Топливо. Основы процесса горения

Программа.

Виды топлива и их характеристика. Элементарный состав твердого и жидкого топлива, его особенности. Газовое топливо, его особенности. Теплота сгорания топлива. Условное топливо. Перспективы применения топлива в промышленности. Проблема экономии топлива и пути ее решения. Проблема защиты окружающей среды от выброса продуктов сгорания топлива.

Основные понятия о процессе горения топлива. Особенности сжигания и горения различных видов топлива (твердого, жидкого, газового). Коэффициент избытка воздуха. Определение теоретически необходимого количества воздуха для сгорания 1 кг (м³) топлива. Определение объема продуктов сгорания при a = 1 и при a> 1. Расчет энтальпии дымовых газов. I-t диаграмма продуктов сгорания. Теоретическая температура горения.

Методические указания. Изучение этой темы следует начать с классификации топлива по источнику, агрегатному состоянию и назначению. Необходимо усвоить разницу между рабочей, сухой и горючей массами топлива, особенности его элементарного состава и других характеристик, понять понятие «высшая и низшая теплота сгорания».

Расчет теоретически необходимого количества воздуха и объема дымовых газов (продуктов сгорания) основан на стехиометрических уравнениях окисления горючих компонентов топлива. Теоретически нужный объем воздуха можно определить, зная суммарный расход кислорода на горение 1 кг топлива, массовую долю кислорода в воздухе и плотность воздуха:

.                                (4.1)

Зная количество образованных продуктов окисления () и плотность этих газов, можно определить их объем (V_i= m_i/r _i). Кроме того, в дымовых газах находится азот, воздух, а также водяной пар, содержащийся в воздухе, и образовавшаяся при испарении влага топлива (V_г=åV_i+ V_{N 2} + V_{в .п.}).

В реальных условиях, из-за определенных трудностей в организации перемешивания топлива с воздухом, для полного сгорания топлива воздух подается в большем количестве по сравнению с теоретически необходимым. Отношение действительного количества подаваемого в топку, к теоретически необходимым, называется коэффициентом избытка воздуха a.