toneladas por año.

Dinámica

Durante los últimos 20 años, el consumo mundial de energía ha aumentado un 30 % (y es probable que este crecimiento continúe debido a la creciente demanda de los países en rápido desarrollo de la región asiática). En los países desarrollados durante el mismo período, la estructura del consumo ha cambiado significativamente: parte del carbón ha sido reemplazado por gas más ecológico (Europa y, sobre todo, Rusia, donde la participación del gas en el consumo fue de hasta el 40%). y la participación de la energía nuclear aumentó del 4% al 10%.

Tras citar las cifras, cabe señalar el ejemplo de Australia , en cuyo balance la energía solar se lleva alrededor del 30%. Esta parte es consumida por la industria de la sal, que fabrica productos por evaporación natural al sol.

Véase también

Notas

  1. ↑ Estadísticas energéticas mundiales clave . - Agencia Internacional de la Energía (IEA), 2012. - P. 6. - 80 p. Archivado el 18 de noviembre de 2012 en Wayback Machine .
  2. ↑ International Energy Outlook 2013 with Projections to 2040  1. Administración de Información Energética (EIA) de EE. UU . Fecha de acceso: 4 de febrero de 2014. Archivado desde el original el 4 de noviembre de 2013.
  3. ^ "Fundamentos de lodos de agua de carbón altamente cargados". Archivado desde el original el 4 de abril de 2015. CRC Press, Taylor and Francis Group, Londres, Reino Unido. Un libro de Balkema 2013 p105-114.]

Literatura

  Ir al elemento de Wikidata  diccionarios y enciclopedias