Состав и основные характеристики различных видов топлива. Условное топливо
Информация - Физика
Другие материалы по предмету Физика
Состав и основные характеристики различных видов топлива. Условное топливо
История развития человечества теснейшим образом связана с получением и использованием энергии. Уже в древнем мире люди использовали тепловую энергию для обогрева жилища, приготовления еды, изготовления из меди, бронзы, железа и других металлов предметов быта, инструментов и т.д.
С древнейших времен известны уголь и нефть - вещества, дающие при сжигании большое количество теплоты. Сейчас формулировка "топливо" включает все вещества, которые дают при сжигании большое количество теплоты, широко распространены в природе и (или) добываются промышленным способом.
Чаще всего под топливом понимают вещество, способное гореть при наличии окислителя. В таком случае смесь топлива с окислителем образуют взрывчатое вещество. Тепловой двигатель (устройство, совершающее за счёт использования внутренней энергии топлива) может преобразовать тепловую энергию топлива в кинетическую (энергия механической системы, зависящая от скоростей движения её точек). Существует также ядерное топливо - вещество, выделяющее большое количество тепла в результате реакций распада или объединения ядер атомов.
СОСТАВ ТОПЛИВА. УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО
Все существующие виды топлива разделяются на твёрдые, жидкие, газообразные. Для нагрева используются также тепловое действие электрического тока и пылевидное топливо. Некоторые группы топлива, в свою очередь, делятся на две подгруппы, из которых одна представляет собой топливо в том виде, в каком оно добывается, и это естественное топливо; другая подгруппа - топливо, которое получается путём переработки естественного топлива, и оно называется искусственным.
Твёрдое топливо:
А). естественное - дрова, каменный уголь, антрацит, торф.
Б). искусственное - древесный уголь, кокс и пылевидное, которое получается из измельчённых частей.
Жидкое топливо:
А). естественное - нефть.
Б). искусственное - бензин, керосин, мазут, смола.
Газообразное топливо:
А). естественное
Газообразное топливо:
А). естественное - природный газ.
Б). искусственное - генераторный газ, получаемый при газификации различных видов топлива (торфа, дров, каменного угля и другого), коксовальный и другие газы.
Все виды топлива состоят из одних и тех же элементов. Разница между видами топлива заключается в том, что эти элементы содержатся в топливе в различных количествах. Элементы делятся на две группы. К первой группе относятся те элементы, которые горят сами или поддерживают горение. К таким относятся углерод, водород, кислород. Ко второй группе принадлежат те, которые сами не горят и не способствуют горение; к ним относятся азот и вода. Особо от названных элементов стоит сера. Она является горючим веществом и при горении выделяет тепло, но её присутствие в топливе нежелательно, так как при горении серы выделяется сернистый газ, который переходит в нагреваемый металл и ухудшает его механические свойства.
Количество тепла, выделяемое топливом при сгорании, измеряется калориями. Каждое топливо при горении выделяет неодинаковое количество тепла. Количество тепла, которое выделяется при полном сгорании 1кг твёрдого или жидкого топлива или при сгорании 1м газообразного, называется теплотворной способностью. Теплотворная способность имеет широкие пределы. Например, для мазута теплотворная способность составляет около 10000 ккал/кг, для качественного каменного угля - 7000 ккал/кг. Чем выше теплотворная способность топлива, тем оно ценнее, так как для получения одного и того же количества тепла его потребуется меньше. Для сравнения тепловой ценности топлива применяется общая единица измерения. В качестве такой единицы принято топливо, имеющее теплотворную способность 7000ккал/кг (29,31 МДж/кг). Эта единица называется условным топливом. В некоторых странах применяется другие единицы. Например, во Франции это топливо, имеющее либо низшую теплоту сгорания 27,3МДж/кг (6500 ккал/кг), либо высшую 28,3 МДж/кг (6750 ккал/кг).
ТВЁРДОЕ ТОПЛИВО
Дрова обладают сравнительно небольшой теплопроизводительностью (удельная теплота сгорания 10,2МДж/кг), повышенной влажностью и лёгким весом. Перевозить их на большое расстояние невыгодно, поэтому дрова являются преимущественно местным топливом.
Дрова удобны тем, что они содержат мало золы (1-2%), легко загораются и дают длинное пламя. Это делает их одним из самых подходящих видов топлива для обжига кирпича во всех периодических, в частности в напольных, печах, в которых длинное пламя способствует более равномерному обжигу по высоте камеры.
Влажность свежесрубленных дров, равная примерно 45-46%, зависит от породы дерева, его возраста и времени рубки. Чем моложе дерево, тем больше оно содержит влаги. Зимой и осенью деревья содержат меньше влаги, чем весной и летом, поэтому лес нужно рубить в это время.
Плотные тяжёлые породы дров горят медленнее, выделяя большое количество тепла и развивая в топках более высокую температуру. Лёгкие же породы дров сгорают быстро и дают более длинное пламя, поэтому они более пригодны для равномерного обжига.
Плотность древесины при влажности 12%
породаплотность, г/куб.смМягкая плотностьбальса0.15пихта сибирская0.39ель0.45ива0.46осина0.51сосна0.52липа0.53ольха0.55клён0.60Твёрдые породыберёза0.65вишня0.66бук0.68дуб0.69ясень0.75слива0.80х?/p>