Характеристики и свойства твердого топлива
Информация - Физика
Другие материалы по предмету Физика
нном сите и на всех других более крупных ситах. Он обозначается Rx, где индекс x указывает размер ячейки сита в миллиметрах.
В результате рассевки проба топлива разделяется на фракции 0-0,5; 0,5-3; 13-25; 25-50; 50-100 и более 150 мм. Остатки на ситах и служат количественными характеристиками гранулометрического состава топлива.
Твердые топлива подразделяются по предельным размерах кусков на классы крупности.
Таблица 2.1 Названия классов, их обозначения и размеры кусков (ГОСТ 19242-73)
КлассУсловное обозначение классаРазмер кусков, ммПлитныйП100-200(300)КрупныйК50-100ОрехО25-50МелкийМ13-25СемечкоС6-13ШтыбШ0-6Семечко со штыбомСШ0-13Мелкий и семечко со штыбомМСШ0-25РядовойР0-200 при подземной добыче, 0-300 при открытых разработках
При маркировке углей класс крупности проставляют после условного обозначения марки, цифрами в скобках указывают нижний и верхний пределы крупности в миллиметрах. Например, ГР (0-200) - газовый рядовой с размером кусков от 0 до 200 мм. ТЭС получают, как правило, топливо рядового класса. У твердого топлива различают три плотности: действительную (истинную), кажущуюся (объемную) и насыпную. Действительная плотность ?д, г/см3, - это отношение массы образца топлива m к объему Vт входящих в него твердых составляющих, т.е. беспоровой части:
?д = m / Vт (2.1)
Кажущаяся плотность ?каж, г/см3, - это отношение массы образца к объему кусков и частиц топлива, включающему объем пор и трещин в них Vобщ:
?каж = m / Vобщ(2.2)
При раiетах и выборе различных элементов тракта топливоподачи широко используется понятие насыпной плотности или плотности в засыпке ?н, г/см3 или т/м3. Эта величина представляет собой массу частиц, отнесенную к единице занятого ими объема, включающего не только объем пор, но и объем промежутков между частицами в слое. Насыпная плотность определяется как отношение массы топлива, свободно насыпанного в мерный сосуд, к объему этого сосуда.
Работа всех элементов топливно-транспортного хозяйства в огромной степени зависит от сыпучести топлива. Под сыпучестью понимают подвижность частиц топлива относительно друг друга и прилегающих поверхностей оборудования под действием силы тяжести. Сопротивление движению твердого топлива складывается из сопротивления трения и iепления между частицами. Следует подчеркнуть, что сыпучие материалы по своим механическим свойствам фундаментально отличаются от жидкостей. Поэтому, употребляя термин "истечение топлива", например, при выходе топлива из бункера, не следует по ассоциации подразумевать, что топливо при этом ведет себя как жидкость. Сыпучий материал следует рассматривать как пластичное тело со специфическими свойствами.
Рис.2.1 Определение динамического (а) и статического (б) углов естественного откоса
При движении, высыпании и встряхивании топлива неоднородного гранулометрического состава происходит явление сегрегации - самопроизвольного отделения крупных фракций от мелких, приводящее к неравномерному распределению топлива по крупности. Сегрегацию приходится учитывать прежде всего при хранении топлива на складе и организации контроля качества топлива.
При проектировании топливоподачи и при разработке мероприятий, устраняющих затруднения в ее работе, необходимо знание показателей сыпучести топлива. Так как одного всеобъемлющего показателя сыпучести не существует, то используется несколько показателей и в их числе: насыпная плотность, угол естественного откоса, фракционный состав, коэффициент внутреннего и внешнего трения, начальное напряжение сдвига.
В зависимости от способа определения различают динамический ?д и статический ?с углы естественного откоса. Первый из них - это угол между горизонтальной плоскостью и образующей конической поверхности кучи, насыпанной на плоскость, второй - это угол между горизонтальной плоскостью и образующей поверхности, возникающей после удаления подпорной стенки (угол обрушения) (рис.2.1). Для определения ?д заполняют топливом цилиндрический сосуд, накрывают его плоской пластинкой, переворачивают и осторожно поднимают над пластинкой. Чем хуже сыпучесть топлива, тем больше угол естественного откоса. Для рабочего топлива электростанций значения ?д находятся в диапазоне 30-450. При ?д 60 возникают затруднения в системе топливоподачи.
Коэффициент внутреннего трения /в и коэффициент внешнего трения fв характеризуют соответственно сопротивление топлива сдвигу внутри слоя и сопротивление сдвигу вдоль ограничивающей поверхности. Дня угля с насыпной плотностью ?н = 0,70,9 т/м3 коэффициент внутреннего трения fв = 0,61,0, коэффициент внешнего трения по резине f0 = 0,50,7, по стали f0 = 0,30,6. Для торфа с насыпной плотностью ?н= 0.30,8 т/м3 аналогичные величины имеют следующие значения: fв= 0,30,8; f0 = 0,50,7 (по резине); f0 = 0,40,6 (по стали).
Рис. 2.2. Схемы трибометров для измерения силы внутреннего (а) и внешнего (б) трения
Для определения коэффициентов трения используют специальные приборы - трибометры (рис. 1.2). Коэффициент трения f находят как отношение усилия сдвига T к нормальному (сжимающему трущиеся поверхности) усилию N :
= T / N(2.3)
Рис. 1.3 Зависимость усилия сдвига T от нормального усилия N для идеально сыпучего материала (1) и для топлива с ухудшенной сыпучестью (2)
На рис. 2.3 линия 1 относится к топливу с идеальной сыпучестью. Для него f сохраняется постоянным при изменении сжимающей нагрузки. Линия 2 относится к топливу c ухудшенной сыпучестью. Дл