燃料的較高和較低的加熱值
任何燃料的能量密度或加熱值取決於其特定的化學成分。一次，通過將已知量的燃料與足夠的氧氣反應，以確保其完全燃燒並測量燃燒過程中產生的熱量，從而通過經驗確定加熱值。當今包含各種燃料的化合物上可用的信息量允許根據燃料組成計算加熱值。
這種液體計算的結果通常以每單位質量或單位體積的能量為基礎表示-BTU/LBM（KJ/kg）或BTU/GALLON（KJ/LING）。對於氣態燃料，必須明確說明燃料體積測量值（壓力，溫度和水蒸氣飽和度）以及測試條件的參考條件，並且必須明確說明。這種測量的替代性“快捷方式”是盡可能使用各種國家標準建立的標準。
因此，甲烷的理想能量密度約為幹氣的1,012 BTU/CF（37,710 kJ/m3）。ob体育赛事這是基於通過應用理想氣體定律確定為14.73 PSIA（101.6 kPa）和60°F（15.55°C）的體積。燃燒過程中產生的水凝結為液態，並且在測試開始時，所有燃燒產物均冷卻至60°F的初始溫度。實際能量密度考慮了實際體積中的大量甲烷分子，並且與理想密度略有不同。補償可壓縮因子的甲烷的真實能量密度為每標準CF（37,784 kJ/nm3）的1,014 BTU。
除了氣體的可壓縮性外，還有一個更重要的因素。除碳外，大多數燃料還含有氫，也稱為碳氫化合物。在這種燃料的燃燒過程中，氧氣與碳，形成二氧化碳以及氫結合，形成水蒸氣。雖然二氧化碳在正常環境溫度下保持氣態狀態，但煙道產物中的水蒸氣可能會使燃燒裝置保持蒸氣或凝結至液態。當有限量的熱量（稱為蒸發的潛熱）從凝結過程中形成的水中提取時，進行凝結。
當從煙道產物中提取這種額外的能量，導致水成為液體時，燃料的能量密度被確定為更高的加熱值（HHV）。當使用的設備允許水保持在蒸氣狀態時，能量密度被確定為較低的加熱值（LHV）。因此，
在哪裏：
hfg =每單位水質量MH20 =水質量的熱量
HHV和LHV之間的關係可以從基本燃燒方程中得出。純甲烷（CH4）的燃燒方程是天然氣的主要成分，是：
CH4 + 2O2 ^ CO2 + 2H20
該公式指出，一種甲烷與兩個分子的氧分子形成一個分子形成一個分子的二氧化碳和兩個水分子。由於物質的摩爾數與分子數量相同，因此上述方程式也可以在摩爾質量中表達。摩爾被定義為數值等於物質的分子量的質量。因此，CH4的一摩爾等於16.04 lbm（7.28 kg）。[請注意，鑒於在燃燒過程中這種一對一的關係，所有計算必須以理想而不是實際體積為基礎進行 - 可壓縮性的補償將產生誤導性結果。]等式5-2現在在英語係統質量中具有以下形式單位：
16.04 lbm（CH4） + 64.00 lbm（O2）= 44.01 lbm（CO） + 36.03 lbm（H20）
將兩側除以甲烷的摩爾質量（16.04 lbm），該方程以每單位甲烷的質量為基礎的所有量：
1（CH4） + 3.990（O2）= 2.744（CO2） + 2.246（H20）
因此，為燃燒的甲烷的每磅（kg）生產2.246 lbm（kg）的水。
舉例
0.04237 lbm/cf。每單位甲烷的水質量為0.09516 lbm/cf。
蒸汽桌在英語係統單元中給出了蒸發的潛熱，為1059.8 btu/lbm，在60°F和14.73 psia時為水。因此，以標準體積為基礎的甲烷的理想LHV由等式5-1給出：
LHV = HHV -H＆MH2 0 = 1012.0 -1059.8X 0.09516 = 911.14btu
如前所述，天然氣主要由甲烷組成，甲烷具有不同的乙烷，丁烷，戊烷和其他惰性氣體，例如二氧化碳和氮。盡管此類混合物的能量密度可能有很大差異，但在美國大多數管道氣體中，LHV/HHV的比率保持接近0.901。例如，上述甲烷的結果顯示LHV/HHV = 911.14/1012 = 0.9003。在用於大多數應用的計算中，諸如此類的平均因素會影響結果的準確性很小，因此可以接受。
在大多數商業交易中，使用其HHV指定燃料的能量密度。LHV由所采用的測試程序所解釋。例如，鍋爐的燃燒效率通常是通過測量損失來計算的，淨輸出是通過從HHV上計算出的輸入中減去損失來確定的。
一個值得注意的例外是內燃燒，其中淨輸出是通過在飛輪處直接測量扭矩而不是損失減去的。因此，在LHV的基礎上定義了發動機和其他類似設備的性能，因為這提供了更可靠的燃油消耗數據。汽車燃料能量密度測定的參考溫度為77°F（25°C），而天然氣行業則使用60°F（15.55°C）。在LHV的基礎上，值的差異將很小，但在HHV的基礎上可能很重要。
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