ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАБОТЫ. Горение топлива – химическая реакция соединения горючих элементов топлива с окислителем при высокой температуре

Горение топлива – химическая реакция соединения горючих элементов топлива с окислителем при высокой температуре, сопровождающаяся интенсивным выделением теплоты. В качестве окислителя используют кислород воздуха. Процессы горения разделяют на 2 группы: 1). гомогенное горение – горение газообразных горючих (характеризуется системой "газ+газ"); 2). гетерогенное горение – горение твердых и жидких горючих (характеризуется системой "твердое тело+газ" или "жидкость+газ").

Твердые и жидкие топлива состоят из горючих (углерода – С, водорода – Н, детучей серы – Sa=S_op + S_I) и негорючих (азота – N и кислорода – О) элементов и балласта (золы –А, влаги —W).

Газообразные топлива состоят из горючих (СО, Н₂, СН₄, С„Н_Я) и негорючих (N₂, 0₂, С0₂) газов и небольшого количества водяного пара (Н₂0).

При изучении характеристик твердых и жидких топлив и их состава различают рабочую, горючую и сухую массу. Состав рабочей, горючей и сухой массы обозначается соответственно индексами «р», «г» и «с» и выражается следующими равенствами:

(143)

Теплотой сгорания топлива называют количество теплоты в кДж, выделяемой при полном сгорании 1 кг твердого (жидкого) или 1 м³ газообразного топлива.

Для твердого и жидкого топлива различают теплоту сгорания высшую Q_в (кДж/кг) и низшую Q_н (кДж/кг).

Низшая теплота сгорания твёрдого топлива определяется по формуле Д.И.Менделеева

(144)

Объем воздуха, объем и масса продуктов сгорания определяются на 1 кг твердого, жидкого или на 1 м³ сухого газообразного топлива при нормальных условиях.

Теоретический (при коэффициенте избытка воздуха в топке a_г= 1) объем сухого воздуха (м³/кг), необходимый для полного сгорания 1 кг твердого или жидкого топлива, определяется по формуле

(145)

где

(146)