плавке чугуна, канализационные газы и газы, специально получаемые из различных твердых топлив путем их газификации. Любое газообразное топливо является механической смесью различных горючих и инертных газов. В состав газообразного топлива могут входить в различных соотношениях. окись углерода СО, водород Н2, метан СН4, тяжелые углеводороды вида С„Н„, углекислый газ СО?, кислород О? и инертные газы, в основном азот N?.
В обш,ем случае химическую формулу любого, содержащего углерод С, водород Н и кислород О горючего или негорючего компонента, входящего-в состав газообразного топлива, можно представить в виде С„Н„р).". ЧислО атомов углерода п в компонентах газообразного топлива меняется от О до 5, водорода т - от О до J2, кислорода г - от О до 2.
Состав газообразного топлива, если содержание отдельных его компонентов в 1 кг моль {м) выразить в объемных долях и обозначить их химическими формулами этих компонентов, определяется следующим образом:
2СЛА + 2=1 кг моль. (11)
Состав некоторых газообразных топлив для двигателей внутреннего-сгорания приведен в табл. I.
Жидкое топливо, применяемое в двигателях внутреннего сгорания, представляет собой, в основном, различные продукты переработки нефти: бензин, лигроин, керосин, дизельное топливо, соляровое масло, тяжелое дизельное топливо (моторное). Применяется гакже и синтетическое жидкое топливо,, получаемое из различных видов твердых топлив и газов.
Жидкие топлива обычно представляют собой смеси различных углеводородов следующих гомологических рядов:
1) парафиновые углеводороды (алканы), имеющие элементарный состав, соответствующий общей формуле C„H2n-f2;
2) нафтеновые углеводороды (цикланы) с обтцими формулами CHg;,;.
С„Н2„ 2 и ДР-;
3) ароматические углеводороды с общими формулами C„H2n G-n2n~i2 и ДР-
В жидких топливах, полученных в результате некоторых видов деструктивной переработки нефтяных фракций, встречаются олефиновые (ненасыщенные) углеводороды (алкены), состав которых также соответствует формуле С/Нг, совпадающей с формулой для-нафтеновых углеводородов, но-с другим размещением атомов в молекуле. В топливах, полученных путем прямой перегонки не()ти, углеводороды олефинового ряда практически отсутствуют.
В состав жидких топлив входят углеводороды с числом атомов углерода в молекуле от п = 6 до п = 30. Разнообразие свойств углеводородов в каждом ряду обусловлено величиной их молекулярного веса и структурой молекул. С ростом молекулярного веса повышаются плотность, вязкость, температуры плавления и кипения углеводорода. Определение количества отдельных углеводородов, входящих в состав топлива, представляет собой весьма сложную задачу. В большинстве случаев ограничиваются определением, группового химического и элементарного составов топлива. Групповой химический состав характеризует процентное содержание в топливе углеводородов-различных гомологических рядов, определяютцих его физико-химические свойства. Элементарный состав показывает содержание в топливе отдельных элементов. В состав жидкого топлива обычно входят углерод С, водород Н и кислород О. Иногда в топливе содержится некоторое количество серы S
* Так, например, при п == \, т = О и г-2 получим химическую формулу углекислого-газа COg. при л = 2, т- 6иг = 0- химическую формулу этана СНе, при п - о, m = 2 и -=0 - химическую формулу водорода Hg и т. д.
и азота N, однако их содержание настолько незначительно, что при расчете ими обычно пренебрегают.
элементарный состав жидкого топлива, если содержание отдельных элементов в 1 кг топлива выразить весовыми долями и обозначить их знаками соответствующих элементов, определяете» следующим образом:
с4-Н + 0== 1 кг. (12>
элементарный состав жидких топлив для двигателей внутреннего сгорания приведен в табл. 2.
физико-химические свойства топлива должны удовлетворять определенным требованиям учитывающим особенности конструкции данного двигателя и условия его эксплуатации. поэтому топлива характеризуются рядом показателей.
одним из важнейших показателей любого топлива является теплотворность, т. е. количество теплоты, которое выделяется при его полном сгорании. при сжигании топлива в воздухе принято относить теплотворность к весовой или объемной единице количества сгоревшего топлива. обычно теплотворность газообразного топлива относят к I м при О"" С и 760 мм рт. ст., а жид-, кого - к 1 кг. более высокая теплотворность обусловливает меньшие-удельные расходы топлива в двигателе, что особенно важно для двигателей транспортных машин.
теплотворность топлива может быть определена или экспериментально» сжиганием в калориметре или приближенно подсчитана по содержанию» в топливе отдельных элементов, а также по эмпирическим формулам. при калориметрировании определяют высшую теплотворность топлива И. при этом величины несколько различаются в зависимости от того, происходит ли сжигание при постоянном объеме или при постоянном давлении. разницей между значениями высшей теплотворности, определенной при постоянном объеме и постоянном давлении,, обычно пренебрегают ввиду ее незначительности О 1,5%). точно так же можно пренебрегать и разницей в значениях теплотворности топлива (около
