Kalkulując spalanie paliwa, obliczasz, ile energii uwalnia się podczas spalania. Całkowita ilość ciepła spalania zależy od rodzaju używanego paliwa i ilości tlenu w powietrzu. Użycie odpowiedniej mieszanki paliw i powietrza może zwiększyć wydajność procesu spalania, a w efekcie jego efektywność.
Paliwa, które mogą być użyte do spalania, to gaz ziemny, benzyna, olej napędowy i biopaliwo. Każde z nich ma inną mierzalną zawartość ciepła. Na przykład ciepło wymagane do podniesienia temperatury o jeden stopień Celsjusza o jedną jednostkę nazywane jest ciepłem właściwym. Jest ono zazwyczaj mierzone w Btu/gal lub brytyjskich jednostkach termicznych. Jeżeli chcesz wykorzystać wartość opałową paliwa w obliczeniach, musisz przeliczyć Btu/gal na gramy.
Efektywność spalania paliwa jest miarą jego jakości. Można ją obliczyć za pomocą równania ciepła spalania lub wyższej wartości opałowej, zwanej też energią brutto. Po zsumowaniu wszystkich strat związanych z parą wodną, wilgocią, suchym gazem i produkcją CO możesz dowiedzieć się, ile ciepła spalania wytwarza Twój silnik. Aby dowiedzieć się więcej na temat obliczeń, możesz skorzystać z kalkulatora efektywności spalania.
Obliczanie efektywności procesu spalania nie jest tak proste, jak mogłoby się wydawać. Po pierwsze, musisz wziąć pod uwagę wielkość jednostki spalania. W większości przypadków silniki spalinowe mają współczynnik emisji oparty na mocy koni mechanicznych, wydajności mechanicznej i zużyciu paliwa. Te współczynniki można pomnożyć, aby uzyskać całkowity współczynnik emisji.
Innym sposobem mierzenia emisji powstających podczas spalania paliwa jest obliczanie emisji CO2e. Szacunkową emisję CO2e można wygenerować dla wielu rodzajów paliw. Jednak te szacunki nie zawsze są dokładne. Na przykład emisja CO2e z silnika spalinowego opalanego gazem ziemnym nie będzie całkowicie porównywalna z emisją z kotła węglowego. Ponieważ te obliczenia nie są dokładne, możesz otrzymać liczby wyższe, niż byś oczekiwał.
Na koniec możesz obliczyć emisje wynikające z emisji wtórnych. Mogą one obejmować tlenek węgla i gazy śladowe. Możesz uzyskać tę liczbę, importując własny wskaźnik emisji lub odwiedzając otwartą bazę danych zweryfikowanych wskaźników emisji. Kiedy masz już te liczby, możesz je pomnożyć przez maksymalną pojemność silnika.
Po uzyskaniu wszystkich tych liczb możesz zacząć obliczać ilość paliwa, która będzie potrzebna do uzyskania pożądanej mocy cieplnej. W ten sposób określisz, jak wydajny będzie Twój silnik. Jeśli wydajność spalania wynosi 95%, to aby osiągnąć ten poziom, będziesz potrzebował 2,9 kg teoretycznego powietrza na kg paliwa. W zależności od używanego paliwa, możesz potrzebować do 20% więcej powietrza, aby zakończyć spalanie.
Różnica między sprawnością spalania brutto i netto twojego silnika zależy od tego, ile z powstałego ciepła jest odzyskiwane przez parę wodną. Ogólnie rzecz biorąc, im wyższa sprawność przemiany paliwa w parę, tym efektywniej możesz przekształcić paliwo w parę i w energię elektryczną.