Виды топлива, свойства и горение

По физическому состоянию топливо бывает жидким, твердым и газообразным. Каждое из них может быть естественным (нефть, каменные и бурые угли, торф, сланцы, природный газ) и искусственным (бензин, дизельное топливо, кокс, полукокс, древесный уголь, генераторный газ, сжиженный газ и др.).

В промышленности используют разные виды топлива, но в машинах, снабженных двигателями внутреннего сгорания, основным является жидкое топливо. Топливо состоит из горючей и негорючей части. Горючая часть топлива состоит из различных органических соединений, в состав которых входят углерод (С), водород (Н), кислород (О), сера (S).

Углерод (С) и водород (Н) при сгорании выделяют большое количество теплоты. В небольших количествах в состав топлива входит сера (S), образующая при сгорании оксиды серы, вызывающие сильную коррозию, и поэтому является нежелательной составной частью. В виде внутреннего балласта в небольших количествах содержится кислород (О) и азот (N).

Неорганическая часть топлива состоит из воды (W) и минеральных примесей (М), которые при сгорании образуют золу (А).

Тепловая ценность топлива оценивается теплотой его сгорания, которая может быть высшей (Qв) или низшей (Qн).

Удельной теплотой сгорания твердого и жидкого топлива называют теплоту, выделяемую при полном сгорании одного кг массы топлива.

Вычисляют теплоту сгорания (кДж/кг) обычно по формуле Д.И. Менделеева:

-высшую: Qв = 339С + 1256Н - 109(О-S);

-низшую; Qн = Qв - 25 (9Н + W)

Элементный состав топлива выражен в процентах, численные коэффициенты показывают теплоту сгорания отдельных элементов, деленную на 100. Вычитаемое 25(9Н + W) представляет собой количество теплоты, затраченное на превращение влаги топлива в пар и уносимой в атмосферу с продуктами сгорания.

Горение – это химическая реакция окисления топлива кислородом, воздуха сопровождающаяся выделением теплоты и резким повышением температуры. Процесс горения очень сложный, химические реакции в нем сопровождаются физическими явлениями, такими как перемешивание топлива и воздуха, диффузия, теплообмен и др.