Классификация топлив. Состав и основные характеристики твёрдого, жидкого и газообразного топлива. Теплота сгорания топлива. Условное топливо. Количество воздуха, необходимого для горения. Объёмы и состав продуктов сгорания. Особенности сжигания различных видов топлива.

Методические указания

Энергетическим топливом называются горючие вещества, которые экономически целесообразно использовать для получения в промышленных целях больших количеств тепла. Основными его видами являются органические топлива: торф, горючие сланцы, угли, природный газ, продукты переработки нефти. По способу получения различают природные и искусственные топлива. К природным относятся натуральные топлива: уголь, сланцы, торф, нефть, природные газы. Из твердых топлив к искусственным относятся кокс, брикеты угля, древесный уголь. Из жидких - мазут, бензин, керосин, соляровое масло, дизельное топливо. Из газовых — газы доменный, генераторный, коксовый, подземной газификации.  

В состав органического топлива входят различные соединения горючих и негорючих элементов. Твердое и жидкое топливо содержит такие горючие вещества, как углерод , водород , летучую серу (органическую  и колчеданную ) и негорючие вещества – кислород O, азот , золу , влагу . Твердые и жидкие топлива характеризуются:

рабочей массой

;

сухой массой

;

горючей массой

.

Газообразное топливо приводится к сухой массе в объёмных долях:

Горение топлива – это химическая реакция, протекающая с выделением большого количества тепла – теплоты сгорания. Различают низшую и высшую теплоту сгорания топлива. Низшая теплота  сгорания топлива меньше высшей на величину теплоты парообразования влаги, имеющейся в топливе или образующейся в результате сгорания водорода топлива.

Помимо теплоты сгорания важнейшими техническими характеристиками топлива являются содержание золы и влаги, выход летучих веществ, свойства нелетучего остатка (кокса). Надо знать, что для сравнительных экономических расчётов топливоиспользующих устройств, работающих на различных видах топлива, используется понятие условного топлива.

При проектировании теплотехнических агрегатов нужно знать количество воздуха, необходимого для горения топлива, и количество образующихся в этом процессе газов, чтобы правильно рассчитать воздуховоды и газоходы, дымовую трубу, выбрать устройства для транспортировки этих газов (вентиляторы и дымососы). Расчетные количества этих газов относят к единице количества топлива (на 1 кг твёрдого и жидкого и на 1 м³ газообразного). При расчете необходимого для горения топлива количества воздуха определяют теоретический объём сухого воздуха , необходимый для полного сгорания топлива, и действительный объём воздуха , который необходимо подавать в пространство, где должно гореть топливо. В реальных условиях требуется подавать воздуха больше теоретически необходимого на величину коэффициента избытка воздуха . Значение коэффициента избытка воздуха зависит от вида топлива и способа его сжигания, обычно . Объём продуктов сгорания делят на объём сухих газов , состоящих из трёхатомных  и двухатомных газов, и объём водяных паров

Чрезвычайное разнообразие топлив требует такого же разнообразия способов их сжигания. Во всех случаях пространство, в котором в результате сжигания топлива получается теплота, называется топочной камерой или камерой сгорания. В энергетических и промышленных установках твёрдое топливо сжигается в слое и во взвешенном состоянии, для сжигания газообразного и жидкого топлива используется факельное горение. Студенты должны познакомиться с условиями протекания этих процессов. Составить представление о конструкциях горелок, применяемых для сжигания различных видов топлива.