 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение Как определить диапазон голоса - ваш вокал Игровые автоматы с быстрым выводом Как самому избавиться от обидчивости Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком" Натюрморт и его изобразительные возможности Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д. Как научиться брать на себя ответственность Зачем нужны границы в отношениях с детьми? Световозвращающие элементы на детской одежде Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ) Глава 3. Завет мужчины с женщиной
Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.
| Основные характеристики топлив. 12
ВВОДНАЯ ЛЕКЦИЯ к выполнению курсового проекта «Расчёт энергетического баланса парогенератора и оценка его термодинамической эффективности» Для правильного выбора вида топлива и эффективного его использования необходимо знать происхождение, состав, основные свойства, теплотехнические и прочие характеристики различных их видов, владеть инженерными методами расчета процессов горения и теплообмена, определения всех видов потерь тепла. Всё это поможет студентам правильно рассчитать все статьи энергетического (теплового) баланса топливосжигающей установки и на основе его результатов определить её энергетическую эффективность (КПД).
Виды, характеристики и классификация топлив Твердое топливо Д.И.Менделеев четко разграничил понятия топливо и горючие материалы, указав, что топливом следует называть лишь горючие вещества, сжигаемые для производства тепла. Основными видами топлива в настоящее время являются горючие ископаемые, или каустобиолиты (от греческих слов causto – горючий, bios – жизнь, litos – камень). Каустобиолиты состоят в основном из углерода, водорода, серы и кислорода и могут быть подразделены на две основные группы – угли и битумы, которые являются крайними противоположными членами ряда, промежуточные формы которого (богхеды, сланцы), напротив, сближаются друг с другом. В некоторых видах каменных углей содержится значительное количество битумов, по отношению к которым в технике применяются термины смолистые или жирные угли. Битумы характеризуются высоким содержанием водорода и углерода и растворимостью в органических растворителях. Типичными битумами являются нефть, асфальт, смола. К бурым углям относят угли с теплотой сгорания менее 24000 кДж/кг, с высоким выходом летучих веществ. К каменным углям относят угли с теплотой сгорания выше 24000 кДж/кг и выходом летучих более 9%. К антрацитам относят угли с Q>24000 кДж/кг и выходом летучих значительно ниже 9%. Полуантрациты относятся к промежуточным углям между каменными и антрацитами. Основной материал для образования угольного вещества – растительные остатки (стеблевые, корневые, лиственные, а также другие составляющие – споры, смола и т.д.). Процесс физико-химических изменений растительного материала проходит в три отдельные стадии: 1) первоначальное превращение растительного вещества в торф в поверхностных водоемах; 2) превращение торфа в уголь после перекрытия его кровлей осадочных пород под воздействием температуры и давления в течение длительного времени, т.е. геологическое становление угля (углефикация); 3) выветривание угля, т.е. период физического и химического разрушения вследствие длительного воздействия внешней атмосферы на участки пластов, вышедших к земной поверхности. Основными местами накапливания растительного материала для образования углей являются проточные болота, верхние слои вод которых обогащаются кислородом. В таких условиях хорошо окисляется лигнино-целлюлозный материал и выносятся образующиеся гуминовые кислоты. Это способствует сильному уменьшению в объеме торфа и других растительных остатков и постепенному накоплению слабоокисляющихся компонентов угля.
Жидкое топливо Естественным видом жидкого топлива является сырая нефть. В отличие от других видов естественного топлива сырую нефть редко используют непосредственно в качестве горючего. Обычно перед использованием ее подвергают очистке и переработке. На нефтеперерабатывающих заводах из нефти получают различные виды жидкого топлива, имеющие первостепенное народнохозяйственное значение, а также смазочные масла и другие продукты. Значительно в меньшем масштабе по сравнению с нефтяным топливом в технике используют искусственное жидкое горючее, получаемое из сланцев, углей и других видов твердого топлива. Нефть представляет собой маслянистую густую жидкость, состоящую в основном из углеводородов, большей частью коричневого или черного цвета, хотя встречаются и более светлые виды нефти, вплоть до белой. Темно-коричневая или черная окраска нефти обусловлена содержанием в ней большого количества смолистых, углистых и асфальтообразующих веществ. Происхождение нефти является до настоящего времени спорным. Наибольшим признанием пользуется теория органического происхождения, согласно которой нефть подобно другим каустобиолитам образовалась из отмерших остатков растений и животных. В противоположность этому Д.И.Менделеев обосновал образование нефти не из органических веществ, а путем взаимодействия карбида железа с водяным паром. Образование углеводородов в результате этого процесса иллюстрируется следующим уравнением: 2FeC + 3H2O = Fe2O3 + C2H6.
Нефть состоит из углеводородов различных гомологических рядов и их «неуглеводородных компонентов», содержащих в своем составе, помимо углерода и водорода, атомы других элементов – кислорода, серы и азота. Мазут, или нефтяные остатки, получаемые в процессе переработки нефти, применяют для отопления паровых котлов и промышленных печей. В мазут переходит бóльшая часть нефтяной смолы, содержащейся в сырой нефти. Содержание водорода в мазуте ниже, чем в сырой нефти, а углерода выше. Мазут характеризуется большей сернистостью, чем сырая исходная нефть. Значительно выше также плотность и вязкость мазута, что вызывает необходимость его разогрева и осложняет применение мазута в небольших установках. Мазут, получаемый при переработке нефти и предназначенный для ТЭС, транспортных и стационарных котлов, технологических установок разделяется на марки: флотские мазуты (легкие), топочные марки 40 (средние) и топочные марки 100 (тяжелые). Флотские мазуты предназначены для судовых котлов, газовых турбин и двигателей. Они являются продуктом прямой перегонки нефти, иногда с добавлением продуктов каталитического или термического крекинга. Топочный мазут марки 40 используется в судовых котлах, промышленных печах, в котельных. Топочный мазут марки 100 используется на ТЭС. Топочные мазуты в основном являются смесью тяжелых крекинг-остатков.
Газообразное топливо Газообразное топливо обладает рядом важных преимуществ перед другими видами топлива. При сжигании газа не образуется золы. Газ можно сжечь без образования дыма, сажи и других продуктов неполного сгорания. Газообразное топливо имеет в своем составе следующие горючие компоненты. Углеводороды. Они характеризуются высокой объемной теплотой сгорания. Особо важное значение имеет метан, составляющий основу природных, нефтепромысловых и большинства нефтезаводских газов. Метан – бесцветный нетоксичный газ без запаха и вкуса. Содержание метана в важнейших природных газах колеблется от 93 до 98%. Таким образом, свойства метана практически полностью определяют свойства важнейших природных газов. Кроме метана, в горючих газах может содержаться ряд других предельных и непредельных углеводородов: этан, пропан, бутан и т.д. Также в состав газа могут входить: - Окись углерода СО. Бесцветный токсичный газ без запаха и вкуса - Водород Н2. Бесцветный нетоксичный газ без вкуса и запаха. - Азот N2. Двухатомный бесцветный газ без запаха и вкуса. - Двуокись углерода CO2.Бесцветный тяжелый малореакционноспособный при низких и умеренных температурах газ со слегка кисловатым запахом и вкусом. Он обладает кислотными свойствами. - Кислород O2. Бесцветный газ без запаха и вкуса. Содержание его в газе, обусловленное примесью воздуха или содержащих кислород дымовых газов, понижает теплоту сгорания газа. Примесь кислорода делает газ взрывоопасным, поэтому содержание кислорода в горючем газе жестко ограничивается техническими условиями. - Сероводород H2S. Тяжелый газ с сильным неприятным запахом, напоминающим запах тухлых яиц. Обладает высокой токсичностью. Содержание инертных газов N2 и CO2 в газообразном топливе в значительной степени определяют его свойства и области применения. Увеличение содержания балласта в виде N2 и CO2 понижает теплоту сгорания газа и удорожает его транспорт. Сероводород, являясь газообразной кислотой, при воздействии на металлы образует соли (сульфиды), которые сильно корродируют газовую аппаратуру и коммуникации.
Основные характеристики топлив. Ценность топлива определяют следующие основные его характеристики: Теплота сгорания, или теплотворная способность, т.е. количество тепла, выделяющегося при полном сгорании 1 кг твердого и жидкого топлива или 1 м3 газообразного. На практике используются такие понятия, как теплота сгорания в калориметрической бомбе ( Высшая теплота сгорания топлива Низшая теплота сгорания топлива
Теплоту сгорания можно определять двумя путями. Первый из них заключается в непосредственном измерении количества тепла, выделяющегося при сжигании определенного количества исследуемого горючего, т.е. путь экспериментальный. Второй путь основан на том, что эта характеристика вычисляется исходя из теплоты горения горючих составляющих топлива и, следовательно, определяется содержанием последних в горючем. Таким образом, во втором случае требуется знание точного состава топлива и тех тепловых эффектов, какими сопровождаются реакции окисления горючих составляющих. Жаропроизводительность ( Содержание балласта, т.е. минеральной массы и влаги, в твердом и жидком топливе, азота и двуокиси углерода – в газообразном. Наличие балласта в топливе понижает его теплоту сгорания. При большом содержании балласта заметно снижается также жаропроизводительность топлива. Содержание вредных примесей, снижающее ценность топлива, в особенности технологического и бытового. Выход летучих веществ и обуглероженного остатка (кокса) при нагревании твердого топлива, определяющий легкость его зажигания, а также целесообразность использования в технологических процессах.
Классификация видов топлива, применяемых в народном хозяйстве
12 |
), высшая ( 
) и низшая ( 
) теплоты сгорания.
.
и образующейся при сгорании топлива ( 
).
кДж/кг.
) – максимальная температура горения, развиваемая при полном сгорании топлива в условиях, когда выделяемое топливо полностью расходуется на нагрев образующихся продуктов сгорания.