Acerca del carbón bituminoso
El carbón es una roca formada a partir de la descomposición de la vida vegetal. Está compuesto principalmente de carbono, con muchos otros oligoelementos. El carbón bituminoso o carbón negro es un carbón relativamente blando que contiene una sustancia similar al alquitrán llamada betún o asfalto. Es de mayor calidad que el lignito y el carbón subbituminoso, pero de peor calidad que la antracita.
Resumen
| Nombre | Carbón bituminoso |
| Fase en STP | sólido |
| Densidad | 1400 kg / m3 |
| Resistencia a la tracción | 20 MPa |
| Límite de elastacidad | N / A |
| Módulo de Young | N / A |
| Dureza Brinell | 2 Mohs |
| Punto de fusión | 1127 ° C |
| Conductividad térmica | 0,2 W / mK |
| Capacidad calorífica | 1380 J / g K |
| Precio | 0,03 $ / kg |
Composición del carbón bituminoso
El carbón está compuesto por macerales, minerales y agua. La composición exacta del carbón depende principalmente del tiempo durante el cual tuvo lugar la conversión de materia vegetal al mineral final. Cuanto más antiguo es el carbón, mayor es el porcentaje de carbono y menos aparente es el componente vegetal original, es decir, el fósil, restos de tejidos vegetales, resina, etc. Y, en particular, dicho carbón es de mayor calidad y mayor demanda. Sin embargo, además de que la coalificación y representación de impurezas depende de otras circunstancias, en particular de la composición de especies de las plantas a partir de las cuales se formó el carbón, del carácter del depósito, de la historia geológica. El carbón bituminoso es una roca sedimentaria orgánica formada por compresión diagenética y submetamórfica de material de turbera. Sus constituyentes principales son macerales: vitrinita, y liptinita. El contenido de carbono del carbón bituminoso oscila entre el 45 y el 86%; el resto está compuesto por agua, aire, hidrógeno y azufre, que no han sido expulsados de los macerales. El análisis elemental proporciona fórmulas empíricas como C137H97O9NS para carbón bituminoso y C240H90O4NS para antracita de alto grado.
80%
8%
10%
Aplicaciones del carbón bituminoso
La alta densidad energética del carbón y las extensas reservas que se encuentran en la naturaleza lo hacen útil como combustible para la generación de electricidad en centrales eléctricas de carbón y, en algunos lugares, para calefacción. Aproximadamente 8000 Mt de carbón se producen anualmente, aproximadamente el 90% de los cuales son hulla y el 10% de lignito. A partir de 2018, poco más de la mitad proviene de minas subterráneas. Los usos más importantes del carbón son la generación de electricidad, la producción de acero, la fabricación de cemento y como combustible líquido.
Propiedades mecánicas del carbón bituminoso
Resistencia del carbón bituminoso
En mecánica de materiales, la resistencia de un material es su capacidad para soportar una carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas. La resistencia de los materiales básicamente considera la relación entre las cargas externas aplicadas a un material y la deformación resultante o cambio en las dimensiones del material. Al diseñar estructuras y máquinas, es importante considerar estos factores, a fin de que el material seleccionado tenga la resistencia adecuada para resistir las cargas o fuerzas aplicadas y conservar su forma original.
La resistencia de un material es su capacidad para soportar esta carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas. Para la tensión máxima de tracción, la capacidad de un material o estructura para soportar cargas que prestan a alargarse se conoce como resistencia a la tracción (UTS). El límite elástico o límite elástico es la propiedad del material definido como el esfuerzo en el que un material comienza a deformarse plásticamente, mientras que el límite elástico es el punto donde comienza la deformación no lineal (elástica + plástica). En caso de tensión de tensión de una barra uniforme (curva tensión-deformación), la ley de Hooke describe el comportamiento de una barra en la región elástica. El módulo de elasticidad de Young es el módulo de elasticidad para esfuerzos de tracción y compresión en el régimen de elasticidad lineal de una deformación uniaxial y generalmente se evalúa mediante ensayos de tracción.
Ver también: Resistencia de los materiales
Máxima resistencia a la tracción del carbón bituminoso
La resistencia máxima a la tracción del carbón bituminoso es de 20 MPa.
Límite de elastacidad del carbón bituminoso
El límite elástico del carbón bituminoso es N / A.
Módulo de Young del carbón bituminoso
El módulo de Young del carbón bituminoso es N / A.
Dureza del carbón bituminoso
En la ciencia de los materiales, la dureza es la capacidad de resistir la hendidura de la superficie ( deformación plástica localizada ) y el rayado . La prueba de dureza Brinell es una de las pruebas de dureza por indentación, que se ha desarrollado para pruebas de dureza. En las pruebas Brinell, se fuerza un penetrador esférico duro bajo una carga específica en la superficie del metal que se va a probar.
El número de dureza Brinell (HB) es la carga dividida por el área de la superficie de la muesca. El diámetro de la impresión se mide con un microscopio con una escala superpuesta. El número de dureza Brinell se calcula a partir de la ecuación:
La dureza del carbón bituminoso es de aproximadamente 2 Mohs.
Ver también: dureza de materiales
Resistencia de materiales
Elasticidad de los materiales
Dureza de los materiales
Propiedades térmicas del carbón bituminoso
Carbón bituminoso – Punto de fusión
Punto de carbón bituminoso de fusión es de 1127 ° C .
Tenga en cuenta que estos puntos están asociados con la presión atmosférica estándar. En general, la fusión es un cambio de fase de una sustancia de la fase sólida a la líquida. El punto de fusión de una sustancia es la temperatura a la que se produce este cambio de fase. El punto de fusión también define una condición en la que el sólido y el líquido pueden existir en equilibrio. Para varios compuestos químicos y aleaciones, es difícil definir el punto de fusión, ya que generalmente son una mezcla de varios elementos químicos.
Carbón bituminoso – Conductividad térmica
La conductividad térmica del carbón bituminoso es de 0,2 W / (m · K) .
Las características de transferencia de calor de un material sólido se miden mediante una propiedad llamada conductividad térmica , k (o λ), medida en W / mK . Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un material por conducción . Tenga en cuenta que la ley de Fourier se aplica a toda la materia, independientemente de su estado (sólido, líquido o gas), por lo tanto, también se define para líquidos y gases.
La conductividad térmica de la mayoría de los líquidos y variadas con la temperatura. Para los vapores, también depende de la presión. En general:
La mayoría de los materiales son casi homogéneos, por lo que normalmente podemos escribir k = k (T) . Se asocian definiciones similares con conductividades térmicas en las direcciones yyz (ky, kz), pero para un material isótropo, la conductividad térmica es independiente de la dirección de transferencia, kx = ky = kz = k.
Carbón bituminoso – Calor específico
Calor Específico del Carbón bituminoso es 1380 J / g K .
El calor específico, o capacidad calorífica específica, es una propiedad relacionada con la energía interna que es muy importante en termodinámica. Las propiedades intensivas c v y c p se definen para sustancias compresibles simples puras como derivadas parciales de la energía interna u (T, v) y la entalpía h (T, p) , respectivamente:
donde los subíndices v y p significan las variables mantiene fijo durante la diferenciación. Las propiedades c v y c p se denominan calores específicas (o capacidades caloríficas ), en determinadas condiciones especiales, relacionan el cambio de temperatura de un sistema con la cantidad de energía añadida por la transferencia de calor. Unidades Sus SI hijo J / kg K o J / K mol .
Punto de fusión de materiales
Conductividad térmica de materiales
Capacidad calorífica de materiales
Propiedades y precios de otros materiales
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