1.1.1. Характеристики состава топлива.

Для определения проводится технический и химический анализы.

Технический анализ проводится для твердого и жидкого топлива и дает процентное содержание в топливе влаги и золы.

Химический анализ проводится для определения содержания отдельных элементов (элементарный анализ) и для определения содержания отдельных химических соединений в топливе. Элементарный анализ проводится для твердого и жидкого топлива.

Различают:

1. Органический состав (говорят о природе топлива)

2. Горячая масса (по ней судят о топливе как о горючем)

3. Сухая масса

4. Рабочий состав

В справочной литературе топливо характеризуется горючей массой и содержанием влаги и золы в рабочем составе. Все расчеты горения топлива, теплоты сгорания, температуры горения проводятся по рабочему составу, поэтому применяются коэффициенты перерасчета заданного состава в рабочий состав.

Для перерасчета органического состава на рабочий состав

(1)

Для перерасчета горючей массы на рабочий состав

(2)

Для перерасчета сухого состава на рабочий состав

(3)

где , , - Коэффициенты перерасчета органического, горючего и сухого состава топлива на рабочий состав;

, , , - процентное содержание элемента, входящего в состав жидкого топлива в рабочем, органическом, горючем, сухом составе.

Пример №1

Определить рабочий состав топлива по следующим данным: , , , , , ,

Итого: - по массе.

Химический состав газообразного топлива выражается в объемных процентах. Влага, имеющаяся в топливе, не учитывается. Получается сухой состав газообразных

Влага дается как масса воды на единицу объема сухого газа .

То есть условия добычи, транспортировки дают при одном содержании сухого газа различный влажный состав, то для его определения также имеется коэффициент перерасчета

(4)

Коэффициент получается из следующих рассуждений: при нормальных физических условиях Т=273К и р=760мм ртутного столба килограммолекула любого газа занимает объем 22.4м³ (закон Авогадро).

Так как килограммолекула влаги (18кг) занимает объем 22.4м³, то 1 г. Влаги занимает объем .

Если на 1 м³ сухого газа приходится влаги , то фактически объем влажного газа составит , поэтому коэффициент перерасчета

(5)

Процентное содержание любого газа во влажном составе будет

(6)

Пример №2

Определить влажный состав природного газа по следующим данным: , ,

1.1.2. Теплота сгорания топлива.

При сжигании топлива выделяется тепловая энергия. Количество тепла, которое выделяется при сжигании единицы топлива, называется теплотой сгорания и имеет размерности кДж/м³ или кДж/кг.

В технике различают высшую и низшую теплоту сгорания.

Высшая теплота сгорания ( ) соответствует условию, что все водяные пары образовавшиеся при горении доводится до жидкого состояния при 273К (0С).

Низшая теплота сгорания ( ) соответствует условию, что содержащиеся в продуктах сгорания водяной пар охлажден до 293К (20С). Низшая теплота сгорания Больше соответствует действительному положению, так как практически при сжигании топлива пары воды в газообразном состоянии уносятся с продуктами горения. Разница между ними составляет 2516.39 кДж/кг воды.

Теплоту сгорания можно измерять, сжигая навеску или определенный объем топлива в калориметрах. В инженерной практике теплоту сгорания топлива определяют расчетным путем на основе данных химического анализа с использованием тепловых эффектов реакции горения отдельных составляющих или с применением эмпирических формул.

Для газообразного топлива

(7)

q – тепловой коэффициент окисления соответствующего газа, кДж/м³.

Для жидкого состояния топлива (формула Менделеева Д.И.)

Пример № 3

Определить теплоту сгорания природного газа, если его сухой состав , и содержание влаги .

1. Определяем влажный состав топлива (см. ранее) и получим

,

2. Из справочника -

Пример № 4

Определить теплоту сгорания жидкого топлива состава в примере № 1.

Рабочий состав