1. Топливо. Элементарный состав. Горение топлива.

Топливом называется горючее вещество, специально сжигаемое для получения тепла и используемое как источник энергии. В его состав входят горючие и негорючие вещества. К горючим веществам относится углерод, водород, их соединения между собой (углеводороды) и с различными химическими элементами - кислородом, азотом и др. К негорючим веществам (балласту) относится зола и влага. Некоторые виды топлива содержат серу (горючую, летучую), которая в топливе нежелательна, так как придаёт продуктам сгорания коррозионные свойства. По агрегатному состоянию топливо подразделяется на 3 вида: твёрдое, жидкое и газообразное. По происхождению топливо делится на естественное (дрова, торф, бурые и каменные угли, антрацит, природный газ и др.) и искусственное

(каменно-угольный кокс, брикеты, древесный уголь; генераторный, коксовый, доменный газы; продукты переработки нефти (мазут и др.).

Элементарный состав топлива

Рабочая масса топлива состоит из 7 элементов: углерода Ср, водорода Нр, азота Np, кислорода Ор, летучей серы Sj,p, золы Ар, влаги Wp.

Ср + Нр + Or +NP + SP + Ар + WP =100%

Если удалить влагу Wp, останется сухая масса:

Ср +НР +Ор + NP + SP + АР =100%

Если удалить влагу Wp и золу Ар - получим горючую массу:

Ср +НР +Ор +NP + Sp = 100%

Горючими элементами в топливе являются: углерод Ср, водород Нр, летучая сера 8ЛР (сера рабочая летучая состоит из органической и колчеданной. Сера бывает ещё сульфатная, которая не горит). Основной горючей составляющей топлива является углерод, горение которого обусловливает выделение основного количества тепла. Теплота сгорания аморфного углерода 34,4 МДж/кг (8130 ккал/кг). Водород является вторым по значению элементом горючей массы топлива, его содержание в горючей массе твердых и

жидких топлив колеблется от 2 до 10%. Много водорода содержится в природном газе, мазуте и горючих сланцах, меньше всего в антраците.

Теплота сгорания водорода в водяной пар — 10,8 МДж/м3 (2579 ккал/м3).

Кислород и азот в топливе являются органическим балластом, так как их наличие уменьшает содержание горючих элементов в топливе.

Сгорание топлива

Сгорание представляет собой хим. соединение составных элементов топлива с кислородом, происходящее по формулам: С+О2=СО2; 2Н2+О2=2Н2О.

При неполном сгорании углерода 2С+О2=2СО. Для полного сгорания 1 кг жидкого или 1 м3 газообразного топлива требуется количество воздуха , называемое теоретически Необходимым количеством воздуха. Величина достаточна для полного сгорания топлива, если перемешивание его с воздухом настолько хорошее, что все элементы топлива полностью сгорают. Отношение количества воздуха L, действительно поступающего в двигатель и участвующего в сгорании топлива,к теоретически необходимому количеству воздуха называется коэффициентом избытка воздуха α=L/ .В результате сгорания топлива получается смесь горячих газов, представляющих собой продукты сгорания. Относительный состав продуктов сгорания зависит для данного топлива от α.

2. Топливо. Расчет количества воздуха необходимого для сгорания топлива. Коэффициент избытка воздуха.

Топливом называется горючее вещество, специально сжигаемое для получения тепла и используемое как источник энергии.

В его состав входят горючие и негорючие вещества.

Сгорание топлива

Сгорание представляет собой хим. соединение составных элементов топлива с кислородом, происходящее по формулам: С+О2=СО2; 2Н2+О2=2Н2О.

При неполном сгорании углерода 2С+О2=2СО. Для полного сгорания 1 кг жидкого или 1 м3 газообразного топлива требуется количество воздуха , называемое теоретически необходимым количеством воздуха. Величина достаточна для полного сгорания топлива, если перемешивание его с воздухом настолько хорошее, что все элементы топлива полностью сгорают. В действ-ти, такое перемешивание в двс не осуществляется и количество воздуха, требуемое для полного сгорания 1 кг или м3 топлива, больше теоретически необходимого.

Отношение количества воздуха L, действительно поступающего в двигатель и участвующего в сгорании топлива, к теоретически необходимому количеству воздуха называется коэффициентом избытка воздуха α=L/ .

В результате сгорания топлива получается смесь горячих газов, представляющих собой продукты сгорания. Относительный состав продуктов сгорания зависит для данного топлива от α. При полном сгорании жидкого или газообразного топлива, если α=1, продукты сгорания состоят из СО2, Н2О, N2. Если α>1, то продукты сгорания содержат СО2, Н2О, N2 и избыточный кислород О2. Если α<1, то продукты сгорания содержат СО2, Н2О, N2 и продукты неполного сгорания СО, СН4…

3. Топливо. Высшая и низшая теплота сгорания топлива. Способы определения. Условное топливо.

Топливом называется горючее вещество, специально сжигаемое для получения тепла и используемое как источник энергии.

В его состав входят горючие и негорючие вещества.

Количество тепла, выделяющегося при полном сгорании единицы массы данного топлива зависит от того, в паровом или жидком состоянии находится влага в продуктах сгорания. Если водяной пар сконденсируется и вода в продуктах сгорания будет находиться в жидком виде, то тепло парообразования освободится и тогда количество тепла, выделяющегося при сгорании единицы массы топлива, получается больше.

Количество тепла, выделяющегося при полном сгорании 1 кг твердого или жидкого топлива или 1 м3 газового топлива, при условии, что образующиеся водяные пары в продуктах сгорания конденсируются, называется высшей теплотой сгорания топлива.

Количество тепла, которое выделяется при полном сгорании 1 кг твердого или жидкого или 1 м3 газового топлива, за вычетом тепла парообразования водяных паров, образующихся при горении, называется низшей теплотой сгорания.

Условное топливо

Расход топлива на парогенератор данной производительности зависит от его теплоты сгорания, которая для различных топлив изменяется в больших пределах. Для сравнения по энергетической ценности и эффективности использования различных сортовтоплив введено понятие об условном топливе, которому присваивается теплота сгорания, равная Qycл =29,33 МДж/кг (7000 ккал/кг).