Наличие балласта в топливе резко сказывается на его теплоте сгорания, прежде всего вследствие снижения доли горючих компонентов. По-иному влияет наличие балласта на жаропроиэводительность топлива.
Основная причина снижения теплоты сгорания забалластированного топлива — уменьшение количества горючего в единице топлива — никак не сказывается на его жаропроизводительности, так как при этом в равной степени снижается и объем нагреваемых продуктов сгорания. Иными словами, жаропроизводительности 1 кг, 0,5 кг и 1 г углерода, естественно, равны. Жа- ропроизводительность топлива при наличии в нем балласта несколько снижается в результате дополнительного снижения тепла продуктов сгорания в связи с расходом тепла на испарение балластирующей топливо влаги, а также вследствие расхода тепла на нагрев водяного пара, образующегося при испарении влаги топлива.
Содержание п топливе небольшого количества влаги мало сказывается на его жаропроизводительности, поскольку расход тепла на испарепие 1 % влаги, содержащейся в килограмме топлива, составляет всего лишь 6 ккал, а объем водяного пара, образующегося при испарении 1% влаги по массе, равен менее 0,01 нм3 (0,01-18 22,4), т. е. совершенно ничтожен по сравнению с объемом продуктов сгорания, образующихся при сжигании 1 кг топлива в воздухе.
Данные, приведенные в табл. 30, иллюстрируют весьма малое снижение жаропроизводительности каменного угля при увеличении в нем балласта (влаги) на несколько процентов.
Иная картина вырисовывается при содержании в топливе большого количества балласта, переходящего в продукты сгорания. В этом случае жаропроизводительность топлива, изменяясь в меньшей степени, чем его
•теплота сгорания, все же значительно снижается. В табл. 31 показано
А б л и ц а 30
Зависимость низшей теплоты сгорания и жаропроизводительности каменного угля от содержания в нем влаги
|
Таблица 31 |
Зависимость низшей теплоты сгорания и жаропроизводительности торфа от содержания в нем влаги
|
/1,’П;ОчЬ1 —————— ^-4——— о Ц и нло с*: |
1 3 * И ело атомсб |
Числа атомов угле/гаЗа |
70 % 60 % Я) |
ЧО |
Ялг’ |
Ь». |
У |
;ерис>.7 |
— — о-— |
-Длкинб/ |
V |
Рис. 10. Зависимость наибольшей равномерной скорости распространения племени нормальных углеводородов в воздухе от числа атомов углерода в молекуле (по опытам в горизонтальной трубе)
Рис. 11. Зависимость нормальной скорости распространения пламени углеводородов в воздухе от числа атомов углерода в молекуле
Уменьшение теплоты сгорания и жаропроизводительвости торфа при повышении его влажности от 0 до 60% по массе.
Аналогичным образом влияет на жаропроизводительпость газообразного топлива содержание в нем балласта: N2 и С02. Небольшое содержание балласта порядка нескольких процентов весьма мало сказывается на жаропро — изводительности газа.
Однако с увеличением содержания балласта в газе и уменьшением доли горючих компонентов в продуктах сгорания все в большей степени доминируют К2 п СО,, поступающие из сжигаемого газообразного топлива. В соответствии с этим существенно снижается и жаропроизводительпость газа. Так, при содержании в водяном газе 10% (1Ч2 + С02) его жаропроизводитель — ность равна около 2200°, т. е. весьма высокая. А жаропроизводительность доменного газа, содержащего около 70% (1Ч2 + С02), всего лишь 1500°, т. е. на 700“ ниже.
Следовательно, жаропроизводительность забалластированных видов топлива снижается настолько, что их применение в высокотемпературных технологических процессах становится нецелесообразным.
Жаропроизводительность положена в основу энергетической классификации топлива. Она позволяет оценить эффективность использования различных видов топлива в высокотемпературных и низкотемпературных процессах (табл. 121, стр. 297).
На основе жаропроизводительпости топлива можно весьма просто определить располагаемое тепло продуктов сгорания и подсчитать потери тепла с уходящими газами. Методика этих расчетов изложена в гл. X.
На основе жаропроиэводительности можно легко подсчитать также теоре
Тическую температуру горения с учетом эндотермического процесса диссоциации продуктов сгорания при Высокой температуре (см. главу IX).
Жаропроизводительность углеводородного топлива в значительной степени влияет на скорость распространения пламени, как это видно из сопоставления кривых жаропроизводителыюсти и нормальной скорости распространения пламени на рис. 0, 10 и 11.