Общая классификация топлив

ВВЕДЕНИЕ

В современных условиях эксплуатации автотранспортного парка требуются высококачественное топливо, марочные трансмиссионные и гидравлические масла, различные технические жидкости, пластичные смазки. Знание состава и эксплуатационных свойств нефтепродуктов, приемов их рационального использования - важная составная часть общей подготовки инженеров-механиков, призванных обеспечить надежную и долговечную работу техники и снизить издержки на эксплуатацию большого парка автомобилей и других машин.

В данном пособии наряду с материалами общетеоретического характера особое внимание уделено эксплуатационным свойствам и основам рационального использования топлива, смазочных материалов и технических жидкостей в соответствии с Государственным образовательным стандартом при подготовке инженеров-механиков.

Раздел 1. ПРИМЕНЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ТОПЛИВ

Тема 1. Виды, состав и свойства топлив

1.1 Классификация и общий состав топлив

По определению Д.И. Менделеева, «топливом называется горючее вещество, умышленно сжигаемое для получения теплоты». Топливо должно отвечать следующим основным требованиям: при сгорании выделять возможно большее количество теплоты, сравнительно легко воспламеняться и развивать высокую температуру, быть широко распространенным в природе, доступным для разработки, дешевым при использовании, сохранять свои свойства во время хранения. Очень важно, чтобы в процессе сгорания топлива не выделялись компоненты, представляющие опасность для окружающей среды.

Этим требованиям наиболее полно отвечают вещества органического происхождения: нефть, природные газы, ископаемые угли, дрова, горючие сланцы, торф (табл.1).

Таблица 1

Общая классификация топлив

Топливо состоит из горючей и негорючей частей. Горючая часть топлива представляет собой совокупность различных органических соединений, в которые входят углерод, водород, кислород, азот, сера. Негорючая часть (балласт) состоит из минеральных примесей включающих золу и влагу.

Углерод С - основная горючая часть топлива. С увеличением его содержания тепловая ценность топлива повышается. Для различных топлив содержание углерода составляет от 50 до 97 %.

Водород Н является второй по значимости горючей составляющей топлива. Содержание водорода в топливе достигает 25%. Однако, при сгорании водорода выделяется в четыре раза больше теплоты, чем при сгорании углерода.

Кислород О, входящий в состав топлива, не горит и не выделяет теплоты, поэтому является внутренним балластом топлива. Его содержание в зависимости от вида топлива колеблется от 0,5 до 43 %.

Азот N не горит и является внутренним балластом топлива. Содержание его в жидком и твердом видах топлива не велико и составляет 0,5 - 1,5%.

Сера S, при сгорании которой выделяется определенное количество теплоты, является весьма нежелательной составной частью топлива, так как продукты его сгорания - сернистый SO₂ и серный SО₃ ангидриды вызывают сильную газовую или жидкостную коррозию металлических поверхностей. Содержание серы твердом топливе до 8 %, а в нефти от 0,1 до 4 %.

Зола А представляет собой негорючий твердый компонент, количество которого определяют после полного сгорания топлива. Она является нежелательной и даже вредной примесью, так как в ее присутствии усиливаются абразивные износы, усложняется эксплуатация различных агрегатов. Топливо с высоким содержанием золы имеет низкую теплоту сгорания и воспламенения.

Влага W является весьма нежелательной примесью топлива, так как, отбирая часть теплоты на испарение, снижает теплоту и температуру сгорания топлива, усложняет эксплуатацию установок (особенно в зимнее время), способствует коррозии.

Минеральные примеси (золу и влагу) принято подразделять на внешние и внутренние. Первые попадают в топливо из окружающей среды при его добыче, транспортировке или хранений, а вторые входят в его химический состав.

Топливо, которое поступает к потребителю в естественном состоянии, и содержит, кроме горючей части, золу и влагу, называется рабочим. Для определения сухой массы топлива его высушивают при температуре 105°С для удаления влаги.

Состав газообразных топлив весьма разнообразен: горючая часть его включает водород Н, окись углерода СО, метан СН₄ и другие газообразные углеводороды (CnHm) с числом углеводородных атомов до 4 включительно.