SUBSTANCJA PALNA 

BALAST

 

 

C 

S 

H

2 

POPIÓŁ  WILGOĆ 

PA

LIWO STAŁE , PALIWO CIEKŁE 

 

SUBSTANCJA PALNA 

BALAST

 

 

C 

S 

H

2 

CO

2

,N

2

, H

2

O 

PALIWO GAZOWE 

KOMORA SPALANIA

SUBSTRATY

PALIWO

POWIETRZE

PRODUKTY SPALANIA

 

S

(romb) 

+ O

2

=SO

2

    +    H



 = - 296,9 kJ/mol 

 

2H

2

 + O

2

 = 2H

2

O    +    H



 = - 285,9 kJ/mol 

 

    C

 

+ O

2

 = CO

2 

      +     H



 = - 393,51 kJ/mol 

 

C+ 0.5O

2

 = CO

 

      +    H



 = 

- 110,5 kJ/mol 

Spalanie zupełne- jeżeli w spalinach nie ma palnych części gazowych (np.CO, C

x

H

y

 )  

 

Spalanie całkowite - jeżeli w produktach spalania nie ma palnych części stałych (np.sadza, 

koksik lotny). 

Współczynnik nadmiaru powietrza  
 

min

a

a

n

n





 

 

min

a

a

n

,

n

- rzeczywista ilość powietrza doprowadzonego do spalania, teoretyczna ilość 

powietrza niezbędna do spalenia zupełnego i całkowitego paliwa . 
 
Kontrakcja chemiczna 



V

ch

 – różnica objętości substratów i wilgotnych produktów 

spalania. 

Kontrakcja  fizyczna       



V

f 

-  różnica  objętości  substratów  i  produktów  po  uwzględnieniu 

wykroplenia się pary wodnej . 

Kontrakcja całkowita 



V=



V

f

+



V

ch

 – suma kontrakcji chemicznej i fizycznej,  

 

Wartość  opałowa-  Q

i

      jest  to  ilość  ciepła,  jaka  powstaje  w  wyniku  spalania  zupełnego  i 

całkowitego jednostki ilości paliwa  przy założeniu, że produkty spalania zostaną ochłodzone 

do  temperatury substratów, a para wodna zawarta w spalinach nie ulega wykropleniu 

Ciepło  spalania  –  Q

s

        jest  to  ilość  ciepła,  jaka  powstaje  w  wyniku  spalania  zupełnego  i 

całkowitego  jednostki  ilości  paliwa    przy  założeniu,  że  para  wodna  zawarta  w  spalinach 

ulegnie całkowitemu wykropleniu 

r

m

Q

Q

s

i









 

m



- masa skroplin uzyskana ze spalenia jednostki ilości paliwa: dla paliw stałych i ciekłych 

[kg/kg], dla paliw gazowych  [kg/um

3

] 

r- entalpia parowania wody, [kJ/kg] 

Paliwa ciekłe i stałe      Q

i

 [kJ/kg],     Q

s

  [kJ/kg],      

 
Paliwa gazowe           Q

i

 [kJ/um

3

],     Q

s

  [kJ/um

3

],       

 

1 um3 (umowny metr sześcienny) jest to ilość substancji zawartej w 1 m3 gazu doskonałego 
lub półdoskonałego o ściśle określonym ciśnieniu pN i temperaturze TN. Parametry pN, TN 
nazywamy parametrami umownymi.  
 
Najczęściej przyjmuje się następujące wartości parametrów umownych: pN = 1 bar, 
TN = 273,15 K , które nazywa się parametrami umownymi SI.  

Bilans energetyczny kalorymetru Junkersa 

 

u

w

d

E

E

E













 

d

E

- strumień energii doprowadzonej do układu 

w

E

- strumień energii wyprowadzonej z układu 

1

u

2

u

u

E

E

E













 - przyrost strumienia energii układu 

 
Warunki pomiaru: kalorymetr powinien znajdować się w stanie ustalonym, wtedy 

0

E

u







,  



 

stałe natężenie przepływu: gazu ,powietrza, wody chłodzącej, spalin, 



 

stałe ciśnienie gazu, otoczenia, 



 

stały rozkład temperatury, 



 

różnica temperatury wody: 

K

10

6

t

t

t

1

w

2

w

w











 



 

średnia temperatura wody chłodzącej kalorymetr  

ot

1

w

2

w

w

t

)

t

t

(

5

,

0

t







 

 
 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

0

E

u







, czyli        

1

u

2

u

E

E







                                                                

 

1

w

pg

kp

p

pg

kg

g

d

I

E

E

I

Q

E

E

I

E



































 

str

2

w

ps

ks

s

w

Q

I

E

E

I

E























 

 

w

d

E

E







 

 

str

2

w

ps

ks

s

1

w

pg

kp

p

pg

kg

g

Q

I

E

E

I

I

E

E

I

Q

E

E

I



















































 

Gaz: 

g

I , 

kg

E



,

pg

E



,

Q



 

Powietrze:  

p

I , 

kp

E



,

pp

E



 

Spaliny:

ks

E



,

ps

E



, 

s

I  

Straty ciepła do 
otoczenia: 

str

Q



  

 

  

. 

Woda chłodząca: 

1

w

I

 

 

Woda chłodząca: 

2

w

I

 

 

Założenia upraszczające bilans energetyczny kalorymetru Junkersa :  
 



 

v



0,   

ks

pg

kg

E

,

E

,

E









0, 



 



h<80-100m, 

ps

pp

pg

E

,

E

,

E









0 



 

nie ma kontrakcji chemicznej  



V

ch

=0,czyli  

 

s

produktów

otnych

lg

wi

p

g

V

V

V

V

w

Vsubstrató









 



s

p

g

V

,

V

,

V

 objętość gazu, powietrza, spalin  

 

s

p

g

V

V

V





 

Jeżeli założymy dodatkowo , że  gęstość gazu, powietrza , spalin jest taka sama: 

      

          

s

p

g











  

 
to można zapisać , że suma masy gazu i  powietrza jest w przybliżeniu równa masie   
spalin  

 

            

s

p

g

m

m

m





 

 

Jeżeli założymy, z błędem 



0,5%, że ciepło właściwe gazu, powietrza , spalin przy 

p=const są w przybliżeniu takie same :  

          

             

ps

pp

pg

c

c

c





    

 

 

a temperatura gazu, powietrza i spalin (z definicji ciepła spalania ) 

 

       

s

p

g

t

t

t





 

   

 

 to można zapisać, że   
 

s

ps

s

p

pp

p

g

pg

g

t

c

m

t

c

m

t

c

m

















,     

 
czyli, ze suma entalpii spalanego gazu I

g 

 i powietrza I

p

 jest w przybliżeniu równa entalpii 

spalin I

s

: 

        
                 

s

p

g

I

I

I





 

 lub posługując się strumieniem masy gazu, powietrza, spalin  zapisać to w innej postaci: 

                          

                          

s

ps

s

p

pp

p

g

pg

g

t

c

m

t

c

m

t

c

m























 

         
       i  zapisać    to  jako  sumę    strumieni  entalpii  gazu  i  powietrza  ,  która  jest  równa 
strumieniowi   entalpii spalin:           
                               
                                              

s

p

g

I

I

I











 



 

nie ma strat ciepła przez konwekcję

k

Q



 i promieniowanie

r

Q



   

 

0

Q

Q

Q

r

k

str













 

 
wynika to z konstrukcji kalorymetru i warunków przeprowadzania pomiaru 

 

 

Ostatecznie bilans kalorymetru Junkersa , po wprowadzeniu uproszczeń: 
 

2

w

1

w

I

I

Q











                





1

w

2

w

2

tw

1

tw

w

1

w

2

w

t

t

c

m

I

I

Q





















 

 
-gdzie:  

Q



- strumień ciepła wydzielonego podczas spalenia określonej ilości gazu 

 

  

I

,

I

2

w

1

w







strumień entalpii wody chłodzącej kalorymetr Junkersa

 

 

s

gN

Q

V

Q









 

 
 
Ciepło spalania gazu:  
 









gN

1

w

2

w

2

tw

1

tw

w

w

gN

1

w

2

w

2

tw

1

tw

w

w

gN

s

V

t

t

c

m

V

t

t

c

m

V

Q

Q



























 

 
Wartość opałowa gazu: 
 

gN

skr

s

s

i

V

r

m

Q

r

m

Q

Q















  

 
Ilość spalonego gazu oblicza się ze wzoru: 
 

g

g

g

N

gN

N

T

V

p

T

V

p



                      

g

N

N

g

g

gn

T

p

T

V

p

V









, [um

3

] 

 
Ciśnienie gazu suchego: 

s

b

g

g

p

p

p

p









, [Pa] 

 

m



- masa skroplin uzyskana ze spalenia jednostki ilości paliwa gazowego  [kg/um

3

] 

 



















3

gN

skr

um

kg

,

V

m

m

 

 
 

 
1.Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 2lipca 2010 w sprawie szczegółowych 

warunków funkcjonowania systemu gazowego (Dz.U.z 2010r. Nr.133, poz.891. 

 

2. Polskie Normy : 



 

PN-C-04750: Paliwa gazowe .Klasyfikacja , oznaczenia i wymagania. 



 

PN-C-04753:Gaz ziemny .Jakość gazu dostarczanego odbiorcom z sieci 

rozdzielczej. 

 



 

WZGLĘDNA GĘSTOŚĆ GAZU 

Stosunek gęstości danego gazu do gęstości suchego powietrza w tej samej temperaturze i pod 

tym samym ciśnieniem. 

 

 
 
 

•  LICZBA WOBBEGO  

 
Liczba Wobbego-Wo,  [kJ/um

3

] : ciepło spalania gazu podzielone przez pierwiastek 

kwadratowy ze względnej gęstości gazu odniesionej do powietrza:  

 

                                             
 
 
 
Wartość liczby Wobbego jest podstawą do podziału paliw gazowych na podgrupy. 
 
 

p

g

d











d

Q

Wo

s



 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Wyszczególnienie 

Jednostka 

System 

gazu 

ziemnego 

grupy E 

gazu 

ziemnego 

grupy Lw 

gazu 

ziemnego 

grupy Ls 

ciepło spalania 

MJ/m

3

 

≥ 34,1 

≥ 30,1 

≥ 26,1 

wartość opałowa 

MJ/m

3

 

≥ 31,0 

≥ 27,0 

≥ 24,0 

górna liczba Wobbego 

  

- nominalna 

MJ/m

3

 

50,0 

41,5 

35,0 

- zakres zmienności 

MJ/m

3

 

45,0-54,0 

37,5-45,0 

32,5-37,5 

zawartość siarkowodoru 

mg/m

3

 

≤ 7,0 

≤ 7,0 

≤ 7,0 

zawartość tlenu 

% mol/mol 

≤ 0,2 

≤ 0,2 

≤ 0,2 

zawartość ditlenku węgla 

% mol/mol 

≤ 3,0 

≤ 3,0 

≤ 3,0 

zawartość par rtęci 

µg/m

3

 

≤ 30,0 

≤ 30,0 

≤ 30,0 

temperatura punktu rosy wody 

dla 5,5 MPa od 1 kwietnia do 

30 września 

ºC 

≤ +3,7 

≤ +3,7 

≤ +3,7 

temperatura punktu rosy wody 

dla 5,5 MPa od 1 października 

do 31 marca 

ºC 

≤ -5,0 

≤ -5,0 

≤ -5,0 

temperatura punktu rosy 

węglowodorów 

ºC 

0 

0 

0 

zawartość węglowodorów 

mogących ulec kondensacji w 

temp. -5ºC przy ciśnieniu 

panującym w gazociągu 

mg/m

3

 

≤ 30,0 

≤ 30,0 

≤ 30,0 

zawartość pyłu o średnicy 

cząstek większej niż 5 µm 

mg/m

3

 

≤ 1,0 

≤ 1,0 

≤ 1,0 

zawartość siarki 

merkaptanowej 

mg/m

3

 

≤ 16,0 

≤ 16,0 

≤ 16,0 

zawartość siarki całkowitej 

mg/m

3

 

≤ 40,0 

≤ 40,0 

≤ 40,0